云南某含大量磁黃鐵礦的銅鉛鋅多金屬硫化礦選礦工藝研究＊

2011-01-18 05:59:10張曙光梁溢強

云南冶金 2011年2期

張曙光,梁溢強

(昆明冶金研究院,云南昆明 650031)

鉛、鋅是我國重要的戰略性礦產資源,在有色金屬工業中占有重要的地位,約占 10種常用有色金屬生產、消費總量的 30%以上。我國的鉛鋅礦產資源豐富,云南省鉛鋅礦居全國之首,具有礦石類型復雜,共、伴生組分多的特點。云南某銅鉛鋅多金屬硫化礦含大量磁黃鐵礦,且伴生有銀、銦。選擇合理的選礦工藝方案及工藝條件,是有效回收該類復雜多金屬礦的關鍵。

1 原礦性質

1.1 原礦化學多元素分析

原礦化學多元素分析結果見表1。

表1 化學多元素分析結果Tab.1 Analysis results of chemical elements

1.2 原礦鉛、鋅、銅的化學物相分析

原礦中鉛、鋅、銅的化學物相分析結果見表2、3、4。

表2 鉛物相分析結果Tab.2 Analysis resutls of lead phases

表3 鋅物相分析結果Tab.3 Analysis resutls of zinc phases

表4 銅物相分析結果Tab.4 Analysis resutls of copper phases

1.3 原礦主要礦物組成分析

礦石中主要金屬礦物有磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦,脈石礦物以石英、白云石為主,其次是方解石等。礦石中礦物含量的 X-射線衍射分析結果見表5。

表5 礦物含量的 X-射線衍射分析結果Tab.5 Diffraction analysis results for X-ray ofmineral content

1.4 主要回收礦物賦存狀態

銅以獨立礦物的形式賦存在黃銅礦中,黃銅礦很少獨立顆粒產出,多數包裹于磁黃鐵礦及閃鋅礦中,或乳蝕狀于閃鋅礦中。粒度一般在 0.06～0.5 mm之間。最小 <0.003 mm。

鉛以獨立礦物的形式賦存于方鉛礦中,方鉛礦部分獨立顆粒產出,部分與閃鋅礦、磁黃鐵礦等連生,與脈石礦物不規則毗連鑲嵌。

鋅以獨立礦物的形式賦存在閃鋅礦及菱鋅礦中,閃鋅礦很少獨立顆粒存在,常包有乳蝕狀黃銅礦;多包裹磁黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦或與磁黃鐵礦連生,粒度大小懸殊,最大 5 mm左右,最小0.002 mm,一般 0.006～1 mm。與磁黃鐵礦共同稠密浸染狀分布。與脈石礦物不規則毗連鑲嵌。

錫以獨立礦物的形式賦存在錫石中。

2 選礦工藝流程方案的選擇

根據原礦性質考查結果,確定選礦回收的主要目的礦物為閃鋅礦、方鉛礦、錫石,其次為磁黃鐵礦、黃銅礦。試驗選擇的選礦技術路線有兩個:

方案 1:浮選 -磁選 -重選聯合流程:先混合浮選方鉛礦、黃銅礦,再浮選閃鋅礦、黃鐵礦和部分可浮性好的磁黃鐵礦,浮選尾礦磁選脫出剩余的磁黃鐵礦及其它強磁性礦物,然后重選回收錫石。

方案 2:磁選 -浮選 -重選聯合流程:先磁選脫出磁黃鐵礦及其它強磁性礦物,再混合浮選方鉛礦、黃銅礦,然后浮選閃鋅礦、黃鐵礦。銅鉛混合精礦再進行銅鉛分離;浮選尾礦重選回收錫石。

在試驗中發現,流程方案 1中,為了使方鉛礦能有效富集而采用選擇性較好的捕收劑,會造成黃銅礦難以富集于銅鉛混合礦中。且原礦中大量的磁黃鐵礦會在流程中干擾鉛、鋅的選別。相比之下,流程方案 2中,磁選先脫出以磁黃鐵礦為主的強磁性礦物后,大為改善了黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦及黃鐵礦的浮選。因此,磁選 -浮選 -重選聯合流程為處理該礦石適宜的流程。

