某銅鋅多金屬硫化礦石選礦工藝試驗研究

聶世華

摘要：某銅鋅多金屬硫化礦石含銅0.38 %、鋅1.69 %、硫12.48 %，銅、鋅、硫為主要有價回收元素。為實現銅、鋅、硫的有效分離回收，開展了選礦工藝流程及藥劑制度試驗研究。結果表明：采用銅鋅硫順序優先浮選工藝，即優先選銅、再選鋅、最后選硫工藝，在Z-200作為選銅捕收劑，硫酸鋅和亞硫酸鈉組合作為鋅抑制劑，石灰作為硫抑制劑，乙基黃藥和丁基黃藥作為選鋅捕收劑的條件下，閉路試驗獲得了銅精礦銅品位21.95 %、銅回收率80.52 %，鋅精礦鋅品位45.29 %、鋅回收率83.22 %，硫精礦硫品位49.79 %、硫回收率85.02 %的試驗指標。

關鍵詞：多金屬礦；優先浮選；銅鋅分離；鋅抑制劑；硫

中圖分類號：TD923? ? ? ? ? 文章編號：1001-1277（2023）06-0055-04

文獻標志碼：Adoi：10.11792/hj20230612

銅是國民經濟生產中的重要金屬［1］，近年來，隨著新能源等產業的快速發展，對銅的需求日益增加。銅鋅多金屬硫化礦是生產銅、鋅等金屬的主要原料之一。但是，由于銅鋅多金屬硫化礦石性質復雜多變，銅鋅分離技術已成為選礦領域的重要研究課題之一［2-3］。銅鋅難以分離的原因主要有2個：一是銅、鋅嵌布粒度細，且共生存在，黃銅礦常呈細粒浸染狀存在于閃鋅礦中［4-5］，礦石往往需要細磨，若銅礦物和鋅礦物單體解離不完全，則不能很好地實現2種礦物的浮選分離；二是閃鋅礦易被銅離子活化，在浮選礦漿中有微量銅離子時，閃鋅礦會吸附銅離子而被活化。常用的選礦工藝流程是優先浮選法，其次是銅鋅混合浮選、部分優先浮選—混合浮選、等可浮浮選等［6］。本文針對某銅鋅多金屬硫化礦石，在分析礦石性質的基礎上，進行了系統的選礦試驗研究，取得了較好的指標。

1 礦石性質

某銅鋅多金屬硫化礦石中有價元素主要是銅、鋅、硫，還含有一定量的金。銅主要為硫化銅礦物，氧化銅礦物的含量很低。硫化銅礦物中原生硫化銅約占總銅的56.4 %，次生硫化銅約占41 %；銅礦物主要為黃銅礦、銅藍、輝銅礦，其次為孔雀石、自然銅、斑銅礦及赤銅礦。鋅主要為硫化鋅，分布率為95.12 %，其他以氧化物形式存在；鋅礦物主要為閃鋅礦。硫主要以黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦等金屬硫化物形式存在。脈石礦物主要有石英、方解石，其次為綠泥石、白云母、透輝石、白云石等。礦石主要化學成分分析結果見表1。

2 選礦試驗結果與討論

2.1 試驗方案選擇

對銅鋅多金屬硫化礦石可采用的浮選原則流程有優先選銅流程、鋅銅混選流程、鋅銅等可浮浮選流程、易選銅快速優先浮選流程等四大類。針對礦石性質，前期開展了探索試驗，選擇銅鋅硫順序優先浮選原則工藝流程，在此基礎上進行了條件試驗，考察了捕收劑、磨礦細度等因素，確定了最終的藥劑制度和選礦工藝流程。

2.2 磨礦細度

在捕收劑Z-200用量20 g/t，抑制劑硫酸鋅和亞硫酸鈉用量均為800 g/t的條件下，開展磨礦細度試驗。試驗流程見圖1，試驗結果見表2。

由表2可知：隨著磨礦細度逐漸增大，銅回收率逐漸升高。當磨礦細度-0.074 mm占比超過80 %時，銅回收率保持穩定，表明最佳磨礦細度為-0.074 mm占80 %左右。后續試驗選擇磨礦時間360 s，此時磨礦細度-0.074 mm占81.00 %。

2.3 捕收劑種類

適宜的捕收劑是獲得良好分選指標的重要因素。

由于硫化銅礦物的可浮性好于硫化鉛、硫化鋅和硫化鐵等礦物，因此，硫化銅礦物的捕收劑常選用捕收能力較弱但選擇性較強的藥劑。采用硫酸鋅和亞硫酸鈉作為鋅抑制劑，選取Z-200、乙基黃藥、丁基黃藥、丁銨黑藥和丁鈉黑藥5種捕收劑開展試驗。試驗流程見圖2，試驗結果見表3。

由表3可知：5種捕收劑對銅的選擇性順序為Z-200>丁銨黑藥>丁鈉黑藥>丁基黃藥>乙基黃藥。在品位接近的情況下，采用Z-200作為捕收劑，銅回收率最高，達到74.80 %。因此，確定采用Z-200作為銅捕收劑。

2.4 捕收劑用量

固定磨礦細度-0.074 mm占81.00 %，開展捕收劑Z-200用量試驗。試驗流程見圖1，試驗結果見表4。

由表4可知：隨著捕收劑Z-200用量的增加，產率逐漸增大，銅粗精礦銅品位逐漸下降、鋅品位先升高后下降，銅、鋅的回收率均逐漸增大。當捕收劑Z-200用量為15 g/t時，繼續增加Z-200用量，銅回收率增幅較小，但鋅回收率仍在不斷提高。為保證銅粗精礦銅回收率，且使銅粗精礦中鋅品位較低，確定捕收劑Z-200的最佳用量為15 g/t。

