異步快速浮選流程分選某難選銅鉛鋅多金屬礦

肖 駿，嚴宇揚，陳代雄，董艷紅

(1.湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100;2.復雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點實驗室，湖南長沙 410100;3.長沙市雅禮中學，湖南長沙 410015)

隨著我國經濟的持續發展和人民生活水平的提高，我國已成為全球最大的銅、鉛、鋅金屬消費國，約占全球各金屬消費量的三分之一以上，并呈持續上升的趨勢［1］。然而，我國現有的銅、鉛、鋅礦資源儲備已遠不能滿足國民經濟不斷增長的需求，尤其是我國的銅金屬消費缺口巨大，其銅資源的自給率僅30%左右，我國礦產資源稟賦差，貧、細、雜的特點尤為突出［2］。據統計，我國單一型銅礦產僅為27%，其余73%為共伴生鉛、鋅、黃鐵礦、金銀等稀有金屬和稀散金屬的復雜難選礦［3］。我國銅礦石平均品位0.87%，含銅1%以上的礦石僅占總礦石儲量的36%，遠低于世界平均水平［4］。因此，隨著礦產資源消費量的急劇增加，難選銅鉛鋅多金屬礦已成為我國銅鉛鋅金屬資源的重要來源之一［5］。

當前復雜銅鉛鋅多金屬礦的浮選工藝主要為混合浮選、部分混合優先浮選和優先浮選［6］三種流程以及由該三種工藝衍生出的其它流程，如等可浮浮選、異步快速浮選、分支串流浮選［7］流程等。針對青海祁連山某復雜難選銅鉛鋅多金屬礦銅鉛鋅礦物嵌布粒度極細、共生關系密切、大部分有用礦物的粒度范圍為－0.02 mm、常規磨礦難以解離的特性，在大量的條件試驗和對比試驗的基礎上，采用高效環保的選礦藥劑，利用優先解離的方鉛礦快速上浮的特點，確定了銅優先浮選－鉛異步快速浮選－鉛鋅硫混浮－鉛鋅硫分離的工藝流程，得到了銅精礦、高品位鉛精礦、鉛鋅混合精礦、硫精礦四個產品，最大限度地避免了部分因微細粒連生、包裹態的鉛鋅礦物無法通過細磨實現單體解離造成高品位、低互含的鉛、鋅精礦產品正常產出的癥結，并獲得了良好的選礦指標。

1 礦石性質

1.1 多元素分析及礦物組成

原礦多元素化學分析見表1，主要礦物組成見表2。

表1 原礦多元素化學分析結果 %

表2 原礦主要礦物組成 %

1.2 主要元素的賦存狀態

對原礦進行銅、鉛、鋅物相分析，得出主要金屬元素的賦存狀態見表3。

表3 原礦銅、鉛、鋅物相分析結果 %

2 試驗結果及討論

2.1 銅優先浮選捕收劑種類對比試驗

由于本礦石各目的礦物可浮性相近，在確定了優先浮銅的工藝流程后，選取對銅有特效的捕收劑是浮選分離目的礦物的關鍵，銅優先浮選捕收劑種類對比試驗采用兩段粗選作業，試驗流程如圖1所示。銅優先浮選捕收劑種類條件對比試驗結果如圖2所示。

圖1 捕收劑種類條件試驗流程

在相同流程和用量的條件下，對比丁基銨黑藥、乙黃藥、酯－105、BP四種選擇性較好的捕收劑對該礦石中銅礦物的選擇性。由圖2可以看出，在使用BP作為捕收劑時，對該礦中的銅礦物選擇性捕收能力最好。

