復(fù)雜銅鉛鋅多金屬硫化礦選礦技術(shù)

程春枝

（江銅集團(tuán)銀山礦業(yè)有限責(zé)任公司，江西 德興 334201）

銅、鉛、鋅等多金屬硫化物礦在世界范圍內(nèi)分布廣泛，常與金、銀等稀有金屬伴生。礦石中有價(jià)值的元素可通過富集精礦產(chǎn)品回收，并可通過冶煉進(jìn)一步回收。礦物中硫化銅的含量一般較低，方鉛礦和閃鋅礦的硫化銅含量較高。金和銀可以從銅、鉛和鋅的精礦或黃鐵礦的產(chǎn)品中回收。浮選黃鐵礦的目的不是回收硫，而是在礦石黃鐵礦含量較低時(shí)提高金銀的回收率。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)浮選工藝和試劑進(jìn)行了大量的研究和數(shù)據(jù)收集。

江西多金屬硫化物礦中最有效的元素是銅、鉛、鋅、金、銀。銅、鉛、鋅、金、銀的品位分別為0.49%、1.22%、1.95%、1.78g/t和59.06g/t。金和銀不能用顯微鏡觀察，因?yàn)樗鼈兺ǔＲ约?xì)顆粒或超細(xì)顆粒夾雜物的形式存在，這種夾雜物也存在于其他金屬礦物和脈石中。礦石中的金屬礦物經(jīng)過兩個(gè)階段形成：首先形成黃鐵礦，然后形成閃鋅礦、方鉛礦和黃銅礦。同一時(shí)期形成的礦物互相填補(bǔ)彼此的裂縫，較早形成的礦物填補(bǔ)較晚形成的礦物的裂縫，從而形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。因此，分離不同的金屬礦物是困難的，因?yàn)樗鼈兪敲芮邢嚓P(guān)的。根據(jù)礦石特點(diǎn)，采用銅/鉛塊浮選多金屬分離流程-銅/鉛分離-優(yōu)先浮選尾礦中的鋅和黃鐵礦(回收金和銀)。銅、鉛、鋅品位的精礦指標(biāo)分別為20.87%、49.91%、60.10%，回收率分別為75.59%、91.62%、74.07%。采用合適的工藝流程，在合適的條件下得到了這些值。銅精礦中金、銀的品位分別為65.32g/t和2038g/t，回收率分別為64.97%和61.08%。在黃鐵礦產(chǎn)品中，金、銀的品位分別為12.42g/t和358.9g/t，回收率分別為15.53%和13.67%。在銅精礦和黃鐵礦產(chǎn)品中均有效富集了金和銀[1]。

1 礦石化學(xué)多元素分析

在某銅鉛鋅多金屬硫化礦原礦含鉛6.44%、鋅5.52%、鐵16.86%。在原礦原有的目數(shù)磨礦細(xì)度的條件下，使用的工藝為優(yōu)化流選，該礦石的主要化學(xué)成分見表1，通過礦石化學(xué)成分分析得出開采礦石的種類和步驟。

表1 該礦石中主要化學(xué)成分分析結(jié)果

硫化鋅礦物試驗(yàn)是用于對(duì)于尾礦進(jìn)行礦物質(zhì)篩選，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 硫化鋅粗掃選最佳藥劑用量條件下試驗(yàn)結(jié)果

小型閉路試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著磨礦細(xì)度的增加，鉛鋅精礦的品位逐漸增加，且雜質(zhì)互含也逐漸降低，在采用原礦磨礦細(xì)度70%～80%—200目的優(yōu)先浮選流程即可以獲得較好的選礦指標(biāo)。

2 復(fù)雜銅鉛鋅多金屬硫化礦選礦

2.1 浮選試驗(yàn)

