內(nèi)蒙古某高硫高砷難處理銅鉛鋅礦石選礦工藝試驗研究

蘇建芳 肖巧斌 王中明 譚 欣 劉 方劉書杰 凌石生 路東明

（1.北京礦冶科技集團有限公司，北京102628；2.礦物加工科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，北京102628；3.內(nèi)蒙古玉龍礦業(yè)股份有限公司，內(nèi)蒙古赤峰026299）

銅、鉛、鋅是人類歷史上使用較早、用途十分廣泛的重要金屬。隨著易采、易選礦石的大量開發(fā)利用，銅鉛鋅礦石資源性質(zhì)越來越復(fù)雜，各礦物之間致密共生，嵌布關(guān)系復(fù)雜，其綜合回收利用技術(shù)也越來越受到重視［1-4］。

目前，銅鉛鋅硫化礦石的選礦回收方法主要有：銅鉛鋅硫依次優(yōu)先浮選法、銅鉛依次優(yōu)先浮選—鋅硫混浮—鋅硫分離法、銅鉛混浮—銅鉛分離—鋅硫混浮—鋅硫分離法、銅鉛混浮—銅鉛分離—鋅硫依次優(yōu)先浮選法等［5-11］。

對于磁黃鐵礦、毒砂等礦物含量較高的銅鉛鋅多金屬硫化礦石，一般采用添加大量石灰強化抑制磁黃鐵礦和毒砂的方法（即高堿法），實現(xiàn)銅鉛鋅礦物和含硫、砷礦物的分離。傳統(tǒng)的高堿法抑硫、砷工藝，容易造成伴生金銀回收率低、浮選泡沫發(fā)黏、精礦品位低、礦漿輸送管道與過濾機結(jié)鈣堵塞等問題，同時還容易出現(xiàn)鉛鋅精礦中硫、砷超標(biāo)的問題［12-16］。因此，針對富含磁黃鐵礦與毒砂的銅鉛鋅多金屬硫化礦石，急需開發(fā)一種高效、綠色、適用性廣的選礦方法，以實現(xiàn)銅鉛鋅礦物與磁黃鐵礦和毒砂的有效分離，提高資源綜合利用水平，增加企業(yè)效益，保護生態(tài)環(huán)境［17-20］。

內(nèi)蒙古某銅鉛鋅多金屬礦石中硫、砷含量分別為13.14%、2.49%，屬高硫高砷礦石。由于礦石中銅、鉛、鋅、硫礦物嵌布粒度極細(xì)，且彼此共生關(guān)系緊密，影響精礦品位的提高，對銅鉛混合粗精礦進行再磨再選，可實現(xiàn)銅鉛礦物與鋅硫礦物的有效分離，從而獲得較高品質(zhì)的銅鉛混合精礦。另外，由于礦石中的硫主要以磁黃鐵礦的形式存在，易浮難抑，如果采用浮選進行鋅硫分離則磁黃鐵礦容易上浮混入鋅精礦中，使得鋅精礦品質(zhì)變差，因此在鋅硫分離作業(yè)中采用先磁選脫除磁黃鐵礦后浮選回收鋅的工藝。綜上，本研究采用“銅鉛混合（粗精礦再磨精選）—銅鉛混合尾礦磁選脫硫—鋅浮選”工藝流程處理該礦石，以期實現(xiàn)礦石中銅、鉛、鋅、硫的有效回收，避免了傳統(tǒng)高堿法帶來的一系列問題，有利于提高資源綜合利用水平。

1 礦石性質(zhì)

礦石主要化學(xué)成分見表1，礦石銅物相、鉛物相、鋅物相分析結(jié)果分別見表2～表4。

由表1～表4可看出，礦石中的主要有價元素銅、鉛、鋅含量分別為0.26%、0.72%、4.60%，有害雜質(zhì)砷含量為2.49%；鉛主要以硫化鉛的形式存在，鋅主要以硫化鋅的形式存在，銅主要以硫化銅的形式存在。