圖2 捕收劑種類條件試驗結果

2.2 鉛鋅異步快速浮選

2.2.1 鉛鋅常規浮選工藝流程對比

銅浮選流程采用兩次粗選、四次精選及兩段掃選作業，銅優先浮選閉路試驗可得到一個含 Cu 20.19%、Pb 7.64%、Zn 5.95%的銅精礦產品，其中銅精礦中Cu回收率76.55%，Pb回收率6.20%，Zn回收率4.42%，銅浮選閉路尾礦含Pb 2.66%、Zn 3.04%，為鉛鋅浮選的給礦。鉛鋅浮選流程主要有優先浮選單一產品方案及混合浮選混合精礦產品方案兩種，優先浮選工藝精礦產品價值高，金屬互含低，而混合精礦產品金屬總回收率高。在鉛鋅浮選工藝確定的過程中，優先考慮單一精礦產出的工藝流程。銅優先浮選－銅尾礦浮鉛－鉛尾礦活化浮選鋅的全流程閉路試驗流程為銅浮選兩粗四精兩掃，銅浮選尾礦加入CaO及硫酸鋅為鋅硫礦物的抑制劑，以乙硫氮為鉛捕收劑，鉛循環為一粗兩精兩掃，鉛作業尾礦先添加適量的石灰作為黃鐵礦的抑制劑，再加入硫酸銅作為閃鋅礦的活化劑，鋅循環一粗兩精兩掃，全流程閉路試驗結果見表4。

表4 銅優先浮選－銅尾礦浮鉛－鉛尾礦活化浮選鋅的全流程閉路試驗結果 %

由表4可看出，采用單一精礦產品的流程，可得到銅精礦、鉛精礦及鋅精礦三個產品。鉛精礦含Pb 77.41%、Zn 4.41%，鉛精礦中鉛回收率64.56%，鋅精礦含Pb 8.48%、Zn 46.20%，鋅精礦中Zn回收率76.64%，其中損失在鋅精礦的鉛金屬回收率為15.39%，通過對該部分鋅精礦進行光鏡檢測，發現損失在鋅精礦的鉛主要為小于0.02 mm的方鉛礦－閃鋅礦連生體，同時對單一精礦浮選流程中鉛中1和鉛掃1混合所得的中礦進行再磨，再磨細度為－0.039 mm占94%，再磨后的中礦進行單體解離度檢測，檢測分析結果見表5。

表5 鉛浮選中礦再磨后單體解離度分析

由表5可看出，即使是再磨細度達到了－0.039 mm 94%，有近1/3分布于0.039 mm～0.023 mm之間，該粒級部分的單體解離度不高，致使再磨后的總中礦的總解離度為80.3%，所以細磨作業并不能有效實現細粒方鉛礦－閃鋅礦的單體解離。

2.2.2 鉛異步快速浮選流程的確定及鉛快速浮選動力學研究

由表4、表5可看出，該礦中鉛鋅礦物無法徹底分離的癥結在于微細粒交代的鉛－鋅連生體通過常規細磨方式無法解離，而進一步提高再磨細度對設備選擇及能耗上提出了更高的要求，為了既保證金屬回收率，又獲得高價值的精礦產品，需在鉛－鋅浮選流程上考慮新的工藝流程。根據鉛鋅礦物固有的礦石性質，可讓已解離的、可浮性極好的方鉛礦“易選快浮”，即異步快速浮選:優先上浮的鉛精礦作為一個高品位的鉛精礦產品，而快浮后的尾礦進行強化回收得到一個鉛鋅混合精礦。異步快速浮選的關鍵在于高品位方鉛礦快速浮選時間的確定即浮選動力學研究，鉛異步快速浮選動力學試驗流程如圖3所示，所得結果見表6。

由表6可看出，采用如圖3所示的流程可實現部分優先解離的方鉛礦“易浮快浮”，可看出在浮選時間為1 min時，鉛精礦中含Pb仍可達到65.11%，再延長浮選時間時，鉛精礦品位急劇下降，所以鉛異步快速浮選的時間定為1 min，K1、K2、K3總精礦Pb品位68.62%，總精礦Pb回收率為32.41%，損失在總精礦的Zn回收率為1.25%。

