某铅锌矿铜铅分离试验研究

2021-04-19胡耀山

世界有色金属 2021年2期

胡耀山

（山西紫金矿业有限公司，山西忻州 034000）

随着矿石资源的过度开采，富矿逐渐面临枯竭，复杂难选低品位矿石资源的高效开发与利用越来越成为矿山后续生产的重要保证。铅锌硫化矿床常共生微量的铜矿物，矿产开发过程通常不能兼顾回收铜矿物，硫化铜矿物有很好的可浮性，常夹杂在铅精矿中，不仅降低铅精矿的质量，而且造成铜资源的浪费[1]。部分矿山企业对含铜铅精矿进行分离，常用抑铅浮铜流程，先进行脱药处理，再采用重铬酸钾、亚硫酸钠、SO2等抑制剂抑制硫化铅矿物[2-4]，但存在脱药不彻底，铅矿物难以抑制，铜、铅精矿互含严重，铜回收率低的问题。铜铅混合精矿脱药困难，方铅矿抑制率低是铅精矿提铜亟待解决的问题[5，6]。混合精矿的脱药方式有活性炭吸附，混合精矿再磨，添加硫化钠等方式，方铅矿抑制剂重铬酸钾毒性较强，不利于绿色矿山发展的要求，且对方铅矿抑制不彻底。本实验采用紫金矿冶设计研究院开发的新型环保型抑制剂ZJ201作为方铅矿的抑制剂。

1 试验

（1）试验样品。试验样品为内蒙古某铅锌矿含铜铅精矿，试验用水采用现场选厂回水，样品化学成分分析结果见表1，根据表1可知，铅精矿含铜3.15%，具有一定回收价值，因此，有必要进行铅精矿提铜研究。黄铜矿为主要铜矿物，方铅矿为主要铅矿物，脉石矿物含量极少，因此，铅精矿中回收铜矿物，关键在实现黄铜矿和方铅矿的浮选分离。

（2）试验药剂和设备。磨矿设备用XMB-Φ160×200棒磨机，浮选用XFG型系列挂槽浮选机，浮选试验药剂有Z-200、ZJ201、硫化钠、活性炭、工业硫酸、2#油、腐植酸钠、CMC、次氯酸钙。Z-200、ZJ201、硫酸、2#油为工业级，其他为分析纯。

表1 试样主要化学成分分析/%

（3）试验方法。黄铜矿和方铅矿都具有较好的天然可浮性，二者可浮性差异小，铜铅分离主要分为浮铜抑铅与浮铅抑铜法，前者以重铬酸钾为调整剂，后者以氰化物为调整剂。这些调整剂虽然有较好的选择性，但因毒性大而被限制使用。因为黄铜矿的浮游性略高于方铅矿，因此，浮铜抑铅流程使用更为广泛，浮铜抑铅的原则流程见图1。本试验采用浮铜抑铅的原则流程，重点研究脱药方法，以及寻找方铅矿新型抑制剂，尽可能减少铜、铅精矿互含[7,8]。

图1 浮铜抑铅原则流程

2 结果与讨论

（1）脱药预处理试验。铜铅混合精矿常含有残余捕收剂，为铜铅矿物难以分离的主要原因，通常需要进行脱药预处理，常用的脱药方式有再磨擦洗矿物表面，采用活性炭吸附药剂，以及硫化钠吸附残留浮选药剂，试验固定采用硫化铅抑制剂ZJ201用量5000g/t，硫酸调节pH=5，Z-200用量25g/t，采用超声波震荡30min、活性炭1000g/t、活性炭1000g/t+硫酸钠3000g/t与再磨擦洗进行脱药对比，试验结果见图2。

图2 脱药预处理方法对铜铅分离影响/%

从图2可以看出，采用“硫化钠+活性炭”脱药方式效果最佳，分离粗选能获得铜精矿铜品位16.07%、铜回收率90.06%与铅精矿铅品位43.82%、铅回收率93.30%。因此，采用硫化钠+活性炭对混合精矿残留浮选药剂具有较好的吸附作用，后续试验均采用硫化钠+活性炭进行脱药。

（2）抑制剂种类及用量试验。ZJ201为紫金矿业开发的新型环保硫化铅抑制剂，具有环保、高效的优点，本次研究选择合适的硫化铅矿物抑制剂，重点研究ZJ201对铜铅分离浮选的影响，固定试验条件“硫化钠+活性炭”用量3000+1000g/t，Z-200用量25g/t，矿浆pH=5，通过添加铅抑制剂CMC500 g/t、亚硫酸钠1000 g/t、腐植酸钠2000 g/t和ZJ201用量为2500g/t与5000g/t进行比较试验，试验结果见图3。

图3 抑制剂种类对铜、铅浮选分离的影响/%

从图3可以看出，ZJ201用量5000 g/t时铜铅分离效果最好，铜铅分离粗选能获得铜精矿铜品位17.03%、铜回收率90.31%与铅精矿铅品位48.52%、铅回收率93.58%的两种精矿，因此，采用ZJ201能够实现混合精矿铜铅有效分离。

（3）新工艺闭路试验。在粗选条件试验的基础上开展浮选闭路实验，采用“一粗三精一扫”的浮选工艺，考察中矿返回对浮选指标的影响，并确定新工艺流程下铜铅混合精矿分离指标，试验流程见图4，试验结果见表2。现场工业生产以重铬酸盐抑制铅矿物，添加活性炭再磨进行脱药，获得的铜、铅精矿互含严重，且铜回收率较低。新工艺以“硫化钠+活性炭”对混合精矿预处理脱药，减少了再磨工艺，以环保型药剂ZJ201代替重铬酸盐进行铅的抑制，可得到铜精矿铜品位31.80%、铜回收率88.12%，铅精矿铅品味45.17%，铅回收率99.18%的两种精矿，有效实现了铜铅分离。