銅鉛混合精礦銅鉛分離抑制劑試驗(yàn)研究*

郭蕓杉，朱艷芬，劉遍洲，李光茜，田小松，周仕慶，趙繼春

（1.云南銅業(yè)股份有限責(zé)任公司礦山研究院，云南 昆明 650000；2.云南迪慶礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司，云南 迪慶 674400；3.中國(guó)銅業(yè)有限公司，云南 昆明 650000；4.玉溪晨興礦冶科技開(kāi)發(fā)有限公司，云南 玉溪 653100）

我國(guó)含銅鉛的礦山約占銅鉛鋅多金屬硫化礦礦山的30%[1]，但在硫化礦中，銅和鉛嵌布關(guān)系復(fù)雜多變，且天然可浮選差異小[2]，通常經(jīng)過(guò)浮選得到銅鉛混合精礦，再依據(jù)“抑多浮少”的原則抑鉛浮銅或抑銅浮鉛，實(shí)現(xiàn)銅鉛分離[3]。

常用的氰化物、重鉻酸鹽等無(wú)機(jī)抑制劑來(lái)抑制鉛礦物效果較好，但對(duì)環(huán)境污染較大，已不能滿足當(dāng)今可持續(xù)發(fā)展的要求[4]。無(wú)毒的有機(jī)抑制劑由于選擇性強(qiáng)、適用性好，得到開(kāi)發(fā)和利用[5]，但單一藥劑的使用未能取得理想效果，組合抑制劑的使用逐漸成為主流。從鉛抑制劑入手，通過(guò)混合浮選-抑鉛浮銅的方法，對(duì)云南某礦山銅鉛鋅多金屬礦開(kāi)展混合浮選所得的銅鉛混合精礦開(kāi)展試驗(yàn)研究，以期為國(guó)內(nèi)同類型礦石銅鉛分離提供參考。

1 原礦性質(zhì)

1.1 原礦化學(xué)多元素分析

對(duì)礦樣進(jìn)行化學(xué)多元素分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果Tab.1 The multi-element analysis results of raw ore %

1.2 原礦銅物相分析

對(duì)礦樣中的銅進(jìn)行物相分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 銅物相分析結(jié)果Tab.2 The copper phase analysis results %

1.3 原礦鉛物相分析

對(duì)礦樣中的鉛進(jìn)行物相分析，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 鉛物相分析結(jié)果Tab.3 The lead phase analysis results %

1.4 原礦性質(zhì)總結(jié)

由上述檢測(cè)結(jié)果可知：該銅鉛鋅混合礦中銅品位為0.924%，鉛品位為1.302%，鋅品位為2.35%。礦樣中大部分銅以原生銅的形式存在，主要為黃銅礦，占總銅的89.85%，少量以次生銅和游離銅的形式存在；大部分鉛以方鉛礦的形式存在，占總鉛的85.85%，少量以白鉛礦的形式存在；脈石礦物主要為菱鐵礦、石英、白云石、方解石和其他硅酸鹽礦物。

將所取原礦樣加工至-0.074 mm65%細(xì)度，篩分為+0.074 mm、（-0.074～0.037） mm、-0.037 mm三個(gè)粒級(jí)，使用MLA對(duì)樣品進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究，研究結(jié)果表明，黃銅礦單體解離度為68.12%，未解離者主要與方鉛礦0.49%、閃鋅礦3.00%、黃鐵礦6.50%、其它硫化物0.97%、脈石20.92%共生，方鉛礦單體解離度為64.90%，未解離者與黃銅礦1.31%、閃鋅礦5.44%、黃鐵礦15.06%、其它硫化物2.02%、脈石11.27%共生。

2 選礦工藝

所取試驗(yàn)樣先按照生產(chǎn)流程進(jìn)行“銅鉛混合優(yōu)先浮選，精礦再磨再選”流程，可獲得銅品位14.01%，鉛品位15.23%，銅回收率84.52%，鉛回收率68.74%的銅鉛混合精礦。再通過(guò)混合尾礦選鋅可獲得鋅品位40.86%，鋅回收率84.08%的鋅精礦，具體流程見(jiàn)圖2。針對(duì)銅鉛混合優(yōu)先浮選-精礦再磨再選，再經(jīng)脫藥處理得到的細(xì)度為-0.048 mm占95%的銅鉛混合精礦，開(kāi)展銅鉛分離抑制劑試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。

圖1 銅鉛分離浮選原則流程Fig.1 The principle flowsheet of separation and flotation of copper and lead

