內蒙古某低品位銀多金屬硫化礦選礦工藝試驗研究

周兵仔，劉建遠

（北京礦冶研究總院礦物加工科學與技術國家重點實驗室，北京102600）

經過多年持續大規模的開發，國內礦產資源中高品位易選礦石儲量越來越少，低品位難選礦石的綜合回收利用就日趨重要［1］。內蒙古是我國重要的礦產資源基地之一，隨著地質勘探的不斷深入，近年來發現了大量的有色金屬礦產資源，由于技術和經濟等原因，對其中的復雜多金屬礦的綜合回收利用不夠［2］。本文涉及內蒙古某低品位銀多金屬硫化礦，該礦中有用礦物種類多、有價元素含量低而有害元素含量較高，一直未得到較好的開發利用。

通過試驗研究，確定了適合處理該礦石的粗磨銅鉛混選－粗精礦再磨中低堿精選－銅鉛混合精礦脫水脫藥預處理分離－混選尾礦選鋅的浮選工藝流程，基本實現了對該礦石中銅鉛鋅銀的全面回收。

1 礦石性質

1．1 礦石主要化學成分、物相分析

礦石的主要化學成分分析結果見表1，銅鉛鋅金屬元素化學物相分析結果見表2。

可見，礦石中有價元素銅、鉛、鋅品位較低，但主要以硫化物形式存在，銀品位較高，為86．59g／t；有害元素砷品位較高，為2．14%。

1．2 礦物組成

礦石中銅礦物主要為黃銅礦，另有微量的黝銅礦、硫銻銅銀礦；鉛礦物主要為方鉛礦；鋅礦物主要為閃鋅礦；其他金屬礦物為毒砂、黃鐵礦、磁黃鐵礦、鈦鐵礦、黑鎢礦、菱鐵礦、菱錳礦、輝鉬礦等；脈石礦物有石英、云母、長石、輝石、綠泥石、磷灰石、白云石、方解石、榍石、獨居石等。具體含量見表3。

1．3 主要礦物嵌布特征

礦石中有用礦物主要以硫化物形式存在，主要回收礦物黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦嵌布粒度較細，0．020mm以下粒級中黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦的分布率較高，都超過了12%，有用礦物間嵌布關系密切且普遍存在裂隙充填交代、互為包裹等現象。

表1 礦石主要化學成分分析／%

表2 礦石中銅鉛鋅化學物相分析結果／%

表3 礦石中的礦物組成／%

礦石中含有4．65%的有害雜質礦物毒砂，主要與方鉛礦、閃鋅礦及黃鐵礦共生，極少與黃銅礦共生。與方鉛礦、閃鋅礦共生的毒砂，其粒度多分布在0．010～0．050mm之間，除了可見毒砂裂隙中充填有方鉛礦和閃鋅礦細脈外，最常見的是它們組成的交代關系，其次是包裹體結構，難以磨礦解離，不同磨礦細度條件下方鉛礦、閃鋅礦解離度測試及與毒砂連生體情況見圖1。

圖1 不同磨礦細度條件下方鉛礦、閃鋅礦單體解離度及與毒砂連生體情況測試結果

礦石中銀主要在方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黝銅礦、黃鐵礦等硫化礦顆粒中以包裹銀形式存在，其次為輝銀礦，可以預見銀將隨其載體礦物富集產出。

2 難點分析及技術方案選擇

1）礦石中含銅0．15%、鉛0．75%、鋅1．54%、銀86．59g／t，有價元素含量較低，而有害元素砷高達2．14%，為一低品位難選復雜銀多金屬硫化礦。

2）礦石中銅鉛鋅礦物嵌布粒度較細、共生關系密切，尤其與毒砂嵌布致密，將影響分離效果及最終精礦產品質量。

3）在閃鋅礦、黃鐵礦、毒砂等硫化物中包裹的銀在目前的技術經濟條件下將難以有效回收。

礦石中銅、鉛品位低，鋅品位較高，雜質礦物黃鐵礦和毒砂含量較高，為了實現對銅鉛鋅的全面回收，在研究已有的銅鉛鋅多金屬硫化礦的浮選工藝流程的基礎上［3］，選定銅鉛混選分離－再選鋅的浮選工藝方案。為了考察該工藝方案對礦石適應性，開展了如圖2所示的可選性試驗，試驗結果見表4。

表4試驗結果表明，在磨礦細度75%－0．074mm的條件下，使用常規藥劑基本可實現銅鉛銀與鋅及脈石礦物的分選，但存在銀損失率偏高、銅鉛混合精礦和鋅精礦品位低、精礦含砷高等問題。

3 實驗室試驗研究及結果

原礦中含銅只有0．15%，銅鉛混選試驗以鉛為主，實驗室重點開展以鉛為主的銅鉛混選、粗精礦再磨降雜、銅鉛分離和選鋅等試驗。

圖2 礦石可選性試驗流程

表4 礦石可選性試驗結果／%

圖3 磨礦細度與鉛、鋅、砷浮選回收率的關系

3．1 磨礦細度的確定

磨礦細度試驗流程為一次銅鉛混合粗選和一次鋅粗選。不同磨礦細度下的鉛、鋅、砷的回收率與磨礦細度的關系如圖3所示。

可以看出，隨著磨礦細度的增加，鉛粗選回收率呈上升趨勢并在75%－0．074mm的磨礦細度達到最高，而后逐漸下降，原因為單體解離的鉛如再細磨會導致鉛的損失，兼顧鋅粗選回收率以及雜質砷的上浮情況，確定采用一段磨礦至75%－0．074mm的磨礦制度。