晚期形成的銅、鉛、鋅等礦物取代了早期形成的礦物，形成交代構(gòu)造。礦石構(gòu)造：金屬礦物的團(tuán)聚體呈塊狀分布，形成塊狀結(jié)構(gòu)，其中黃鐵礦最為明顯。這些團(tuán)聚體分布在脈石礦物基質(zhì)中，形狀不規(guī)則，導(dǎo)致了斑的浸染和復(fù)雜構(gòu)造。脈石礦物，如石英，此類礦產(chǎn)資源的存在形式是處于晶體的縫隙之間，含量十分微少但是可以形成脈絡(luò)結(jié)構(gòu)，黃鐵礦中就大量存在這種礦石元素，在顯微鏡下沒有觀察到金和銀，因?yàn)樗鼈兛赡芤约?xì)顆粒或超細(xì)顆粒夾雜物的形式存在，這種夾雜物也存在于其他金屬硫化物和脈石中，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

浮選試驗(yàn)，銅-鉛-鋅芯浮選是賤金屬冶金中最復(fù)雜的問題之一。當(dāng)氧化引起一些銅的溶解，從而激活鋅時(shí)，這一點(diǎn)尤其正確。三步選擇性浮選是鉛鋅銅礦的早期實(shí)踐。目前很少使用這種方法，因?yàn)槭走x的技術(shù)是有選擇地浮選大塊銅鉛精礦，降低鋅和鐵，再?gòu)你~鉛尾礦中通過特殊的技術(shù)進(jìn)行選礦，其中包括鋅、銅等珍貴礦產(chǎn)資源，最后通過分選礦產(chǎn)資源將不同種類的礦分離開來[2-4]。

2.2 研磨試驗(yàn)

研磨網(wǎng)試驗(yàn)是重要的礦物質(zhì)離解試驗(yàn)，金屬和脈石礦物的全面崩解是影響浮選指數(shù)的重要因素。研磨網(wǎng)決定了不同礦物之間的離解程度。適當(dāng)?shù)难心ゾW(wǎng)有助于去除更多的矸石和金屬。磨測(cè)試的網(wǎng)是由粗糙的銅/鉛散裝浮選與石灰1500g/t1000g/t的硫酸鋅，500g/t的硫酸鈉，40g/t(z-200，40g/t(丁胺黑藥，和20g/t2號(hào)油(具體情況由檢驗(yàn)后使用檢驗(yàn)在接下來的測(cè)試)。

混合精礦中銅、鉛的回收率隨磨細(xì)度的提高和鉛、銅品位的降低而提高。磨礦的細(xì)度可以決定礦石的質(zhì)量，細(xì)度越大則礦石質(zhì)量越高，但速度較慢耗時(shí)較大；細(xì)度越小則礦石質(zhì)量較低，速度反之較快耗時(shí)較少。因此，后續(xù)試驗(yàn)采用-0.074mm85%的研磨細(xì)度進(jìn)行。銅/鉛大塊浮選PH調(diào)整試驗(yàn)銅、鉛、鋅等多金屬硫化物礦石的浮選一般適用于堿性pH條件。石灰和蘇打是調(diào)節(jié)漿液pH值的常用藥劑。

這些制劑的作用是研究了它們對(duì)浮選指標(biāo)的投加量(對(duì)應(yīng)不同pH值)。結(jié)果表明，石灰的效果優(yōu)于蘇打。當(dāng)石灰用量在0g/t～1000g/t之間時(shí)，精礦品位隨用量的增加而增加。然而，經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇有所放緩。石灰對(duì)黃鐵礦有明顯的抑制作用。當(dāng)石灰用量大于1000g/t時(shí)，精礦品位和回收率下降。這是因?yàn)楫?dāng)石灰用量高時(shí)，銅和硫化鉛礦物受到抑制，從而降低了回收率。同時(shí)，礦漿粘度增加，浮選選擇性降低，脈石礦物夾雜物漂浮。綜合考慮，選用石灰作為pH調(diào)節(jié)劑，適宜用量為1000g/t。銅/鉛大塊浮選降凝劑的用量試驗(yàn)硫酸鋅和石酸鈉對(duì)閃鋅礦具有良好的抑制作用。

