某銅鋅礦浮選分離試驗研究

（西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900）

銅鋅硫化礦石是提取金屬銅、鋅的重要原料，因此其選別分離研究工作十分重要。浮選法是選別銅鋅硫化礦的一種主要方法，但由于有用礦物致密共生，影響礦物可浮性的離子交錯重疊，閃鋅礦易被銅離子活化，部分黃鐵礦、磁黃鐵礦等礦物及礦泥存在等原因，導致了銅鋅浮選分離通常比較困難。根據黃銅礦與閃鋅礦表面性質差異，選擇黃銅礦高效捕收劑和閃鋅礦高效抑制劑是其中一個重要研究方向。該銅鋅礦石屬低品位銅鋅硫化礦，嵌布關系較復雜。為了合理、高效開發利用該銅鋅礦資源，通過試驗研究以確定合理工藝流程及藥劑制度，為該礦石綜合利用提供詳盡的技術依據。

1 原料性質

1.1 原料化學分析

原料多元素分析及物相分析結果分別見表1、表2和表3。

表1 原礦化學多元素分析結果/%

表2 銅物相分析結果/%

表3 鋅物相分析結果/%

1.2 原料中主要礦物嵌部特征

礦石中主要金屬礦物為黃銅礦、閃鋅礦、膠狀黃鐵礦，脈石礦物主要為石英、碳酸鹽、透輝石、綠泥石等。銅礦物以黃銅礦為主，其含量約占礦物總量的0.75%，黃銅礦分布不均勻，屬細粒嵌布，黃銅礦與黃鐵礦、閃鋅礦等金屬硫化物嵌布關系密切，其嵌布形態多種多樣。閃鋅礦是主要含鋅礦物，約占礦物總量的1.3%，閃鋅礦主要呈固溶體乳滴狀、星點狀散布于黃銅礦中，或與黃銅礦連生，嵌布在脈石中。

1.3 原料性質小結

黃銅礦顆粒較細，與黃鐵礦和閃鋅礦共伴生關系較為密切，嵌布形態多樣化[1]。

礦石中次生硫化銅含量較高為12.42%，磨礦時在礦漿中將產生大量的銅離子，次生銅離子的存在影響銅、鋅分離效果。

部分閃鋅礦以鐵閃鋅礦形式存在，是影響鋅選礦指標的重要因素。

2 選礦試驗

2.1 工藝流程的確定

該礦石為硫化銅鋅礦石。在處理硫化礦時，選廠常采用單一浮選的方法，選礦工藝一般為優先浮選、等可浮工藝流程、全混合浮選等[2]。為了確定適合處理該銅鋅礦石的原則流程，分別對優先浮選流程、等可浮流程和銅鋅混合浮選方案進行了探索試驗研究。

（1）等可浮流程試驗結果表明，該流程適用于可浮性相近的硫化物一起浮出得到不同的混合精礦，然后依次分選，但該礦樣中的鋅礦物被銅離子活化嚴重，致使鋅礦物與黃銅礦可浮性相近，銅鋅混合精礦中銅品位18.70%，鋅品位13.40%，而銅鋅精礦進一步分離困難。從綜合利用礦產資源的角度出發，應該合理回收銅、鋅，故此流程不適合該礦樣。

（2）全混合浮選流程試驗結果表明，粗選銅鋅回收率較高，可以實現盡早拋尾，但混合精礦脫藥與分離難度較大，要產出單獨的銅、鋅精礦技術上可行性小，加之礦漿中銅離子對鋅礦物的活化嚴重，銅、鋅精礦進一步分離困難。因此不宜采用此流程[3]。

（2）優先浮選流程試驗結果表明，優先浮選可產出合格的銅精礦和鋅精礦，但采用常規鋅抑制劑時，銅精礦中銅回收率可達到80%以上，而銅精礦中含鋅較高，需針對該礦石性質研制抑制效果較好的鋅礦物抑制劑，以降低鋅礦物在銅精礦中損失。

通過以上流程方案的探索試驗研究比較，確定采用銅鋅優先浮選的原則流程[4]。

2.2 磨礦細度試驗

合理的磨礦細度是有用礦物能否得到單體解離的關鍵，也是取得最佳選礦技術指標的重要因素。采用一次粗選，石灰為調整劑，硫酸鋅、亞硫酸鈉為鋅礦物抑制劑，Z-200為捕收起泡劑進行磨礦細度試驗。試驗結果表明，隨著磨礦細度增加，粗精礦中銅品位呈下降趨勢，回收率呈上升趨勢，鋅品位及回收率變化不明顯。最終確定粗選磨礦細度為-0.074mm占80%。

