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甘肃某复杂多金属硫化矿石中铜与铅锌的 浮选分离试验
2019-07-22
甘肃某铜铅锌多金属硫化矿石Cu、Pb、Zn、Au、Ag、S品位分别为0.75%、2.50%、5.30%、2.80 g/t、120 g/t、 14.20%,均具有回收价值,前期在铜与铅锌的有效分离研究方面一直未取得突破。为了在不影响其他元素分离回 收的情况下实现铜与铅锌的有效分离,进行了以铜与铅锌有效分离为核心的试验研究。结果表明,试验采用以全 混合浮选—混合精矿脱硫—铜与铅锌分离原则流程为核心的多段磨选流程处理矿石,最终获得了 Cu 品位为 21.42%、Cu 回收率为 71.69%、含 Pb3.61%、含 Zn4.28%的铜精矿,以及 Pb 品位为 13.46%、Zn 品位为 28.52%、...
Series No. 517 July 2019 金 属 METAL MINE 矿 山 总第 517 期 2019 年第 7 期 甘肃某复杂多金属硫化矿石中铜与铅锌的 浮选分离试验 1 1,2 1 王梦雨 袁勤智 邱廷省 1. 江西理工大学资源与环境工程学院,江西 赣州 341000;2. 江西省矿业工程重点实验室,江西 赣州 341000) ( 摘 要 甘肃某铜铅锌多金属硫化矿石 Cu、Pb、Zn、Au、Ag、S 品位分别为 0.75%、2.50%、5.30%、2.80 g/t、120 g/t、 14.20%,均具有回收价值,前期在铜与铅锌的有效分离研究方面一直未取得突破。为了在不影响其他元素分离回 收的情况下实现铜与铅锌的有效分离,进行了以铜与铅锌有效分离为核心的试验研究。结果表明,试验采用以全 混合浮选—混合精矿脱硫—铜与铅锌分离原则流程为核心的多段磨选流程处理矿石,最终获得了 Cu 品位为 2 1.42%、Cu 回收率为 71.69%、含 Pb3.61%、含 Zn4.28%的铜精矿,以及 Pb 品位为 13.46%、Zn 品位为 28.52%、含铜 .01%、Pb 回收率为 93.04%、Zn 回收率为 92.98%的铅锌混合精矿;实现铜与铅锌有效分离的关键在于有铅锌抑制 1 剂硫化钠+亚硫酸+FY 组合配合细磨深选流程。 关键词 多金属硫化矿 混合浮选 分离 中图分类号 TD952.1,TD952.2,TD952.3 文献标志码 A 文章编号 1001-1250(2019)-07-085-07 DOI 10.19614/j.cnki.jsks.201907015 Flotation Separation Tests of Copper and Lead-Zinc in a Complex Polymetallic Sulfide Ores in Gansu Province 1 Yuan Qinzhi Qiu Tingsheng 1,2 12 Wang Mengyu (1. School of Resource and Environmental Engineering,Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000, China;2. Jiangxi Key Laboratory of Mining Engineering,Ganzhou 341000,China) Abstract The Cu,Pb,Zn,Au,Ag,and S grades of a copper-lead-zinc polymetallic sulfide ores in Gansu are 0.75%, .50%,5.30%,2.80 g/t,120 g/t,and 14.20%,respectively,which are worthy to recycle. However,the effective separation 2 of copper and lead-zinc had not