3．2 銅鉛混選捕收劑選擇

針對該礦石中銀高銅鉛較低的特點，為了達到銀主要在銅鉛精礦中富集的目的，開展了中低堿度條件下的以鉛為主的銅鉛混選捕收劑選擇試驗，試驗考察了乙硫氮、乙黃藥、BK902、丁銨黑藥、25＃黑藥等捕收劑，試驗結果見圖4。

圖4 銅鉛混選不同捕收劑試驗結果

試驗結果表明，五種捕收劑中除乙硫氮外，其他四種捕收劑都對礦石中的銅鉛、銀、銅有較強捕收能力，鉛銀銅在銅鉛混合粗精礦的回收率較高，其中捕收劑BK902對鋅和砷捕收力較弱，選擇性最好，對獲得低砷銅鉛精礦更為有利，故選擇BK902作為銅鉛混選的捕收劑。

3．3 銅鉛混合粗精礦再磨細度

有用礦物的充分解離是有效分選的必要條件［4］，為了達到銅鉛混合精選過程降鋅、降砷、降雜的目的，同時為后續銅鉛分離創造條件，進行銅鉛混合粗精礦再磨細度試驗，為減少高堿對銀回收率的影響，再磨后精選使用BK526代替石灰抑制黃鐵礦和毒砂，試驗流程和試驗結果如圖5、圖6所示。

圖5 銅鉛混合粗精礦再磨細度試驗流程

圖6 再磨細度對銅鉛粗精礦分選效果的影響

試驗結果可以看出，隨著再磨細度的增加，銅鉛混合精礦中鉛、銅、銀品位逐漸提高，精選分選效果越好。同時顯微鏡觀察發現，混合粗精礦磨礦過細會導致細粒級鉛和銅損失進入中礦，綜合考慮精礦品位及精選作業回收率，確定銅鉛粗精礦再磨細度為86．1%－0．038mm。

銅鉛混合粗精礦再磨后經四次精選可以得到含鉛、鋅、銀、銅、砷品位分別為52．41%、2．82%、4256．1g／t、7．36%、2．20%的銅鉛混合精礦。

3．4 銅鉛分離

銅鉛分離一直是多金屬礦選礦的技術難點［5］，銅鉛混選得到的銅鉛混合精礦中銅鉛品位之比接近1∶10，適合采用抑鉛浮銅的分離方案，通過大量的銅鉛分離探索試驗，確定銅鉛混合精礦經脫水脫藥預處理后，使用抑制劑CA和亞硫酸鈉組合在弱酸性條件下實現銅鉛分離。銅鉛分離粗選CA用量試驗流程和試驗結果如圖7、圖8所示。

圖7 銅鉛分離鉛抑制劑CA用量試驗流程圖

可見，當CA用量從100g／t增加至200g／t，抑制劑CA和亞硫酸鈉組合可以實現該銅鉛混和精礦的有效分離，此時銅粗精礦中銅、鉛作業回收率分別為85．38%和30．92%。隨著抑制劑CA用量進一步增加，部分銅也被抑制而進入鉛粗精礦，因此抑制劑CA用量不宜過多。

3．5 選鋅作業試驗

圖8 分離銅粗精礦指標與抑制劑CA用量關系

銅鉛混選尾礦選鋅，選用捕收劑丁黃藥，活化劑硫酸銅，在pH大于12的條件下，確定了一次粗選兩次掃選，粗精礦再磨后經三次精選獲得鋅精礦的選鋅工藝條件。

3．6 閉路試驗

在條件試驗的基礎上，確定處理該礦石的浮選工藝流程為磨礦細度75%－0．074mm，銅鉛混合浮選采用一粗、兩掃、四精選流程，銅鉛混合粗精礦再磨細度為86．10%－0．038mm；銅鉛混合精礦分離采用預先脫水脫藥，一粗、兩掃、三精選流程；鋅浮選采用一粗、兩掃、三精選流程，鋅粗精礦再磨細度為88．90%－0．038mm。全流程閉路試驗結果見表5。

表5 全流程閉路試驗結果／%

可見，在原礦品位較低的情況下，采用該工藝可得到可銷售銅精礦、鉛精礦和鋅精礦三種產品，取得了銅回收率50．39%、鉛回收率70．08%、鋅回收率79．09%、銀在銅鉛精礦中總回收率65．47%的指標，達到了全面回收該礦石中有價金屬元素的目的。

4 結 論

1）礦石中有價元素含量低，有害元素含量高，銅鉛鋅銀有用礦物嵌布粒度較細且礦物間共生關系密切，為一低品位復雜難選銀多金屬硫化礦。

2）試驗確定的“銅鉛混選分離－再選鋅”工藝，可得到可銷售的銅鉛鋅三種精礦產品，達到了全面回收該礦石中銅鉛鋅銀的目的，是適合該礦石性質的合理工藝流程。

3）試驗中使用的銅鉛捕收劑BK902、中低堿硫砷抑制劑BK526、銅鉛分離藥劑CA皆為可降解無毒藥劑。

［1］ 朱維根．礦產資源開發與可持續發展［J］．中國礦業，2004，13（9）：44－46．

［2］ 郝俊峰，崔彬，郝笑琳．礦產資源整合規范化的意義－以內蒙古礦產資源整合為例［J］．資源與礦業，2012（2）88－92．

［3］ 胡為柏．浮選［M］．北京：冶金工業出版社，1981．

［4］ 許時．礦石可選性研究［M］．北京：冶金工業出版社，2008．

［5］ Fuerstenau D W．浮選理論和工藝的進展及前景［J］．國外金屬礦選礦，1989（3）：1－13．