高磁黃鐵礦型銅鉛鋅多金屬礦石選礦工藝試驗研究

陳曉波 徐培強 孫文祥 馬連軍 劉建文

摘要：青海某高磁黃鐵礦型銅鉛鋅多金屬礦石中含有35.00 %的磁黃鐵礦和6.00 %的黃鐵礦，采用常規浮選工藝，無法有效抑制黃鐵礦和磁黃鐵礦的上浮，各有價元素不能有效分離。通過采用磁選—銅鉛硫混合浮選—尾礦選鋅工藝流程，閉路試驗獲得了較好指標：銅鉛混合精礦銅品位13.15 %、鉛品位7.59 %，銅回收率75.10 %、鉛回收率69.49 %;鋅精礦鋅品位48.05 %、鋅回收率76.33 %;實現了各主要有價元素的分離回收。

關鍵詞：多金屬礦;磁黃鐵礦;混合浮選;磁選;鐵閃鋅礦

中圖分類號：TD952文獻標志碼：A

文章編號：1001-1277（2020）08-0061-06doi：10.11792/hj20200811

隨著世界經濟的快速發展，銅、鉛、鋅等有色金屬的需求量呈快速增長態勢。雖然中國有色金屬礦產資源種類較為豐富，但大部分資源具有貧、細、雜的特點，綜合利用程度低，浪費嚴重[1]。銅鉛鋅多金屬礦石處理方法分為優先浮選、混合浮選或銅鉛部分混合浮選等[2-4]。本次研究對象為青海某高磁黃鐵礦型銅鉛鋅多金屬礦石，礦石礦物組成較為復雜，硫品位高達19.38 %，且以磁黃鐵礦形式存在的硫比例較高，少量磁黃鐵礦具有弱磁性;各有價礦物共生關系密切，雜質礦物極易被夾帶進入鋅精礦中，影響最終選別指標。因此，探索一種能穩定分離該高磁黃鐵礦型銅鉛鋅礦石的工藝，對于該類復雜多金屬礦石的充分利用具有重要意義。

1 礦石性質

1.1 化學成分及礦物組成

礦石礦物組成比較復雜，鋅礦物為鐵閃鋅礦，銅礦物絕大部分為黃銅礦，微量銅藍，其他金屬礦物主要為磁黃鐵礦，少量黃鐵礦、磁鐵礦，另有微量毒砂、方鉛礦、褐鐵礦等;脈石礦物主要為螢石，其次為鈣鐵榴石、綠泥石、方解石、石英，少量長石、白云母、透輝石，微量磷灰石、榍石、高嶺石等。礦石工藝類型為高磁黃鐵礦型銅鉛鋅礦石，磁黃鐵礦相對含量高達35.00 %，少量具有弱磁性，浮選過程中較難抑制，會對精礦產品質量造成影響。礦石化學成分分析結果見表1，礦石礦物組成分析結果見表2，鐵物相分析結果見表3。

1.2 鐵閃鋅礦嵌布特征

X射線能譜分析結果顯示：礦石中閃鋅礦含鐵較高，主要在 9 %～12 %，為鐵閃鋅礦。鐵閃鋅礦主要呈不規則狀嵌布在脈石礦物中（見圖1-a））;部分鐵閃鋅礦與磁黃鐵礦緊密共生（見圖1-b））;少量鐵閃鋅礦與黃銅礦嵌布在一起，有時可見鐵閃鋅礦中包裹微粒黃銅礦;有時可見鐵閃鋅礦與黃鐵礦、磁鐵礦共生;偶爾可見鐵閃鋅礦與方鉛礦共生。

2 選礦試驗結果與討論

由于鋅為礦石中價值最大的金屬礦物，所以優先考慮鋅精礦品位及回收率，對銅鉛進行混合浮選，產出銅鉛混合精礦，暫時不考慮銅鉛分離，銅鉛浮選尾礦再選鋅。

2.1 有無磁選工藝對比

礦石中硫品位較高，且大部分為磁黃鐵礦中硫，為探討這部分磁黃鐵礦對浮選的影響，進行了有無磁選工藝對比試驗。試驗流程見圖2，試驗結果見表4。

由表4可知：磁選作業對選鋅作業的產率及鋅品位影響很大。礦石中一部分磁黃鐵礦和黃鐵礦可浮性與鋅礦物十分接近，采用原礦直接浮選工藝，在鋅粗選作業上浮的磁黃鐵礦和黃鐵礦較多，導致鋅粗精礦品位較低。將磁選作業設置于浮選作業前，不但使進入浮選作業的礦量大大減少，起到穩定浮選工藝各指標的作用，而且在浮選過程中鋅礦物的富集效率大幅提升，有利于節省浮選藥劑成本。為此，在浮選作業前增設磁選作業，后續會對磁選作業損失的有價元素進行進一步研究。

