《武汉工程大学学报》 2015年05期
6-10
出版日期：2015-05-31
ISSN:1674-2869
CN:42-1779/TQ
Ｘ－４３活化铁闪锌矿的优化试验
０ 引 言铁闪锌矿和闪锌矿的常规活化剂硫酸铜往往存在活化效率和选择性不高等问题［１－３］，锌硫分离常需在高ｐＨ值（１１～１３．５）条件下进行，高碱条件会严重影响铟、银、镉等稀贵金属的综合回收，并对选锌尾矿的脱硫选锡等作业产生不利影响． 新型活化剂Ｘ－４３对闪锌矿和铁闪锌矿的活化效率高，可在低碱度（ｐＨ＝８．５～１０）条件下，实现多金属矿中Ｃｕ－Ｚｎ和Ｚｎ－Ｓ等的高效分离． 研究结果表明，对文山都龙矿区锌锡铜多金属矿、蒙自白牛厂铅锌锡多金属矿、内蒙古山金矿业难选铅锌多金属矿，使用新型活化剂Ｘ－４３替代硫酸铜，可显著提高主金属锌及其共伴生稀贵金属的回收率，石灰用量大幅度地降低，降低企业的生产成本［４－５］． 云南文山都龙低品位锌锡铜多金属矿的矿石性质特殊，现场生产的铜精矿、锌精矿品质较差，共伴生稀贵金属回收效果有待改善． 本文针对云南文山都龙矿区锌铟锡铜复杂多金属矿，在对现场的生产工艺流程及存在的问题进行全面的分析后，采用新型活化剂Ｘ－４３代替硫酸铜，显著提高了锌精矿的品位和锌回收率． １ 原矿性质矿样取自云南文山都龙锡矿，主要有价元素为锌、铜、锡、铁和硫，伴生稀贵金属铟、银和镉等． 金属矿物主要为黄铜矿、铁闪锌矿、锡石、磁铁矿、黄铁矿和磁黄铁矿，非金属矿物主要为绿泥石、云母、石英和滑石等． 矿石中铁闪锌矿的粒度多在０．００６～０．４ ｍｍ之间，并主要呈它形粒状、板状产出，部分与磁黄铁矿连生，部分呈乳滴状包裹于黄铜矿、磁黄铁矿中，且许多细小的铁闪锌矿颗粒分散于脉石与其他矿物之间及裂隙中，在浮选中难以回收；粒度小于０．０１ ｍｍ的黄铜矿，多呈半棱角状、片状包裹于铁闪锌矿中，粒度在０．０２～０．０６ ｍｍ的黄铜矿常与云母、磁黄铁矿连生． 铜、锌矿物致密共生，嵌布粒度细，且含量较低，选别困难，易导致精矿品质不高． 原矿化学多元素分析结果见表１，原矿铜、锌物相分析见表２． 表1 主要化学成分分析结果Table 1 Chemicale composition of the sample w/%表2 铜、锌的物相分析结果 Table 2 Chemicale phase analysis of Cu and Zn w/%２ 存在的问题及解决方案由于有价金属含量低，矿物致密共生，选别作业前磨矿细度较细，铜粗选磨矿细度达到了-0.074 mm ８０％. 选厂生产铜精矿中铜的回收率只有３５％～４５％，贵金属银品位为２５０ ｇ／ｔ左右，回收率仅为２０％左右；铜精矿含锌量较高，达到７％～１２％；锌精矿的品位和回收率指标较好，可达到４３％～４５％和８６％～８８％. 由于矿石硫含量高，硫酸铜活化铁闪锌矿的同时，黄铁矿也被活化了，需要加入石灰在高碱性（ｐＨ＞１１）条件下进行抑制，石灰用量达３~５ ｋｇ／ｔ. 高碱性条件会导致浮选矿浆流速变慢，管道易堵塞，选锡摇床结垢，伴生的稀贵金属回收率低等问题［６］. 铜锌精矿品质不高，结合原矿石性质及生产现场情况［７］，导致以上问题的主要原因为：①原矿中铜品位仅为０．１６７％，且铜锌矿物致密共生，嵌布粒度细，难以实现有效地分离，造成铜精矿含锌较高，严重影响了铜精矿的品质，且造成了锌的损失；②相比于闪锌矿，铁闪锌矿含铁量增加，晶格参数增大，天然可浮性降低，高碱条件下，常规活化剂硫酸铜不能选择性活化铁闪锌矿，导致铜离子活化后的硫铁矿难以抑制，造成锌精矿中硫化铁矿物含量高，锌品位低；③高碱条件不利于伴生稀贵金属的回收［４］. 