安徽某复杂多金属铜铅锌矿石综合回收试验研究

Ser i es N o .381

M arch 2008

金 属 矿 山M ETAL M I N E

总第381期

2008年第3期

宛 鹤(1982 ),男,西安建筑科技大学材料科学与工程学院,硕士研究生,710055陕西省西安市雁塔路13号西安建筑科技大学148号信箱。

安徽某复杂多金属铜铅锌矿石综合回收试验研究

宛 鹤 谢建宏 王冠甫 王 森

(西安建筑科技大学)

摘 要 针对安徽某多金属共生复杂硫化铜铅锌矿石特点,通过系统的试验研究,确定了分选工艺流程,使矿石中铅、锌、铜、金、银得到了综合回收,选矿指标先进,为该矿山开发奠定了技术基础,为企业决策提供了科学依据。

关键词 多金属共生矿石 铜铅锌金银 综合回收

Test R esearch on Com prehensive Recovery of An A nhui

Com plex Polym etallic Copper -Lead -Z inc Ore W an H e X ie Jianhong W ang Guanpu W ang Seng

(X i 'an Universit y of A rchitect ure and T echno logy )

Abstrac t

In li ght o f t he features o f an A nhu i Po ly m eta llic co m plex coppe r -lead -zinc sulfide o re ,

it w as determ i ned

through a syste m a tic test research t o adopt a techno l og ica l fl ow sheet consi sti ng of bu l k fl o tati on o f copper and lead w ith zi nc sulfate and sodiu m su lfite comb i ned i nh i bito r fo r zi nc m i neral to separate ou t copper -l ead -sulfur bu l k concentrate ,zi nc flota -ti on of t he bu l k fl o tation ta ili ng and copper -l ead separati on w ith potassi u m dichro m ate as the i nhi b itor .A s a resu lt ,a co m-prehensive recove ry o f lead ,zi nc ,copper ,go l d and sil ver was reali zed w ith advanced m e tall urg ical perfor m ances ,lay i ng a technical basi s for t he deposit exploita ti on and a sc i entifi c basi s fo r t he enterpr i se s 'decision -mak i ng .

K eywords Po ly m eta llic o re ,Copper -l ead -zi nc -gold -silver ,Comprehensi ve recovery

安徽某铜铅锌矿为大型多金属共生复杂硫化铜铅锌矿床,为充分利用国家宝贵的矿产资源,使企业

获得最大的经济效益,让该多金属硫化矿石中的铅、锌、铜、金、银得到最大限度的综合回收,无疑是该矿山开发的关键所在。为此,针对矿石特点,进行了细致、系统的试验研究,确定了分选工艺流程,选矿指标理想。1 原矿石性质1.1 原矿组成

该矿石的矿化围岩或原岩为安山质次火山岩。矿化为绢英岩化、方解石化、硅化。锌铅铜与晚期方解石化相关,而铅矿化与重晶石化较密切。该矿石为铅、锌、铜、金、银多金属硫化矿石。铅锌品位较高,含量为6.35%左右;铜品位较低,为0.36%;伴生金、银较高,分别为3g /t 和31g /t 。金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿;含铜矿物主要为黄铜矿,其次是黝铜矿,少量为斑铜矿;含铁矿物为黄铁矿、白铁矿、褐铁矿化赤铁矿;脉石矿物主要为方解石,其次是石英和重晶石,此外还有绢云母和绢云母化斜长

石和钠长石等。原矿多元素化学分析结果见表1。

表1 原矿多元素化学分析结果 %

元 素Cu Pb Zn Au Ag S A s 含 量0.363.972.383.0831.307.330.06元 素TFe S i O 2A l 2O 3C a O M gO K 2O N a 2O 含 量