2.2 抑硫浮鋅

礦石中約含有6.00 %的黃鐵礦，與鐵閃鋅礦相對含量基本相當，為此進行了抑硫浮鋅試驗，探討黃鐵礦對鋅精選的影響。試驗流程見圖3，試驗結果見表5。

由表5可知：雖然在選銅鉛及選鋅作業中均采用添加氧化鈣抑制硫的措施，但在3次精選后，鋅精礦鋅品位仍然僅有40.08 %，鋅精礦中至少存在產率約1.5 %可浮性較好的黃鐵礦等硫化礦物，直接影響了

2.3 銅鉛硫混合浮選

為保證主產品鋅精礦鋅品位，試驗將黃鐵礦等易浮硫化礦物與銅、鉛礦物進行混合浮選。試驗流程見圖4，試驗結果見表6。

由表6可知：采用銅鉛硫混合浮選工藝，將絕大部分黃鐵礦及可浮性較好的弱磁性磁黃鐵礦富集至混合精礦中，減少了非鋅硫化礦物對鋅浮選的影響。鋅粗精礦經過3次精選，最終鋅品位可達到48.63 %。因此，試驗確定采用磁選—銅鉛硫混合浮選—尾礦選鋅工藝流程。

此外，為考察銅鉛硫混合浮選所得混合精礦銅硫分離效果，對混合精礦進行2次精選后，再采用石灰抑制黃鐵礦，乙硫氮+Z-200捕收銅、鉛礦物，銅鉛精礦再進行1次精選，最終獲得銅品位12.94 %、鉛品位6.59 %的銅鉛精礦，銅品位0.20 %、鉛品位0.20 %、硫品位41.55 %的硫精礦，分離效果較好。

2.4 鐵粗精礦回收銅鉛鋅

將磁選作業設置于浮選作業前具有多方面的優精礦中銅、鉛、鋅回收率分別為20.21 %、14.79 %、9.52 %，這部分有價礦物基本為與磁鐵礦或磁黃鐵礦連生的連生體。為回收這部分金屬且盡可能減少鐵粗精礦再磨成本，對鐵粗精礦浮選富集后的泡沫產品進行再磨，增加解離度后經磁選分離出與強磁性礦物密切連生的銅、鉛、鋅礦物，不再考慮這部分金屬的回收，磁選尾礦以小產率返回主浮選流程。試驗流程見圖5，試驗結果見表7。

由表7可知：鐵精礦1中的銅、鉛、鋅礦物可浮性差，即使磁選作業設置在浮選作業后，也難以通過浮選回收這部分銅、鉛、鋅礦物。鐵精礦2中的銅、鉛、鋅礦物主要為與鐵礦物密切連生的礦物，返回主流程會對各精礦產品的品位帶來影響。通過對鐵粗精礦浮選后的浮選精礦進行再磨，以較低的產率（4.86 %），分別回收了鐵粗精礦中43.90 %的銅、29.89 %的鉛、43.98 %的鋅，銅作業富集比達到3.80，鉛作業富集比達到2.57，鋅作業富集比達到3.81，以較節能的方式有效減少了可回收有價金屬礦物的流失。

2.5 閉路試驗

閉路試驗流程見圖6，試驗結果見表8。

由表8可知：銅鉛混合精礦銅品位13.15 %、鉛品位7.59 %，銅回收率75.10 %、鉛回收率69.49 %;鋅精礦鋅品位48.05 %、鋅回收率76.33 %;硫精礦硫品位40.18 %;實現了各主要有價元素的分離回收。

3 結 論

1）磁選作業的設置對選鋅作業的產率及鋅品位影響很大。將磁選作業設置于浮選作業前，可使進入浮選作業的礦量大幅減少，同時起到穩定浮選工藝各指標的作用，在浮選過程中鋅礦物的富集效率大幅提升，有利于節省浮選藥劑成本。

2）采用銅鉛硫混合浮選工藝，將絕大部分黃鐵礦及可浮性較好的弱磁性磁黃鐵礦富集至混合精礦中，減少了非鋅硫化礦物對鋅浮選的影響，易獲得較高品位的鋅精礦。

3）為回收磁選損失的有價金屬礦物，對鐵粗精礦浮選富集后的泡沫產品進行再磨，增加解離度后經過磁選分離出與強磁性礦物密切連生的銅、鉛、鋅礦物，不再考慮這部分金屬的回收，磁選尾礦以小產率返回主浮選流程，以較節能的方式有效減少了可回收有價金屬礦物的流失。

4）采用磁選—銅鉛硫混合浮選—尾礦選鋅閉路試驗流程，可實現各主要有價元素的分離回收：銅鉛混合精礦銅品位13.15 %、鉛品位7.59 %，銅、鉛回收率分別為75.10 %、69.49 %;鋅精礦鋅品位48.05 %、鋅回收率76.33 %;硫精礦硫品位40.18 %。

[參 考 文 獻]

[1] 毛益林，陳曉青，楊進忠，等.云南某銅鉛鋅多金屬礦石選礦試驗研究[J].金屬礦山，2016（2）：82-86.

[2] 胡為柏.浮選[M].北京：冶金工業出版社，1983：212.

[3] 胡熙庚.有色金屬硫化礦選礦[M].北京：冶金工業出版社，1987.

[4] 王資.浮游選礦技術[M].北京：冶金工業出版社，2006：79.