圖3 鉛異步快速浮選動力學試驗流程

表6 鉛異步快速浮選動力學試驗結果 %

2.3 銅優先浮選－鉛鋅異步快速浮選全流程閉路試驗

在對比了鉛鋅單一精礦產品方案及鉛鋅混合精礦產品方案結果后，根據原礦工藝礦物學分析的結果，并在鉛浮選動力學試驗結果的基礎上，進行了銅優先浮選－鉛鋅異步快速浮選－快浮尾礦鉛鋅硫混浮－混浮精礦鉛鋅與硫分離全流程閉路試驗，試驗流程如圖4所示，所得結果見表7。

由表7可看出，采用如圖4所示的工藝流程可獲得銅精礦、鉛精礦、鉛鋅精礦以及硫精礦四個產品，其中銅精礦含 Cu 23.28%、Pb 7.13%、Zn 4.25%，Cu回收率為76.22%;鉛精礦含Cu 0.71%、Pb 74.53%、Zn 5.65%，Pb回收率為32.03%，Zn回收率為 2.12%;鉛鋅混合精礦含 Cu 0.63%、Pb 17.59%、Zn 33.74%，Pb回收率為47.87%，Zn回收率為80.20%;硫精礦含 S 37.56%，S回收率為31.83%。該結果中鉛精礦及鉛鋅精礦鉛總回收率達到了80%左右，Zn的回收率高出單一精礦產品Zn的回收率，鉛精礦含鉛74%，達到國家一級鉛精礦質量產品標準，鉛鋅混合精礦Pb+Zn＞50%，達到了國家二級鉛鋅精礦產品質量標準，相比于單一產品方案及混合精礦產品方案，采用銅優先浮選－鉛異步快速浮選流程可有效提高該礦山的經濟效益。

圖4 銅優先浮選－鉛鋅異步快速浮選全閉路試驗流程

表7 銅優先浮選－鉛鋅異步快速浮選全流程閉路試驗結果 %

3 結論

1.青海祁連山某銅鉛鋅礦石屬復雜難選多金屬硫化礦，礦石種類多、嵌布粒度細，主要可回收目的礦物的嵌布粒度較細，選礦難度較大。

2.采用對硫化銅具有特效選擇性的BP作為銅捕收劑，可有效回收該礦石中的銅礦物，降低銅精礦的其它金屬互含，實現銅－鉛、銅－鋅高效、清潔分離。

3.采用異步快速浮選流程處理銅浮選尾礦是結合了該礦中鉛鋅礦物的存在形式及嵌布特性而確定的，該流程結合了傳統的優浮及混浮的優勢，獲得高品位鉛精礦、鉛鋅混合精礦產品，相比于單一精礦產品方案及混合精礦產品方案具有回收率高、精礦產品價值高的優點，為企業創造了更高的經濟效益。

4.銅優先浮選－鉛鋅異步快速浮選流程全流程閉路試驗指標如下:(1)銅精礦含Cu 23.28%、Pb 7.13%、Zn 4.25%，Cu回收率為76.22%;(2)鉛精礦含Cu 0.71%、Pb 74.53%、Zn 5.65%，Pb回收率為32.03%，Zn回收率為2.12%;(3)鉛鋅混合精礦含Cu 0.63%、Pb 17.59%、Zn 33.74%，Pb回收率為47.87%，Zn回收率為80.20%;鉛精礦和鉛鋅混合精礦總鉛回收率達到了79.90%;(4)硫精礦含S 37.56%，S回收率為31.85%。

［1］ 鄒健.中國金屬礦產資源開發現狀及面臨的機遇和挑戰［J］.中國礦業，2008，(增刊):4 －6.

［2］ 馬忠臣.提高鉛鋅礦中伴生銅回收率的工藝研究及工業應用［J］.有色金屬(選礦部分)，2012，(2):9－12.

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［6］ 陳代雄，田松鶴.復雜銅鉛鋅硫化礦浮選新工藝試驗研究［J］.有色金屬(選礦部分)，2003，(2):1 －5.

［7］ 黃建芬.某復雜銅鉛鋅多金屬礦選礦試驗［J］.金屬礦山，2012，(11):76 －80.