2 試驗結(jié)果與討論

本研究采用“銅鉛混合（粗精礦再磨精選）—銅鉛混合尾礦磁選脫硫—鋅浮選”工藝流程回收礦石中的銅、鉛、鋅、硫礦物。

2.1 銅鉛混浮條件試驗

銅鉛混浮條件試驗流程如圖1所示。

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗

固定石灰用量1 000 g/t、硫酸鋅用量1 000 g/t、亞硫酸鈉用量500 g/t、BK906用量80 g/t、松醇油用量30 g/t，考察銅鉛混合粗選中磨礦細(xì)度對銅鉛粗精礦指標(biāo)的影響，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，銅鉛粗精礦中銅、鉛的回收率呈升高趨勢。當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%時，銅鉛粗精礦中銅的品位和回收率分別為3.01%和61.93%，鉛的品位和回收率分別為11.36%和85.15%，此時選別指標(biāo)較好。因此，確定銅鉛混合粗選最佳磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%。

2.1.2 石灰用量試驗

固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%、硫酸鋅用量1 000 g/t、亞硫酸鈉用量500 g/t、BK906用量80 g/t、松醇油用量30 g/t，考察銅鉛混合粗選中石灰用量對銅鉛粗精礦指標(biāo)的影響，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知，添加一定量的石灰有利于提高銅、鉛的回收率，但石灰用量過大，對銅鉛混合精礦品質(zhì)有影響。當(dāng)石灰用量為500 g/t時，銅鉛粗精礦中銅的品位和回收率分別為3.22%和58.72%，鉛的品位和回收率分別為12.72%和84.89%。經(jīng)試驗測得鋅品位和回收率分別為4.83%和4.98%，此時選別指標(biāo)較好。綜合考慮銅鉛粗精礦中銅鉛的品位和回收率，以及鋅在銅鉛粗精礦中的損失，確定銅鉛混合粗選最佳石灰用量為500 g/t。

2.1.3 硫酸鋅+亞硫酸鈉用量試驗

固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%、石灰500 g/t、BK906用量80 g/t、松醇油用量30 g/t，考察銅鉛混合粗選中硫酸鋅+亞硫酸鈉用量對銅鉛粗精礦指標(biāo)的影響，結(jié)果如表5所示。

由表5可知，隨著硫酸鋅+亞硫酸鈉用量的增加，銅鉛粗精礦中銅、鉛品位逐漸升高，回收率逐漸降低。當(dāng)硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為1 000+500 g/t時，銅鉛粗精礦中銅的品位和回收率分別為3.22%和58.72%，鉛的品位和回收率分別為12.72%和84.89%，此時選別指標(biāo)較好。綜合考慮銅鉛粗精礦中銅鉛的品位和回收率，以及鋅在銅鉛粗精礦中的損失，確定銅鉛混合粗選硫酸鋅+亞硫酸鈉最佳用量為（1 000+500）g/t。

2.1.4 BK906用量試驗

固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占75%、石灰500 g/t、硫酸鋅1 000 g/t、亞硫酸鈉500 g/t、松醇油用量30 g/t，考察銅鉛混合粗選中BK906用量對銅鉛粗精礦指標(biāo)的影響，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，隨著BK906用量的增加，銅鉛粗精礦中銅、鉛品位逐漸降低，回收率逐漸增加。當(dāng)BK906用量為70 g/t時，銅鉛粗精礦中銅的品位和回收率分別為3.23%和58.65%，鉛的品位和回收率分別為12.76%和84.86%，鋅品位和回收率分別為4.86%和4.97%，此時選別指標(biāo)較好。綜合考慮銅鉛粗精礦中銅、鉛的品位和回收率，確定銅鉛混合粗選BK906最佳用量為70 g/t。

2.2 銅鉛混合尾礦磁選試驗

將原礦磨至-0.074 mm占75%，經(jīng)過銅鉛混合1次粗選、3次掃選后得到銅鉛混合尾礦，該尾礦作為磁選條件試驗的給礦。銅鉛混合尾礦中銅、鉛、鋅的品位分別約為0.10%、0.08%和4.60%。銅鉛混合尾礦磁選條件試驗流程如圖5所示，試驗結(jié)果見圖6。

由圖6可知，隨著磁場強度的增加，磁性產(chǎn)品中鋅品位和作業(yè)回收率均逐漸升高，硫品位逐漸降低，硫作業(yè)回收率逐漸升高。當(dāng)磁場強度為2 500 Oe時，磁性產(chǎn)品中鋅品位和作業(yè)回收率分別為0.89%和2.99%，硫品位和作業(yè)回收率分別為37.57%和50.75%。綜合考慮磁性產(chǎn)品中硫的作業(yè)回收和鋅的損失，確定銅鉛混浮尾礦磁選磁場強度為2 500 Oe。

