銅鉛混合精礦浮選分離銅鉛試驗(yàn)研究

蔣萬(wàn)君 王 皓 王 珊 袁敬杰

（1.中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南昆明650051；2.四川省冶金地質(zhì)勘查院，四川成都610051）

銅、鉛、鋅金屬在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，隨著化工、冶金、電子等領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，全球范圍內(nèi)對(duì)銅、鉛、鋅金屬的需求量不斷增加，導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)的金屬礦產(chǎn)資源迅速減少［1-2］。如何有效地開發(fā)低品位難選銅鉛鋅礦產(chǎn)資源是目前選礦領(lǐng)域亟需解決的實(shí)際問(wèn)題，這對(duì)提高該類礦石資源的利用率具有十分重要的意義［3］。

我國(guó)有大量銅鉛鋅硫化礦資源，然而，該類礦石資源中銅、鉛、鋅含量一般較低（<2%），銅鉛鋅賦存礦物的嵌布關(guān)系復(fù)雜、嵌布粒度較細(xì)且礦物間共生關(guān)系密切，導(dǎo)致銅鉛鋅有用礦物間的分離困難，其成礦條件對(duì)礦石的選礦特性有著控制性的影響［4-6］。在實(shí)際生產(chǎn)中，硫化銅礦物、鉛礦物可浮性相似，均較易浮，而硫化鋅礦物可浮性相對(duì)較弱。根據(jù)硫化銅、鉛、鋅礦物之間的可浮性差異，目前大多數(shù)硫化銅鉛鋅礦山采用銅鉛混合浮選—銅鉛分離—鋅硫混浮—鋅硫分離的工藝流程［7-9］。

采用銅鉛混合浮選得到混合精礦后，銅鉛高效分離是上述工藝流程中分別回收銅和鉛的關(guān)鍵。在工業(yè)生產(chǎn)中，銅鉛混合精礦經(jīng)過(guò)脫藥后，一般采用抑鉛浮銅、抑銅浮鉛兩種方法分別得到銅精礦、鉛精礦。根據(jù)浮選過(guò)程“抑多浮少”的原則，抑鉛浮銅法是硫化銅鉛混合精礦分離最主要的方法［10-11］。國(guó)內(nèi)對(duì)抑制劑的選擇也進(jìn)行了較為廣泛的研究，目前所使用的抑制劑分為無(wú)機(jī)和有機(jī)抑制劑，如重鉻酸鹽、亞硫酸鹽、氰化物、多糖類、羧甲基纖維素等，以及無(wú)機(jī)藥劑或有機(jī)藥劑之間的組合抑制劑。由于現(xiàn)有抑制劑普遍存在環(huán)境污染、腐蝕設(shè)備、分離效果不理想等缺點(diǎn)，開發(fā)新型安全高效的銅鉛分離抑制劑亦是目前的研究熱點(diǎn)［11］。

云南某復(fù)雜硫化銅鉛鋅礦石，采用銅鉛混合浮選—銅鉛分離—鋅硫混浮—鋅硫分離的工藝流程進(jìn)行浮選分離。為進(jìn)一步優(yōu)化工藝條件，提高選礦指標(biāo)，本次試驗(yàn)以銅鉛混合浮選所得混合精礦為研究對(duì)象，針對(duì)其脫藥預(yù)處理及浮選分離關(guān)鍵因素進(jìn)行了詳細(xì)的試驗(yàn)研究。考察了脫藥劑、抑制劑、石灰用量、丁銨黑藥用量等因素對(duì)銅鉛分離效果的影響。通過(guò)試驗(yàn)研究，取得了良好的技術(shù)指標(biāo)，為礦石的高效利用提供指導(dǎo)和技術(shù)支撐。

1 試樣及方法

1.1 試樣

本研究所使用的銅鉛鋅多金屬礦樣取自云南某地，原礦主要化學(xué)成分見表1，銅、鉛物相分析結(jié)果分別見表2、表3。

注：帶“*”單位為g/t。

由表1可知，原礦中Cu、Pb、Zn含量分別為0.933%、1.326%、2.35%，S含量為11.24%；原礦中Ag含量較高，達(dá)64.03 g/t。由表2、表3可知，礦樣銅的氧化率為2.35%，屬于硫化銅礦，銅多以原生黃銅礦的形式存在；礦樣中有少量氧化鉛，大部分鉛以方鉛礦的形式存在，含量為85.82%。