圖2 銅鉛混合優(yōu)先浮選-尾礦選鋅試驗(yàn)流程Fig.2 Test flow of copper-lead mixed preferential flotation-zinc selection from tailings

3 結(jié)果與討論

3.1 鉛抑制劑種類及用量對(duì)銅鉛分離的影響

3.1.1 過(guò)氧化氫抑鉛試驗(yàn)

當(dāng)方鉛礦表面被氧化時(shí)，可浮性會(huì)變差[6]，為探索使用強(qiáng)氧化劑對(duì)方鉛礦的表面進(jìn)行氧化，進(jìn)而達(dá)到抑鉛的可行性，在石灰400 g/t、硫酸鋅400 g/t、亞硫酸鈉300 g/t、丁基黃藥+丁銨黑藥5+5 g/t、2#油10 g/t的條件下進(jìn)行了過(guò)氧化氫抑鉛可行性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 過(guò)氧化氫抑鉛試驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Test results of lead suppression by hydrogen peroxide

表4試驗(yàn)結(jié)果表明，過(guò)氧化氫對(duì)鉛有一定的抑制作用。但從環(huán)保角度來(lái)講，過(guò)氧化氫對(duì)水生生物有毒害作用，因此不做進(jìn)一步研究。

活豬調(diào)運(yùn)受限的局面在未來(lái)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)難以改變，豬肉調(diào)運(yùn)或?qū)⒅饾u成為趨勢(shì)。活豬調(diào)運(yùn)是導(dǎo)致疫情擴(kuò)散的主要原因之一，如果活豬長(zhǎng)期受限，短期內(nèi)由于產(chǎn)地和銷地不匹配、屠宰和養(yǎng)殖產(chǎn)能的不匹配，豬價(jià)的區(qū)域性差異將會(huì)持續(xù)；長(zhǎng)期看，養(yǎng)殖和屠宰產(chǎn)能的分布將更加合理。

3.1.2 酸性組合抑制劑Na2S2O3用量試驗(yàn)

亞硫酸鹽會(huì)在黃鐵礦和方鉛礦表面生成金屬亞硫酸鹽，使礦物表面親水難浮，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)銅的活化[7]，通常和其他藥劑進(jìn)行組合使用會(huì)取得較好的分離效果[8]。其中，硫化鈉和Na2S2O3的配合使用效果較好[9]，故使用硫化鈉和Na2S2O3考查對(duì)鉛的抑制效果。將礦漿pH值調(diào)至5.5，固定硫酸亞鐵用量為1 000 g/t，加入硫代硫酸鈉攪拌15 min后，再加入400 g/t硫酸鋅、300 g/t亞硫酸鈉、5+5 g/t丁基黃藥+丁銨黑藥、5 g/t的2#油，開(kāi)展硫代硫酸鈉用量試驗(yàn)，所得試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 硫代硫酸鈉用量對(duì)銅鉛分離的影響Fig.3 Effect of sodium thiosulfate dosage on separation of copper and lead

如圖3所示，當(dāng)硫代硫酸鈉的用量為2 000 g/t時(shí)，僅獲得銅品位16.93%，銅回收率79.83%的銅精礦和鉛品位10.93%，鉛回收率25.62%的鉛精礦，銅鉛分離效果較差。

3.1.3 組合抑制劑用量試驗(yàn)

CMC對(duì)黃銅礦和方鉛礦單礦物可浮性的影響，發(fā)現(xiàn)CMC對(duì)方鉛礦的抑制作用較好[10]，且將CMC與水玻璃和亞硫酸鈉組合能顯著提高銅鉛分離過(guò)程[3]，本試驗(yàn)按照CMC∶水玻璃∶亞硫酸=1∶2∶5的比例配置為鉛組合抑制劑，并固定石灰用量400 g/t、硫酸鋅用量400 g/t、亞硫酸鈉用量300 g/t、丁基黃藥+丁銨黑藥用量5+5 g/t、2#油用量10 g/t，開(kāi)展抑制劑用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 組合抑制劑用量對(duì)銅鉛分離的影響Fig.4 Effect of the combined depressants dosage on separation of copper and lead

如圖4所示，組合抑制劑對(duì)鉛的抑制效果顯著，用量為800 g/t時(shí)可獲得銅品位23.21%，銅回收率90.96%的銅精礦和鉛品位31.19%，鉛回收率94.37%的鉛精礦，銅鉛分離效果較好。