2.3 鋅浮選條件試驗

將原礦磨至-0.074 mm占75%，經(jīng)過銅鉛混合1次粗選、3次掃選、銅鉛混合尾礦磁選后得到磁選尾礦，濃縮脫水后作為鋅浮選條件試驗的給礦。鋅浮選條件試驗流程如圖7所示。

2.3.1 石灰用量試驗

固定硫酸銅150 g/t、丁基黃藥70 g/t、松醇油30 g/t，考察鋅粗選石灰用量對鋅粗精礦指標(biāo)的影響，結(jié)果如圖8所示。

由圖8可知，隨著石灰用量的增加，鋅粗精礦中鋅品位逐漸升高，鋅作業(yè)回收率逐漸降低，砷品位及砷作業(yè)回收率均有明顯下降。當(dāng)石灰用量為3 000 g/t時，鋅粗精礦中鋅品位和作業(yè)回收率分別為34.08%和96.15%，砷品位和作業(yè)回收率分別為3.47%和17.75%，此時選別指標(biāo)較好。綜合考慮鋅粗精礦中鋅品位和作業(yè)回收率以及有害元素砷的含量，確定鋅粗選石灰用量為3 000 g/t。

2.3.2 硫酸銅用量試驗

固定石灰3 000 g/t、丁基黃藥 70 g/t、松醇油30 g/t，考察鋅粗選硫酸銅用量對鋅粗精礦指標(biāo)的影響，結(jié)果如圖9所示。

由圖9可知，隨著硫酸銅用量的增加，鋅粗精礦中鋅品位略有降低，鋅作業(yè)回收率升高明顯，砷品位及砷作業(yè)回收率均逐漸升高。綜合考慮鋅粗精礦中鋅品位和作業(yè)回收率以及有害元素砷的含量，確定鋅粗選硫酸銅用量為150 g/t。

2.3.3 丁基黃藥用量試驗

固定石灰3 000 g/t、硫酸銅 150 g/t、松醇油30 g/t，考察鋅粗選丁基黃藥用量對鋅粗精礦指標(biāo)的影響，結(jié)果如圖10所示。

由圖10可知，隨著丁基黃藥用量的增加，鋅粗精礦中鋅品位略有降低，鋅作業(yè)回收率逐漸升高，砷品位及砷作業(yè)回收率均變化不大。綜合考慮鋅粗精礦

中鋅品位和作業(yè)回收率以及有害元素砷的含量，確定鋅粗選丁基黃藥用量為60 g/t。

2.4 閉路試驗

在上述條件試驗的基礎(chǔ)上進行了全流程閉路試驗，具體流程及條件見圖11，試驗結(jié)果見表6。

由表6可知，采用“銅鉛混合（粗精礦再磨精選）—銅鉛混合尾礦磁選脫硫—鋅浮選”工藝流程處理內(nèi)蒙古某高硫高砷銅鉛鋅多金屬礦石，選別指標(biāo)良好，可獲得銅、鉛、銀品位分別為9.27%、40.53%、4 397.76 g/t，銅、鉛、銀回收率分別為59.22%、88.93%、74.05%的銅鉛混合精礦，及鋅品位45.94%、鋅回收率93.10%的鋅精礦。

注：表中帶“*”的單位為g/t。

3 結(jié) 論

（1）內(nèi)蒙古某銅鉛鋅硫化礦石含銅0.26%、鉛0.72%、鋅4.60%、硫13.14%、砷2.49%。礦石中的銅礦物主要為黃銅礦，鉛礦物為方鉛礦，鋅礦物為閃鋅礦。其它金屬硫化物主要為磁黃鐵礦，其次為毒砂和黃鐵礦。

（2）在條件試驗的基礎(chǔ)上進行了全流程試驗，采用“銅鉛混合（粗精礦再磨精選）—銅鉛混合尾礦磁選脫硫—鋅浮選”工藝流程方案，經(jīng)實驗室閉路試驗可獲得銅、鉛、銀品位分別為9.27%、40.53%、4 397.76 g/t，銅、鉛、銀回收率分別為59.22%、88.93%、74.05%的銅鉛混合精礦，及鋅品位45.94%、鋅回收率93.10%的鋅精礦。