銅浮選和鉛抑制是銅和鉛在粗精礦中分離的常用方法。重鉻酸鉀常被用作方鉛礦的抑制劑。研究了重鉻酸鉀的用量對(duì)銅鉛分離的影響。采用濃度為400g/t的活性炭作為脫除劑，在銅鉛分離前降低脫除劑對(duì)分離指數(shù)的影響。

2.3 案例分析

江西某多金屬硫化物礦中最有價(jià)值的元素為銅、鉛、鋅、金、銀，這些金屬元素分別存在于不同礦石中，以黃銅礦數(shù)量為最多，褐鐵礦數(shù)量較少，其它種類的礦石種類繁多。經(jīng)過SEM顯微鏡觀察后發(fā)現(xiàn)，礦石中沒有含有金、銀，采用銅/鉛大塊浮選-銅/鉛大塊浮選-優(yōu)先浮選鋅、黃鐵礦的多金屬分選流程。銅、鉛、鋅品位的精礦指標(biāo)分別為20.87%、49.91%、60.10%，回收率分別為75.59%、91.62%、74.07%。采用合適的工藝流程，在合適的條件下得到了這些值。在銅精礦和黃鐵礦產(chǎn)品中富集了金銀。有效地回收了礦石中的銅、鉛、鋅、金、銀，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

江西多金屬硫化物礦石的有效成分含量較高。經(jīng)專業(yè)檢測(cè)部門檢測(cè)得到銅、鉛和鋅。黃鐵礦的形成早于黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦。這些金屬礦物關(guān)系密切，因此很難把它們分離出來。這類含金、銀多金屬礦石的選礦和冶煉比較困難。通過各種試驗(yàn)和觀察，采用銅/ead塊浮選-銅/鉛分離-優(yōu)先浮選鋅、黃鐵礦的多金屬分離流程。銅和鉛都有效地恢復(fù)，金銀從銅精礦回收在下列條件：研磨細(xì)度-0.074毫米85%，使用石灰作為pH值調(diào)整劑，用z-200作為收集器，使用丁胺黑藥，用重鉻酸鉀作為抑制劑，并利用硫酸鋅，亞硫酸鈉，活性炭作為鋅的抑制劑。此外，利用石灰、硫酸銅和黃原酸丁酯回收鋅，浮選黃鐵礦回收金銀。回收銅、鉛、鋅、金、銀，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。顯微圖像顯示，金、銀礦物在礦石中沒有被觀察到，因?yàn)樗鼈兛赡芤约?xì)顆粒或微觀細(xì)包裹體的形式存在。此外，在銅精礦中富含金礦石和銀礦石，此兩種礦石的存在形式不同于銅鉛鋅礦石，因此金、銀主要分布在黃銅礦和黃鐵礦中，并形成良好的包裹體。

3 結(jié)語

復(fù)雜銅鉛鋅多金屬原生硫化礦可回收的有價(jià)元素為鉛、鋅、銀，銀礦物粒徑粗細(xì)不等且分布不均勻，以分布于方鉛礦中為主，其次閃鋅礦中，脈石中含量較少。應(yīng)用新型捕收劑D25，具有選擇性好的特點(diǎn)，可優(yōu)先捕收易浮鉛礦物。采用新型抑制劑T8，可以有效抑制鋅礦物的上浮，保證鉛精礦的質(zhì)量及混合鉛鋅精礦中鋅的回收率。經(jīng)過嚴(yán)格的選礦可以對(duì)國(guó)家復(fù)雜銅鉛鋅多金屬硫化礦進(jìn)行遴選，選出礦石中具有價(jià)值的礦物，不僅可以對(duì)我國(guó)稀有礦石資源有好處，還可以減少礦石浪費(fèi)。