progressed in the early study. In this paper,experimental study of focusing on the effective sep⁃ aration of copper and lead-zinc without affecting the separation and recovery of other elements was carried out. The results showed that the principle process of full mixed flotation-mixed concentrate desulfurization,multi-stage grinding and the sepa⁃ ration of copper and lead- zinc was carried out. Cu,Pb,Zn grade and Cu recovery rate in the copper concentrate were 2 1.42%,3.61%,4.28%,71.69% respectively. Pb,Zn,Cu grade and Pb,Zn recovery rate in the mixed lead-zinc concen⁃ trate were 13.46%,28.52%,1.01%,93.04%,and 92.98%,respectively. The key to achieve effective separation of copper and lead-zinc was the combination of lead-zinc inhibitor sodium sulfite + sulfurous acid + FY and the fine-grinding deep-con⁃ centrating process. Keywords Polymetallic sulfide ores,Mixed flotation,Separation 铜铅锌多金属硫化矿石在世界范围内广泛分 布,是铜铅锌金属的主要来源。随着开采的不断深 入,矿石品位总体呈下降趋势,且矿石性质也越来越 复杂,各有用矿物的有效分离更加困难,因此,实现 多金属硫化矿的有效分离仍是目前选矿研究的重点 [1-5] 与难点 。 甘肃某复杂多金属硫化矿石中有价元素较多, 铜、铅、锌、硫、金、银均具有回收价值。由于矿石中 收稿日期 2019-03-29 基金项目 国家自然科学基金资助项目(编号:51474114);江西省自然科学基金资助项目(编号:20122BAB216021);江西省科技支撑计划项目(编 号:20121BBG70005)。 作者简介 袁勤智(1993—),男,硕士研究生。通讯作者 邱廷省(1968—),男,副校长,教授,博士,博士研究生导师。 · 85 · 总第517期 金 属 矿 山 2019年第7期 铜与铅锌的互相包裹现象严重,且黄铜矿与方铅矿 的可浮性相近,导致铜与铅锌分离异常困难。试验 在对优先浮选、全混合浮选、部分混合浮选和等可浮 [ 6-8] 流程 分析研究的基础上,确定采用全混合浮选— 混合精矿脱硫—铜与铅锌分离原则流程进行了铜与 铅锌浮选分离工艺回收。 1 矿石性质 矿石中的金属矿物主要有黄铜矿、闪锌矿、方铅 矿、黄铁矿等,非金属矿物主要有石英、白云母、绿泥 石等,各有用矿物嵌布粒度均较细,嵌布关系复杂, 单体解离较困难,其中黄铜矿与黄铁矿、方铅矿、闪 锌矿、脉石矿物紧密连生,相互包裹,连生边界弯曲 不平;方铅矿与闪锌矿之间的嵌布关系也较为复杂, 二者紧密共生,呈互相包裹关系。金、银的矿物形式 较为复杂,除少量的自然金和自然银或金银互化物 外,主要以铜、铅、锌的硫化矿物存在。矿石主要化 学成分分析结果见表1,主要矿物组成见表2。 基黄药为捕收剂,2#油为起泡剂,进行再磨细度、石 灰用量和丁基黄药用量条件试验,试验流程见图2。 