2.3 藥劑制度的確定

2.3.1 銅粗選鋅抑制劑選擇及用量試驗

試驗采用石灰作為礦漿pH值調整劑，也作黃鐵礦的抑制劑。通過試驗確定適宜的銅粗選石灰用量為1500g/t，礦漿pH值為8.5。在此基礎上進行了銅粗選鋅抑制劑的選擇試驗。

抑制劑選擇試驗結果表明，常規的硫酸鋅、亞硫酸鈉、硫化鈉、硫代硫酸鈉等無機抑制劑組合使用后，試驗結果并不理想，粗精礦中含鋅較高（含鋅10%以上）；考慮銅鋅分離有無機抑制劑和有機抑制劑組合使用的實例，選用腐植酸鈉與亞硫酸鈉組合以及腐植酸鈉、漂泊粉等組合，其抑制效果比單獨用硫酸鋅要好（含鋅7%～9%左右）；采用復合抑制劑T20為鋅抑制劑，銅粗精礦中含鋅僅為4.06%，抑鋅效果明顯優于其它抑制劑組合，因此確定鋅礦物抑制劑為T20。用量試驗最終確定銅粗選鋅抑制劑T20適宜的用量為1000g/t。

鋅礦物抑制劑T20是由多種無機和有機抑制劑按一定的比例復合而成，充分發揮了不同藥劑之間的協同效應，一方面該抑制劑與銅離子作用生成絡合物沉淀而消除礦漿中銅離子對鋅礦物的活化作用，從而實現銅鋅礦物的高效分離，另一方面，有機抑制劑分子中的極性親水基團與閃鋅礦礦物表面作用后，這些親水基團使閃鋅礦表面親水，導致其可浮性降低。

2.3.2 銅粗選捕收劑選擇及用量試驗

該銅鋅礦石部分銅礦物嵌布粒度較細，且與硫鐵礦嵌布關系密切。因此，研發高效選擇性銅礦物捕收劑，以加強對細粒級銅礦物及銅礦物富連生體的回收是關鍵。在捕收劑的選擇試驗中主要進行了黃藥類、Z-200、丁銨黑藥、乙硫氮、43#、A10等捕收劑種類試驗。試驗結果表明：跟其它捕收劑相比，捕收起泡劑A11的效果最佳，銅礦物的品位及回收率均較優。最終確定A11為銅礦物捕收劑，適宜用量為50g/t。

捕收起泡劑A11對細粒級銅礦物及銅礦物富連生體具有較好的選擇性捕收效果，在浮選作業中具有泡沫穩定、浮游速度快、用量少等優點。

2.3.3 鋅礦物浮選作業試驗

鋅礦物浮選作業采用一次粗選、一次掃選、兩次精選的浮選流程。試驗給礦為銅一粗一掃的尾礦。鋅粗選作業石灰用量為3000g/t，硫酸銅用量為300 g/t，丁銨黑藥用量60g/t。

2.3.4 閉路試驗

根據確定的工藝流程和藥劑制度，在條件優化試驗和開路試驗的基礎上，進行了閉路試驗。閉路試驗中，優先選銅作業采用的是一次粗選、一次掃選、三次精選的浮選流程，鋅浮選作業采用的是一次粗選、一次掃選、兩次精選的浮選流程。試驗結果見表4。

表4 閉路試驗結果

3 結語

①原礦銅、鋅品位較低，礦石中銅礦物、鋅礦物及硫鐵礦物之間嵌布關系復雜，銅、鋅礦物嵌布粒度較細，次生銅含量較高，不利于銅、鋅分離。②T20是由多種有機和無機抑制劑按一定比例復合而成的鋅抑制劑，該抑制劑充分發揮了不同藥劑之間的協同效應；捕收起泡劑A11對細粒級銅礦物及銅礦物富連生體具有較好的選擇性捕收效果，可有效減少銅礦物在尾礦中的損失，同時該捕收起泡劑具有泡沫穩定、浮游速度快、用量少等優點。③通過采用優先浮銅再選鋅的原則工藝流程，以及高效復合抑制劑T20和新型高效銅捕收劑A11，實現了銅、鋅礦物的有效分離，獲得較好閉路試驗指標：銅精礦銅品位18.04%，銅回收率88.42%，含鋅4.95%；鋅精礦鋅品位40.28%，鋅回收率69.88%。