8.10

33.61

4.23

7.32

4.23

0.82

0.05

注:金、银含量均为g /t 。

1.2 X 衍射分析

原矿X 衍射分析结果见表2。

表2 原矿X 衍射分析结果 %

矿物名称黄铜矿方铅矿

闪锌矿

黄铁矿菱铁矿锰方解石含 量123847矿物名称重晶石

石英白云石伊利石方解石未检出含 量

26

22

17

4

4

2

从表2可见,该矿石中除含铜、铅、锌、金、银外,硫及重晶石含量较高,可以进行综合回收。

90

1.3 铜矿物物相分析

原矿铜矿物物相分析结果见表3。

表3 铜矿物物相分析结果 %

铜物相氧化铜硫化铜结合铜总 铜铜含量0.00860.340.00270.35铜占有率

2.45

96.78

0.77

100.00

2 选矿试验研究

该矿石原矿选矿试验的关键在铜铅分离。根据矿石的具体情况,本试验采用3种流程方案进行试验。第一种为硫化矿混合浮选,即硫酸锌、亚硫酸钠组合药剂为锌矿物的抑制剂,先选出铜、铅、硫混合精矿,再用巯基乙酸钠抑铜逐步分离的抑铜法工艺流程;第二种为铜铅部分混合浮选,硫酸锌、亚硫酸钠组合药剂为锌矿物的抑制剂,选出铜铅硫混合精矿,混合浮选尾矿再选锌,再用重铬酸钾抑制铅,进行铜铅分离的抑铅法工艺流程;第三种为铜铅部分混合浮选,用石灰抑制硫,硫酸锌、亚硫酸钠组合药剂为锌矿物的抑制剂,选出铜、铅混合精矿,再用重铬酸钾抑制铅,进行铜铅分离的常规法工艺流程。本试验仅介绍抑铅法的铜、铅分离

2 1 混合粗选磨矿细度试验

混合粗选磨矿细度试验工艺流程见图1,试验结果见图2

。

图1

混合粗选磨矿细度工艺流程

图2 磨矿细度试验结果

-Cu 的品位;

-Pb 的品位; -Zn 的品位;

-Cu 的回收率;

-Pb 的回收率;

-Zn 的回收率

从图2看出,-200目含量65%~80%,对浮选指标影响不大,磨矿细度细,有利于铜、锌的回收,但

铅的回收率略有下降。综合考虑,选择磨矿细度-200目占70%。

2 2 混合粗选硅酸钠用量试验

为了有效抑制脉石矿物,选择硅酸钠为脉石抑制剂,试验工艺流程见图1,其用量试验结果见图3

。

图3 硅酸钠用量试验

-Cu 的品位;

-Pb 的品位;

-Zn 的品位;

-Cu 的回收率;

-Pb 的回收率;

-Zn 的回收率

硅酸钠既是硅酸盐矿物的抑制剂,又是矿泥分散剂,用量确定为1000g /t 。

2 3 混合粗选硫酸锌、亚硫酸钠用量试验

为了有效抑制锌矿物,选择硫酸锌、亚硫酸钠组合药剂为锌矿物的抑制剂,试验工艺流程见图1,其用量试验结果见图4

。

图4 硫酸锌、亚硫酸钠用量试验

-Cu 的品位;

-Pb 的品位;

-Zn 的品位;

-Cu 的回收率;

-Pb 的回收率;

-Zn 的回收率

硫酸锌、亚硫酸钠用量小时,锌在铜精矿中损失较大,但用量过大铜矿物也会受到抑制,确定硫酸锌为1500g /,t 亚硫酸钠为1000g /t 。2 4 混合粗选SN -9#

捕收剂用量试验

SN -9#

捕收能力较黄药低,但选择性好,而且浮选速度快。本试验在闪锌矿受抑制的情况下用

SN -9#和Z-200#

对铜、铅进行优先浮选,试验工艺流程见图1,其试验结果见图5。

从图5可看出,SN -9#

用量60g /t 为好。

91 宛 鹤等:安徽某复杂多金属铜铅锌矿石综合回收试验研究 2008年第3期

图5 SN -9#捕收剂用量试验

-Cu 的品位;

-Pb 的品位; -Zn 的品位;

-Cu 的回收率;

-Pb 的回收率;

-Zn 的回收率

2 5 混合粗选Z-200#

捕收剂用量试验

Z-200#

对硫化铜矿有较强的捕收作用,选择性好,对其它硫化矿捕收较弱,而且具有用量少的特

点。在用SN -9#的同时,添加少量的Z-200#

以便铜矿物获得较好的回收。试验工艺流程见图1,试验结果见图6

。

图6 Z -200#捕收剂用量试验

-Cu 的品位;

-Pb 的品位; -Zn 的品位;

-Cu 的回收率;

-Pb 的回收率;