1.2 試驗(yàn)方法

試樣在磨礦細(xì)度為-200目占80%的條件下，經(jīng)“2粗1掃”抑鋅、硫浮銅鉛；銅鉛混合粗精礦再磨后（再磨細(xì)度為-300目占95%），再經(jīng)2次精選形成銅鉛混合精礦，即本文研究的研究對(duì)象?；旌暇V脫藥后，使用組合抑制劑抑鉛浮銅，經(jīng)“2精2掃”分別獲得銅精礦和鉛精礦。銅鉛混合精選第1次和第2次的尾礦合并銅鉛混合掃選的粗精礦為本研究中的混中礦。本研究的試驗(yàn)流程如圖1所示。

2 結(jié)果與討論

2.1 脫藥劑對(duì)銅鉛分離的影響

2.1.1 脫藥劑活性炭用量試驗(yàn)

銅鉛混合精礦加入活性炭進(jìn)行脫藥處理，攪拌時(shí)間為15 min。銅鉛分離時(shí)加入重鉻酸鉀100 g/t，攪拌15 min后再依次加入石灰400 g/t、硫酸鋅400 g/t、亞硫酸鈉 300 g/t、丁基黃藥 10 g/t、2 號(hào)油10 g/t，研究脫藥活性炭用量對(duì)銅鉛分離的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

由表4可知，當(dāng)脫藥劑活性炭用量達(dá)到200 g/t時(shí)，可取得較好的銅鉛分離效果，銅精礦中銅品位和回收率分別為19.980%、64.44%，鉛精礦中鉛品位和回收率分別為23.080%、41.60%。同時(shí)，從試驗(yàn)現(xiàn)象可以看出，200 g/t的活性炭脫藥較為干凈，脫藥完成后充氣攪拌時(shí)，已基本沒(méi)有泡沫層，銅鉛分離時(shí)補(bǔ)加10 g/t起泡劑2號(hào)油即可，而活性炭用量達(dá)300 g/t時(shí)，需補(bǔ)加30 g/t起泡劑2號(hào)油，說(shuō)明已有部分活性炭過(guò)量。因此，確定脫藥劑活性炭適宜的用量為200 g/t。

2.1.2 活性炭攪拌時(shí)間試驗(yàn)

加入脫藥活性炭200 g/t、攪拌一定時(shí)間后加入重鉻酸鉀100 g/t，繼續(xù)攪拌15 min后再依次加入石灰400 g/t、硫酸鋅 400 g/t、亞硫酸鈉 300 g/t、丁基黃藥 10 g/t、2號(hào)油10 g/t，研究脫藥劑攪拌時(shí)間對(duì)銅鉛分離的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

由表5可知，攪拌時(shí)間達(dá)到10 min后可取得較好的銅鉛分離效果，此時(shí)銅精礦中銅品位為24.020%，銅回收率為63.98%，鉛精礦中鉛品位為27.440%，鉛回收率為49.43%；與此同時(shí)，銅精礦中鉛含量和鉛精礦中銅含量均較低。繼續(xù)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間對(duì)改善銅鉛分離的效果不顯著，因此，確定活性炭脫藥時(shí)間為10 min。

2.2 鉛組合抑制劑用量試驗(yàn)

固定試驗(yàn)條件為脫藥活性炭用量200 g/t、攪拌10 min，隨后加入組合抑制劑，繼續(xù)攪拌15 min后再依次加入石灰400 g/t、硫酸鋅400 g/t、亞硫酸鈉300 g/t、丁基黃藥 10 g/t、2號(hào)油10 g/t，研究了組合抑制劑用量對(duì)銅鉛分離的影響。組合抑制劑按質(zhì)量濃度8%配制，質(zhì)量比例為羧甲基纖維素∶水玻璃∶亞硫酸=1∶2∶5。試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