3.1.4 組合抑制劑攪拌時(shí)間試驗(yàn)

固定組合抑制劑用量800 g/t、石灰用量400 g/t、硫酸鋅用量400 g/t、亞硫酸鈉用量300 g/t、丁基黃藥+丁銨黑藥用量5+5 g/t、2#油用量10 g/t，進(jìn)行攪拌時(shí)間試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 組合抑制劑攪拌時(shí)間對(duì)銅鉛分離的影響Fig.5 Effect of the combined depressants's stirring time on separation of copper and lead

3.2 石灰用量試驗(yàn)

石灰作為PH調(diào)整劑會(huì)影響鉛的浮選[11]，為確定銅鉛分離最佳石灰用量，在組合抑制劑800 g/t、攪拌15 min、硫酸鋅400 g/t、亞硫酸鈉300 g/t、丁基黃藥+丁銨黑藥5+5 g/t、2#油10 g/t的條件下開(kāi)展銅鉛分離石灰用量試驗(yàn)，所得試驗(yàn)如圖6所示。

如圖6所示，石灰用量越多，銅鉛分離效果越好，當(dāng)石灰用量為400 g/t時(shí)，就可獲得銅品位24.79%，鉛品位1.96%，銅回收率91.72%，鉛回收率6.33%的銅精礦和鉛品位29.07%，銅品位2.25%，鉛回收率93.67%，銅回收率8.28%的鉛精礦，此時(shí)的pH值為11.0，但過(guò)多的石灰加入會(huì)影響鉛的品位，故選取最佳石灰用量為400 g/t。

圖6 石灰用量對(duì)銅鉛分離的影響Fig.6 Effect of the lime dosage on separation of copper and lead

3.3 丁基黃藥+丁銨黑藥用量試驗(yàn)

在組合抑制劑800 g/t、攪拌15 min、石灰400 g/t、硫酸鋅400 g/t、亞硫酸鈉300 g/t、2#油10 g/t的條件下開(kāi)展丁基黃藥+丁銨黑藥用量試驗(yàn)，所得試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。

圖7 丁基黃藥+丁銨黑藥用量對(duì)銅鉛分離的影響Fig.7 Effect of the Sodium n-butylxanthate+ammonium dibutyl dithiophosphate dosage on separation of copper and lead

如圖7所示，當(dāng)丁基黃藥+丁銨黑藥的用量為5+5 g/t時(shí)，銅鉛分離效果較為明顯，可獲得銅品位為25.67%，鉛品位3.02%，銅回收率為89.55%，鉛回收率9.27%的銅精礦，和鉛品位為26.55%，銅品位2.69%，鉛回收率為90.73%，銅回收率10.45%的鉛精礦。

3.4 閉路試驗(yàn)

在最優(yōu)的藥劑用量和攪拌時(shí)間條件下開(kāi)展圖8所示的閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

圖8 閉路流程Fig.8 Closed circuit flow

表5 閉路試驗(yàn)結(jié)果Tab.5 Closed circuit test results %

表5試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)閉路試驗(yàn)可獲得銅品位24.11%，鉛品位1.77%，銅回收率96.31%，鉛回收率6.17%的銅精礦和鉛品位31.82%，銅品位1.09%，鉛回收率93.83%，銅回收率3.69%的鉛精礦，混合精礦中的銅和鉛得到盡可能的分離。

4 結(jié)語(yǔ)

1）原礦性質(zhì)分析結(jié)果表明原礦石含銅0.924%、含鉛1.302%、含鋅2.41%，有用礦物主要為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦，脈石礦物主要為菱鐵礦、石英、白云石、方解石和其他硅酸鹽礦物。黃銅礦單體解離度為68.12%，未解離者主要與方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、其它硫化物和脈石共生，方鉛礦單體解離度為64.90%，未解離者與黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、其它硫化物和脈石共生；

2） 通過(guò)對(duì)比，以CMC∶水玻璃∶亞硫酸=1∶2∶5的比例配成的鉛組合抑制劑對(duì)鉛的抑制效果優(yōu)于過(guò)氧化氫和硫代硫酸鈉，使用組合抑制劑進(jìn)行混合精礦銅鉛分離閉路試驗(yàn)可獲得銅品位24.11%，鉛品位1.77%，銅回收率96.31%，鉛回收率6.17%的銅精礦和鉛品位31.82%，銅品位1.09%，鉛回收率93.83%，銅回收率3.69%的鉛精礦，銅鉛分離效果較為顯著。