工艺优化前，铜锌选别工艺流程和药剂制度为：石灰调浆后，采用混合捕收剂优先浮铜，一粗－两扫－四精后获得铜精矿；铜尾矿用硫酸铜活化后选锌，一粗－四扫－三精后获得锌精矿，尾矿脱硫、脱铁便于选锡. 优化试验前铜、锌矿物浮选精矿的品位、回收率指标分别见表３、表４.表3 浮选铜精矿指标Table 3 The chemical analysis results of flotation concentration on copper minerals %表4 浮选锌精矿指标 Table 4 The chemical analysis results of flotation concentration on zinc minerals %由表３和表４可知，铜精矿、锌精矿品位较低，铜精矿锌含量较高，锌精矿伴生金属回收率低. 针对以上的问题，提出了以下解决方案：①增加选铜粗精矿再磨作业，增加铜矿物的解离度，为铜－硫、铜－锌创造条件. ②由于铜品位低，嵌布粒度细，选别困难，采用ＢＫ－３２０、Ｚ－２００、乙黄药、丁铵黑药等捕收剂进行捕收剂种类筛选试验，挑选适宜的捕收剂，加快浮选速度，提高金属回收率［８］；③采用Ｘ－４３、Ｘ－４１、硫酸铜等进行活化剂种类筛选试验，挑选出适宜的活化剂，实现锌矿物在低碱性条件下的高效活化和选别［７－８］. ３ 试验结果与分析３．１ 选铜优化试验研究３．１．１ 选铜捕收剂种类试验 生产现场铜捕收剂原为混合捕收剂（丁黄药∶乙黄药∶乙硫氮∶丁铵黑药按４∶３∶２∶１），药剂制度复杂，捕收剂选择性差，导致铜精矿品位较低，含锌较高. 经过筛选、优化后，确定选择性好、捕收力强的药剂进行对比试验. 试验流程见图１，结果见表５. 由表５可知，采用乙黄药＋Ｚ－２００对提高精矿铜品位最为有利，但铜回收率仅有５２．３０％； ＢＫ－３２０＋丁铵黑药，虽然铜的回收率高，达到６９．９８％，但是锌的损失率最大；采用ＢＫ－３２０＋Ｚ－２００，铜的回收率好，达到６８．６１％，且锌损失率较小. 综合考虑，选铜捕收剂确定为选择性好、捕收能力强的ＢＫ－３２０＋Ｚ－２００. 图１ 选铜捕收剂种类试验流程图Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ ｏｆ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒｓ ｔｙｐｅｓ ｏｎ ｃｏｐｐｅｒ ｍｉｎｅｒａｌｓ表5 铜捕收剂种类试验结果 Table 5 The results of collectors on copper minerals %３．１．２ 选铜粗精矿再磨试验 铜矿物嵌布粒度很细，粒度小于０．０１ ｍｍ的部分多包含于铁闪锌矿中；铜精矿粒度筛析表明，部分铜矿物解离不够充分，导致铜精矿品位低，或者是随铁闪锌矿被抑制损失在锌精矿中. 因此，在铜粗选后，对铜粗精矿进行了再磨，以实现黄铜矿、铁闪锌矿和磁黄铁矿等矿物基本单体解离，提高铜精矿品位. 选铜粗精矿再磨试验流程见图２，试验结果见表６. 由表６可知，选铜粗精矿再磨后，铜精矿品位随着磨矿细度增加而提高，且锌在铜精矿的损失率也在逐步减少. 综合考虑品位、回收率指标以及磨矿成本，选铜粗精矿再磨的磨矿细度确定为－０．０３７ ｍｍ占７５％. 图２ 选铜粗精矿再磨试验流程图Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ ｏｆ ｒｅｇｒｉｎｇｄｉｎｇ ｏｎ ｒｏｕｇｈｅｒｃｏｐｐｅｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ表6 选铜粗精矿再磨试验结果Table 6 The results of regringding on rougher copper concentrate %３．