注:Au、Ag的含量单位为g/t。 由表 1 可看出,矿石中有回收价值的元素有铜、 铅、锌、金、银、硫。 由表 2 可看出,矿石中的主要有用矿物有黄铜 矿、方铅矿、闪锌矿和黄铁矿。 2 试验结果与分析 . 1 混合浮选试验 2 2 . 2. 1. 1 再磨1细度试验 由于各矿物嵌布粒度细、嵌布关系复杂,因此, 根据矿石中铜、铅、锌矿物嵌布关系复杂、嵌布 粒度较细、单体解离困难等特点,通过条件试验,确 定了全混合浮选采用2次粗选流程,见图1,试验结果 见表3。 实现硫矿物的充分单体解离对脱硫浮选效果影响较 大。为考察再磨1细度对脱硫指标的影响,在石灰用 量为5 000 g/t,丁基黄药总用量为120 g/(t 探索试验确 定的粗选 1 与粗选 2 用量比为 2∶1)的条件下进行了 再磨1细度试验,结果见表4。 由表3可看出,全混合浮选效果较好,有回收价值 的元素总含量达60%左右,各元素回收率均超过95%。 2 2 . 2 条件试验 . 2. 1 脱硫浮选条件试验 由表4可看出,随着再磨1细度的提高,铜铅锌混 合粗精矿 Cu、Pb 和 Zn 品位升高,Cu、Pb 和 Zn 作业回 收率变化不大,S作业回收率明显下降。综合考虑,确 定再磨1细度为-0.045 mm占90%时为最佳条件。 脱硫浮选条件试验给矿为全混合粗精矿,试验 以硫酸铜为锌矿物的活化剂,石灰为 pH 调整剂,丁 · 86 · 袁勤智等:甘肃某复杂多金属硫化矿石中铜与铅锌的浮选分离试验 2019年第7期 2 . 2. 1. 2 石灰用量试验 石灰用量试验在脱硫浮选再磨 1 细度为-0.045 mm 占 90%,丁基黄药总用量为 120 g/t 条件下进行, 试验结果见表5。 由表 5 可看出,随着石灰用量的增大,铜铅锌混 2. 2. 2 铜与铅锌分离条件试验 合粗精矿 Cu、Pb 和 Zn 品位上升,Cu、Pb 和 Zn 作业回 收率变化不大,S 作业回收率下降。综合考虑,脱硫 作业石灰用量为6 000 g/t。 铜与铅锌分离条件试验的给矿为 2 粗 1 精铜铅 锌混合浮选精矿,条件试验流程见图3。 2 . 2. 2. 1 再磨2细度试验 矿石中铜铅锌矿物不仅嵌布粒度细,而且相互 2 . 2. 1. 3 丁基黄药用量试验 嵌布,探索试验表明,直接浮选不能得到良好的分离 指标。因此,必须细磨才能实现这些矿物的充分解 离。为了查明再磨2细度对铜与铅锌分离的影响,进 行了铜铅锌混合精矿再磨2细度试验,试验固定脱药 兼抑铅锌药剂硫化钠用量为600 g/t,铅锌主要抑制剂 亚硫酸用量为160 g/t,试验结果见表7。 丁 基 黄 药 用 量 试 验 在 脱 硫 浮 选 再 磨 1 细 度 为-0.045 mm 占 90%,石灰用量为 6 000 g/t 条件下进 行,试验结果见表6。 由表6可看出,随着脱硫作业丁基黄药总用量增 大,铜铅锌混合粗精矿 Cu、Pb、Zn 和 S 作业回收率上 升,Cu、Pb、Zn品位下降。综合考虑,确定脱硫作业丁 基黄药总用量为150 g/t,对应的铜铅锌混合精矿 Cu、 Pb、Zn 和 S 作 业 回 收 率 分 别 为 97.52% 、97.23% 、 由表 7 可看出,随着磨矿细度的提高,铜粗精矿 Cu 品位和作业回收率上升,Pb、Zn 品位和回收率均 先明显下降后趋于稳定。综合考虑,确定再磨2细度 为-0.038 mm占90%。 9 4.69%和51.62%。 · 87 · 总第517期 金 属 矿 山 2019年第7期 2 . 2. 2. 2 硫化钠用量试验 硫化钠的抑制机理,通常认为是硫化钠水解所 - [9] 产生的HS 起抑制作用 。硫化钠价格低廉,来源广 泛,适量的硫化钠对闪锌矿和方铅矿等硫化矿物有 [ 10] 抑制作用,并且具有脱药作用 。为了考察硫化钠 用量对铜粗精矿指标的影响,在铜铅锌混合精矿再 磨细度为-0.038 mm 占90%,亚硫酸用量为 160 g/t 条 件下进行了硫化钠用量试验,结果见表8。 