-Zn 的回收率

从试验结果看,添加Z-200#

后,铜的回收率较

高,效果显著。Z-200#

用量为10g /t 较好。3 锌粗选条件试验

3 1 锌粗选硫酸铜用量试验

在铜铅优先浮选时,锌矿物受到抑制,在选锌时,必须加活化剂硫酸铜,使锌矿物到活化,以便进行选别。其试验流程见图7,试验结果见表4。从表4可见,硫酸铜用量为500g /t 较为合适。3.2 铜铅分离试验

目前,铜铅分离是多金属矿浮选分离中的一道难题。特别是该矿石铜矿物的可浮性差。铜、硫关系密切,可浮选性相近,增加了分离的难度。当前对该类矿石较为有效的方法是抑铅浮铜,而铅矿物最有效的抑制剂为重铬酸钾,也是当前普遍采用的方法,铜铅分离重铬酸钾用量试验流程和结果分别见图8和表5

。

图7 锌粗选硫酸铜用量试验流程表4 锌粗选硫酸铜用量试验结果

CuSO 4用量

/(g /t)

产品名称产 率/%Zn 品位

/%回收率/%250

500

750

1000

铜铅精矿11.90 2.028.92锌精矿9.1025.5986.62尾 矿79.000.15 4.46原 矿100.00 2.69100.00铜铅精矿11.20 2.149.45锌精矿8.0527.1786.22尾 矿80.750.14 4.33原 矿100.00 2.54100.00铜铅精矿11.09 2.259.85锌精矿8.1026.8585.43尾 矿80.810.15 4.72原 矿100.00 2.54100.00铜铅精矿9.95 2.319.06锌精矿8.4026.0386.22尾 矿81.650.15 4.72原 矿

100.00

2.54

100.00

表5 重铬酸钾用量试验结果

重铬酸钾用量/(g /t )产品

名称

产 率/%品 位/%回收率/%Cu

Pb

C u

Pb 铜精矿1.2517.118.9159.44 2.84中矿30.153.0530.16 1.39 1.29中矿20.651.1318.07 1.94 3.09300

铅精矿5.900.1950.44 3.0676.80中矿12.250.687.21 4.24 4.18尾矿89.800.120.5129.9311.80原矿100.000.363.88100.00100.00铜精矿1.2517.449.9060.56 3.09中矿30.204.5228.75 2.50 1.55中矿20.350.9127.100.83 2.32500

铅精矿6.450.2747.55 4.7279.12中矿12.000.725.47 3.97 2.82尾矿89.750.110.4827.4211.10原矿100.000.363.88100.00100.00铜精矿1.3516.1913.5260.56 4.64中矿30.251.1633.660.83 2.06中矿20.400.5436.760.56 3.87800

铅精矿5.700.1946.18 3.0667.78中矿11.900.9210.90 4.86 5.34尾矿90.400.120.7030.1216.31原矿

100.00

0.36

3.88

100.00

100.00

92 总第381期 金 属 矿 山 2008年第3期

图8 重铬酸钾用量试验流程 从表5可看出,重铬酸钾在铜铅分离中,是一种特效的药剂。为了进一步提高分选效果,还可以配合一定量的羧甲基纤维素效果更好。重铬酸钾500 g/t用量较为合适。

4 闭路流程试验

抑铅法闭路试验流程和结果分别见图9和表6。

5 结 论

(1)该研究获得的选矿技术指标为铜精矿品位22.82%,铜回收率72.97%;铜精矿含金品位100.00g/,t金回收率38.46%;铜精矿含银品位235.00g/,t银回收率9.40%;铅精矿品位45.15%,铅回收率90.90%;铅精矿含金品位10.10g/,t金回收率24.36%;铅精矿含银品位234.83g/,t银回收率59.10%;锌精矿品位50.11%,锌回收率85.78%,锌精矿含金品位12.60g/,t金回收率17.95%;锌精矿含银品位97.80g/,t银回收率14.50%。金总回收率为80.97%,银总回收率为82.00%。

(2)该矿石类型为多金属硫化矿石,主要矿物为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿以及黄铁矿等;脉石矿物主要为重晶石、石英、白云石、锰方解石、

方解石、伊

图9 抑铅法闭路试验流程

(下转第154页)