2.5 鋅抑制劑用量

常用的鋅抑制劑有氰化物、亞硫酸鹽、硫酸鋅、硫化鈉等。采用硫酸鋅和亞硫酸鈉組合作為抑制劑，固定磨礦細度-0.074 mm占81.00 %，捕收劑Z-200用量15 g/t，考察硫酸鋅和亞硫酸鈉用量對鋅的抑制效果。試驗流程見圖1，試驗結果見表5。

由表5可知：隨著硫酸鋅和亞硫酸鈉用量的逐漸增大，銅粗精礦含銅、含鋅都逐漸升高；當二者總用量超過1 200 g/t后，再繼續增大其用量，銅粗精礦含銅、含鋅反而有所降低。因此，選擇硫酸鋅用量600 g/t、亞硫酸鈉用量600 g/t為最佳用量。

2.6 鋅硫順序浮選開路試驗

針對選銅后的尾礦，開展了優先選鋅再選硫試驗。選鋅采用石灰抑制硫，硫酸銅活化鋅，乙基黃藥和丁基黃藥作為選鋅的捕收劑，2號油作為起泡劑；選硫采用硫酸銅活化硫，丁基黃藥作為捕收劑，2號油作為起泡劑。選鋅、選硫均采用一次粗選、一次掃選、一次精選的流程結構，試驗流程及條件見圖3，試驗結果見表6。由表6可知：開路試驗獲得的鋅粗精礦鋅品位達47.87 %、鋅回收率為79.12 %，鋅粗精礦與2個鋅中礦合計鋅回收率為90.38 %；硫粗精礦含硫達50 %以上、硫回收率為78.61 %，硫精礦與2個硫中礦合計硫回收率高達86 %以上。

2.7 全流程閉路試驗

在上述條件試驗的基礎上，開展了優先選銅、再選鋅、最后選硫的銅鋅硫順序優先浮選全流程閉路試驗。試驗流程見圖4，試驗結果見表7。

由表7可知：全流程閉路試驗獲得了較好指標，銅精礦含銅21.95 %、銅回收率80.52 %，鋅精礦含鋅45.29 %、鋅回收率83.22 %，硫精礦含硫49.79 %、硫回收率85.02 %。

3 結 論

1）某銅鋅多金屬硫化礦石含銅0.38 %、含鋅1.69 %、含金1.8 g/t、含硫12.48 %。銅主要為硫化銅礦物，氧化銅礦物含量較低。原生硫化銅約占總銅的56.4 %，次生硫化銅約占41 %。鋅以硫化鋅為主，分布率為95.12 %，其他以氧化物形式存在。

2）采用優先選銅、再選鋅、最后選硫的銅鋅硫順序優先浮選流程，在確定的磨礦細度-0.074 mm占81.00 %， Z-200作為銅捕收劑，硫酸鋅+亞硫酸鈉組合作為抑制劑的最佳試驗條件下，全流程閉路試驗獲得了較好指標，銅精礦含銅21.95 %，鋅精礦含鋅45.29 %，硫精礦含硫49.79 %，銅、鋅、硫回收率分別為80.52 %、83.22 %、85.02 %。

［參 考 文 獻］

［1］ 王可祥，祁忠旭，江旭，等.某低品位復雜難選銅鋅礦選礦工藝研究［J］.礦業研究與開發，2021，41（9）：137-140.

［2］ 朱一民，周菁，張曉峰，等.內蒙古某難選銅鋅硫化礦浮選分離試驗研究［J］.有色金屬（選礦部分），2014（4）：9-12.

［3］ 袁明華，普倉鳳.多金屬復雜銅礦銅鋅硫分離浮選試驗研究［J］.有色金屬（選礦部分），2008（1）：1-3.

［4］ 余新陽，王強強，劉誠，等.河南某高硫難選銅鋅礦選礦試驗研究［J］.有色金屬工程，2016，6（4）：53-57，62.

［5］ 白潔，孫志健，于洋，等.某難選銅鋅硫化礦鋅回收選礦試驗研究［J］.礦冶，2020，29（5）：45-49，68.

［6］ 邱廷省，邱仙輝.銅鋅硫化礦浮選分離技術的研究與進展［J］.世界有色金屬，2009（2）：28-31.

Abstract：A copper-zinc polymetallic sulfide ore contains 0.38 % copper，1.69 % zinc，and 12.48 % sulfur，of which copper，zinc，and sulfur are the main valuable elements for recovery.To achieve effective separation and recovery of copper，zinc，and sulfur，experimental research on the ore-dressing process and reagent regime was carried out.The results showed that using a copper-zinc-sulfur preferential flotation process，that is，separating copper first，then zinc，and finally sulfur，with Z-200 as the copper collector，zinc sulfate and sodium sulfite combination as the zinc depressant，lime as the sulfur depressant，and ethyl xanthate and butyl xanthate as the zinc collector，closed-circuit experiments obtained a copper grade of copper concentrates of 21.95 %，a copper recovery rate of 80.52 %;a zinc grade of zinc concentrates of? 45.29 %，a zinc recovery rate of 83.22 %;and a sulfur grade of sulfur concentrates of 49.79 % and a sulfur recovery rate of 85.02 % for experimental indicators.

Keywords：polymetallic ore;preferential flotation;copper-zinc separation;zinc depressant;sulfur