由表 8 可看出,随着硫化钠用量的增大,铜粗精 矿Cu作业回收率先上升后下降,Cu品位下降,Pb、Zn 品位和回收率均下降。综合考虑,确定硫化钠用量 为600 g/t。 由表 9 可看出,随着亚硫酸用量的增大,铜粗精 矿Cu品位上升,Cu作业回收率下降,Pb、Zn品位和回 收率均先下降后维持在低位,综合考虑,确定亚硫酸 用量为190 g/t。 2 . 2. 2. 3 亚硫酸用量试验 2. 2. 2. 4 辅助抑制剂种类试验 亚硫酸用量试验在铜铅锌混合精矿再磨细度 为实现铜与铅锌的有效分离,在铜铅锌混合精 矿再磨细度为-0.038 mm 占 90%,硫化钠用量为 600 g/t,亚硫酸用量为 190 g/t 的条件下,考察了鞣酸、 为-0.038 mm 占90%,硫化钠用量为 600 g/t 条件下进 行,试验结果见表9。 · 88 · 袁勤智等:甘肃某复杂多金属硫化矿石中铜与铅锌的浮选分离试验 2019年第7期 CMC、腐植酸钠、FY组合抑制剂(即FY-141和FY142 的组合,探索试验确定的最佳质量配合比为1∶1,以下 组合的用量为 2 000 g/t,对应的铜粗精矿 Cu 品位为 14.67%,Cu 作业回收率为 85.35%,Pb、Zn 含量降至 4.57%和4.37%。 [11-12] 简称FY组合)对铜与铅锌分离效果的影响 ,其中 FY组合和硫化钠一起添加至再磨磨机中,这些辅助抑 制剂用量均为2 000 g/t,试验结果见表10。 2. 3 闭路试验 在条件试验和开路试验基础上进行了铜与铅锌 分离闭路试验(铅锌的分离本文不作介绍),试验流 程见图4,结果见表12。 由表10可看出,不同抑制剂对铜粗精矿 Cu作业 回收率的影响不大,但FY组合对铅锌矿物的抑制效 果非常好,铜粗精矿Cu品位最高,Pb、Zn品位和回收 率均最低。因此,FY组合在浮铜抑铅锌中非常重要。 由表 12 可知,采用图 4 所示的闭路流程处理矿 石,可获得 Cu 品位为 21.42%、Cu 回收率为 71.69%、 含 Pb3.61%、含 Zn4.28%的铜精矿,以及 Pb 品位为 13.46%、Zn 品位为 28.52%、含铜 1.01%、Pb 回收率为 93.04%、Zn回收率为92.98%的铅锌混合精矿,较好地 实现了铜与铅锌的分离。 2 . 2. 2. 5 FY组合用量试验 FY 组合用量试验在铜铅锌混合精矿再磨细度 为-0.038 mm占90%,硫化钠用量为600 g/t,亚硫酸用 量为190 g/t条件下进行,试验结果见表11。 由表 11 表明,随着 FY 组合用量的增大,铜粗精 矿Cu品位先升后降,Cu作业回收率小幅下降,Pb、Zn 品位和回收率总体呈下降趋势。综合考虑,确定 FY 3 结 论 (1)甘肃某复杂铜铅锌多金属硫化矿石 Cu、Pb、 Zn、Au、Ag品位分别为0.75%、2.50%、5.30%、2.80 g/t、 · 89 · 总第517期 金 属 矿 山 2019年第7期 注:Au、Ag的含量单位为g/t。 1 20 g/t,矿石中主要金属矿物有黄铜矿、闪锌矿、方铅 铜与铅锌分离原则流程为核心的多段磨选流程处理 矿 石 ,最 终 获 得 Cu 品 位 为 21.42% 、Cu 回 收 率 为 71.69%、含Pb3.61%、含Zn4.28%的铜精矿,以及Pb品 位为 13.46%、Zn 品位为 28.52%、含铜 1.01%、Pb 回收 率为 93.04%、Zn 回收率为 92.98%的铅锌混合精矿, 矿、黄铁矿等,金、银的矿物形式较为复杂,主要以铜、 铅、锌的硫化矿物存在,各有用矿物紧密共生,嵌布关 系复杂,分离困难,属典型的难选多金属硫化矿石。 (2)试验采用以全混合浮选—混合精矿脱硫— · 90 · 袁勤智等:甘肃某复杂多金属硫化矿石中铜与铅锌的浮选分离试验 2019年第7期 ve[r J]. 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