93

宛 鹤等:安徽某复杂多金属铜铅锌矿石综合回收试验研究 2008年第3期

表3 八台铁矿选矿厂全尾砂化学成分测定结果 %成 分TFe SFe CaO M g O S i O

2

AI2O3含 量 5.2 5.16 6.0824.4638.227.92成 分P2O5U Th S T i O2V2O5含 量0.810.00250.00980.421.370.028成 分A s K2O N a2O Cu Pb Zn 含 量0.001 1.29 1.090.0040.0070.003 3 八台铁矿尾矿充填

为了查明八台尾矿的粒级组成和化学组成对井下充填的影响,根据井下充填工艺的要求,选择了全尾砂分别与普通水泥(325#)胶结充填及与C料胶结充填,实验室的测定结果如表4所示。

表4 八台铁矿全尾砂水泥(325#)胶结充填测定结果

灰砂比

强 度/M Pa

浓度50%浓度55%浓度60%浓度65%

7d14d7d14d7d14d28d7d14d28d

1 40.260.320.160.300.280.380.520.460.680.7

2 1 60.110.140.120.210.160.210.290.240.410.42 1 80.070.080.080.120.100.140.190.200.320.3

3 1 100.060.070.060.080.060.100.150.180.270.28 从表4,表5可看出,由于八台选矿厂的尾矿粒级组成较细,且含有绿云母等极易泥化的矿物,与水泥混合成为胶结充填体,强度达不到要求,充填效果不好。而该尾矿与C料混合成为胶结充填体,灰砂比越小,充填效果就越好。但C料价格贵,从充填成本方面考虑,灰砂比选用1 8的比例最好,既能达到充填要求,又能节约成本。

表5 八台铁矿全尾砂C料胶结充填测定结果灰砂比

浓度60%时的强度/M Pa

7d14d28d

1 42.5 3.4 3.84

1 61.5 2.14 2.29

1 81.0 1.4

2 1.46

1 100.70.900.90

1 120.480.630.64

1 140.360.480.49

1 160.230.320.32

1 200.190.240.27

4 结 论

(1)八台铁矿选矿厂尾矿中含有绿云母等遇水易泥化的组份,该组份吸水性强且吸水后极易泥化,大大影响了胶结材料的固化。尾矿中细颗粒含量多,-0.0308mm粒径以下占到了46.33%,粗颗粒含量较少,+0.15mm粒径以上只占到4.45%。细颗粒含量越多,充填时胶结固化就越困难。

(2)用普通水泥(325#)作尾砂胶结材料达不到充填强度的要求。用C料作尾砂固结材料效果很好,但C料价格较高,充填成本也会随之升高。为了降低充填成本,选用合适的C料与尾砂的比例很重要,根据实验室测定的结果,1 8的比例为最佳。

(收稿日期 2008-01-19)

(上接第93页)表6 抑铅法闭路流程试验结果 %

产品名称产 率

品 位回收率

Cu Pb Zn Au Ag Cu Pb Zn A u Ag

铜精矿1.2022.82 4.27 5.63100.00235.0072.97 1.37 2.6938.469.40铅精矿7.550.4045.15 1.8310.10234.838.1190.90 5.3824.3659.10锌精矿4.450.67 1.4850.1112.6097.808.11 1.7685.7817.9514.50尾 矿86.800.050.260.180.695.8710.81 5.97 6.1519.2317.00原 矿100.000.37 3.75 2.603.1230.00100.00100.00100.00100.00100.00 注:锌精矿中铁的含量为6%,金银品位单位为g/t。

利石等。金主要赋存在黄铜矿中,银主要赋存在方铅矿中,其它硫化矿物中也含有一定量的金银分布。从选矿现象分析,有自然金存在。该多金属硫化矿石可选性较好,但锌矿物可浮性较差,黄铁矿可浮性较高,铜硫矿物嵌布复杂、关系密切,对浮选分离造成了一定的困难。本次试验研究使铅、锌、铜得到了有效分离,铅、锌、铜、金、银达到了最大限度的综合回收。

参 考 文 献

[1] 胡熙庚 有色金属硫化矿选矿[M] 北京:冶金工业出版社,

1987

[2] 陈家模 多金属硫化矿浮选分离[M] 贵阳:贵州科技出版

社,2001

[3] 董 英,王吉坤,冯桂林 常用有色金属资源开发与加工[M]

北京:冶金工业出版社,2005

(收稿日期 2008-01-05)

154

总第381期 金 属 矿 山 2008年第3期