由表6可知，組合抑制劑對(duì)鉛的抑制效果很好，400 g/t即可取得較好的結(jié)果，此時(shí)銅精礦中銅品位為22.320%、銅回收率為59.47%，鉛精礦中鉛品位為24.320%、鉛回收率為30.33%?？紤]到閉路時(shí)混合精礦產(chǎn)率會(huì)有所增加，試驗(yàn)選用的組合抑制劑的用量為800 g/t，此時(shí)鉛精礦中鉛的回收率可增加至47.38%。

2.3 石灰用量試驗(yàn)

固定試驗(yàn)條件為脫藥活性炭用量200 g/t、攪拌10 min，隨后加入組合抑制劑800 g/t，繼續(xù)攪拌15 min后再加入其它藥劑。其他藥劑中硫酸鋅400 g/t、亞硫酸鈉300 g/t、丁基黃藥10 g/t、2號(hào)油10 g/t。在此條件下研究了石灰用量對(duì)銅鉛分離的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表7所示。

由表7可知，石灰用量為0時(shí)，礦漿pH值為8.0，此時(shí)銅鉛分離效果較差。組合抑制劑需要在較高pH條件下（pH=10、11）才能發(fā)揮較好的抑鉛作用，試驗(yàn)選用的石灰用量為400 g/t，對(duì)應(yīng)pH值為11.0，此時(shí)銅精礦中銅品位為23.41%，銅回收率為67.06%，鉛精礦中鉛品位為27.94%，鉛回收率為57.18%。過(guò)多的石灰加入后，最后不溶部分將會(huì)殘留在鉛精礦中，影響鉛的品位，因此試驗(yàn)沒(méi)有再進(jìn)行大劑量石灰用量試驗(yàn)。

2.4 組合抑制劑攪拌時(shí)間對(duì)銅鉛分離的影響

固定試驗(yàn)條件為脫藥活性炭用量200 g/t、攪拌10 min，隨后加入組合抑制劑800 g/t，繼續(xù)攪拌一定時(shí)間后再加入其它藥劑?？紤]到單用丁基黃藥作為捕收劑，選擇性較差，結(jié)合文獻(xiàn)［6］，捕收劑確定為丁基黃藥+丁銨黑藥（5+5）g/t，其他藥劑中石灰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號(hào)油10 g/t。在此條件下研究了組合抑制劑攪拌時(shí)間對(duì)銅鉛分離的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表8所示。

由表8可知，加入組合抑制劑只攪拌5 min時(shí)，銅鉛也已大部分分離，此時(shí)銅精礦中銅品位為20.49%，銅回收率為65.33%，鉛精礦中鉛品位為25.66%，鉛回收率為60.19%。但效果比攪拌時(shí)間長(zhǎng)的稍差，因此，試驗(yàn)選用的適宜攪拌時(shí)間為10 min，此時(shí)銅鉛分離效果得到了進(jìn)一步的改善。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，鉛精礦中仍存在部分銅，為提高銅的回收率，同時(shí)也提高鉛精礦的鉛品位，試驗(yàn)選擇銅鉛分離后，再進(jìn)行2次銅掃選。

2.5 閉路試驗(yàn)

在上述研究的基礎(chǔ)上，考查了銅鉛分離的閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果如表9所示。從表9可以看出，銅精礦中銅品位為24.15%，回收率為80.57%，鉛精礦中鉛品位為31.63%，對(duì)應(yīng)回收率為65.35%，獲得了較好分離效果。

3 結(jié) 論

（1）銅鉛混合精礦使用活性炭脫藥可取得較好的試驗(yàn)效果，合適的用量為200 g/t，脫藥攪拌時(shí)間為10 min。

（2）對(duì)脫藥后的銅鉛混合精礦，使用組合抑制劑（羧甲基纖維素∶水玻璃∶亞硫酸鈉=1∶2∶5）進(jìn)行抑鉛浮銅，合適的用量為800 g/t，繼續(xù)攪拌15 min后再依次加入石灰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號(hào)油10 g/t。經(jīng)過(guò)“1粗1精2掃”閉路試驗(yàn)，最終可分別獲得銅品位為24.15%、銅回收率為80.57%的銅精礦及鉛品位為31.63%、鉛回收率為65.35%的鉛精礦，分離指標(biāo)良好。