3 選礦試驗

3.1 磁選

首先對原礦進行磁選以脫除磁黃鐵礦等礦物。

3.1.1 磨礦細度對磁選指標的影響

磁選采用一次粗選的流程,磁場強度 0.12 T,試驗的目的是分析不同磨礦細度下,鉛鋅在磁性產品中的損失。試驗結果見圖1。從試驗結果看,磨礦細度增加,鉛鋅在硫精礦中的回收率降低,即鉛鋅在磁性產品中的損失降低。磨礦細度 90%-200目時,鉛鋅在磁性產品中的損失分別為 14.20%、9.93%。磨礦細度進一步增加,鉛鋅在磁性產品中的損失也將降低,但過高的磨礦細度對下步重選回收錫石不利,因此選擇磨礦細度 90%-200目。

圖1 磨礦細度對磁選指標的影響Fig.1 The effect of magnetic dressing target on grinding ore fineness

3.1.2 磁場強度對磁選指標的影響

磁選采用一次粗選、一次精選的流程,在90%-200目磨礦細度下的磁場強度對磁選指標的影響見圖2。從試驗結果看,磁場強度增加,磁選脫出的硫精礦增加,同時鉛鋅在硫精礦中的損失增加。磁場強度 0.12 T時,磁選脫出的硫精礦產率達到了 32.95%,這將大為減輕了后續浮選作業的壓力。

圖2 磁場強度對磁選指標的影響Fig.2 The effect of magnetic dressing target on magnetic field strength

3.2 浮選試驗

磁選預先脫除磁黃鐵礦為主的礦物后,其尾礦采用先混合浮選黃銅礦、方鉛礦,然后浮選閃鋅礦、黃鐵礦,銅鉛混合精礦再進行銅、鉛分離,鋅硫混合精礦再進行鋅、硫分離的原則流程進行浮選,浮選采用了常規的藥劑:石灰作為礦漿 pH調整劑兼黃鐵礦的抑制劑;硫酸鋅 +亞硫酸鈉作為鋅礦的抑制劑;硫酸銅作為閃鋅礦的活化劑;丁基黃藥作為捕收劑,730 A作為其泡劑。

傳統的銅鉛分離主要方法是用氰化法 “浮鉛抑銅”和重鉻酸鉀法 “浮銅抑鉛”,由于這些方法會導致少量貴金屬溶解和產生環境污染,無氰、無鉻的銅鉛分離方法逐漸成為目前銅鉛分離的主流。無氰、無鉻的銅鉛分離方法有亞硫酸鈉 +CMC+水玻璃法、亞硫酸鈉 +硫酸亞鐵法、淀粉 +亞硫酸等方法。本次試驗采用亞硫酸鈉 +水玻璃法。

在條件試驗的基礎上,進行了小型閉路試驗,試驗原則流程見圖3,試驗結果見表6。試驗結果說明,磁選先脫出大量以磁黃鐵礦為主的強磁性礦物后,大為改善了黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦及黃鐵礦的浮選。可獲得銅精礦銅品位 11.26%,回收率29.25%;鉛精礦鉛品位 45.26%,回收率71.20%;鋅精礦鋅品位 45.97%,回收率83.00%;錫精礦錫品位 5.37%、錫回收率10.73%的好指標。

圖3 方案 2磁選-浮選聯合流程Fig.3 Scheme 2 combination process of magnetic dressing-flotation

表6 磁選-浮選聯合流程試驗結果Tab.6 Test results for combination process of magnetic flotation-flotation

3.3 浮選尾礦重選錫石

由于原礦含有錫石,因此對浮選尾礦進行分級搖床重選錫石的試驗,試驗流程見圖4,試驗結果見表7。試驗結果表明,磨礦細度 90%-200目的磁選 -浮選聯合流程試驗的尾礦經分級搖床重選,只能夠獲得用作煙化處理原料的錫精礦,錫品位5.37%,錫回收率 10.73%。錫的選別效果差,一方面,難以獲得品位較高的錫精礦,另一方面,錫大量損失于尾礦中,甚至泥產品的錫品位超過了原礦錫品位,這是由于錫礦物在原礦中的嵌布粒度細,難以分選。