２ 选锌优化试验研究为了提高锌精矿的品位和回收率，课题组开发了新型高效活化剂Ｘ－４１和Ｘ－４３，它们适用于多金属硫化矿中含铁闪锌矿的分选. 为了考察活化剂对铁闪锌矿的活化效果，进行了ＣｕＳＯ４、Ｘ－４１和Ｘ－４３的活化剂种类试验，试验流程见图３，结果见表７. 由表７可知，使用Ｘ－４３，锌精矿品位和回收率分别为２０．０１％和７０．０２％，锌粗精矿品位最高，回收率较优，Ｘ－４３的活化效果优于Ｘ－４１和硫酸铜.３．３ 闭路试验通过以上选铜优化试验、选锌优化试验，结合生产现场的工艺流程及药剂制度，进行闭路试验，试验流程见图４，结果见表８. 图３ 锌活化剂种类试验流程图Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅ ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ ｏｆ ｏｆ Ｚｎ ａｃｔｉｖａｔｏｒｓ ｏｎ ｍａｒｒｍａｔｉｔｅ ｍｉｎｅｒａｌｓ表7 锌活化剂种类试验结果Table 7 The experiment results of Zn activators on marmatite minerals %图４ 闭路试验流程图Ｆｉｇ．４ Ｔｈｅ ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ ｏｆ ｃｌｏｓｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ由表８试验结果可知，优化流程以及药剂制度后可得到品位和回收率分别为２０．２４％和５１．２０％的铜精矿，品位和回收率分别为４８．８８％和９１．０８％的锌精矿，试验指标优异. ３．４ 产品分析优化工艺流程及药剂制度后，闭路浮选铜、锌精矿指标分别见表９和表１０. 表8 闭路试验结果Table 8 The experiment results of closed circuit flotation %表9 浮选铜精矿指标Table 9 The chemical analysis results of copper minerals %表10 浮选锌精矿指标Table 10 The chemical analysis results of zinc minerals %铜锌精矿产品分析结果表明，优化工艺流程与药剂制度后，铜精矿和锌精矿品位分别提高了６．３５和３．６２个百分点；铜精矿中铜、银的回收率分别提高了８．４２和７．０３个百分点；锌精矿中锌、铟、银和镉的回收率分别提高了３．９１、１．４７、５．０８和３．８５个百分点. ４ 结 语ａ．选铜作业优化铜捕收剂，增加铜粗精矿再磨，选锌作业采用新型活化剂Ｘ－４３替代硫酸铜，能实现文山都龙矿区难选多金属硫化矿中铜锌的高效分离，铜精矿和锌精矿品位分别提高了６．３５和３．６２个百分点. ｂ．文山都龙矿区锌锡铜难选多金属硫化矿原矿有价元素品位较低，进行优化试验研究，可得到品位和回收率分别为２０．２４％和５１．２０％的铜精矿，含银３１２．７０ ｇ／ｔ；品位和回收率分别为４８．８８％和９１．０８％的锌精矿，含铟７４２．３６ ｇ／ｔ. ｃ．Ｘ－４３能选择性地活化文山都龙矿区铁闪锌矿，可在低碱条件下实现锌－硫的高效分离，实现锌精矿及共伴生铟等稀贵金属的高效富集，选别指标优于硫酸铜. 致 谢国家自然科学基金面上项目（５１１７４１０３）、云南省应用基础研究计划项目重点项目（２０１４ＦＡ０２７）、云南省教育厅科学研究基金一般项目（２０１４Ｙ０８５）、云南省校人才培养项目（ＫＫＳＹ２０１２２１１３８）为本论文研究提供了资金资助，在此表示衷心的感谢！