銅鋅硫化礦浮選分離研究進展

李俊旺，張紅華洪建華

（1.江西銅業集團公司，江西 南昌 330096；2.江西銅業集團公司 城門山銅礦，江西 九江 332100；3.中南大學 資源加工與生物工程學院，湖南 長沙 410083）

銅鋅硫化礦浮選分離研究進展

李俊旺1，3，張紅華1，洪建華2

（1.江西銅業集團公司，江西 南昌 330096；2.江西銅業集團公司 城門山銅礦，江西 九江 332100；3.中南大學 資源加工與生物工程學院，湖南 長沙 410083）

概述了近幾年來銅鋅硫化礦浮選分離研究方面的進展，包括銅鋅硫化礦分離理論研究的進展、銅鋅硫化礦浮選藥劑的研究現狀及銅鋅硫化礦浮選工藝研究狀況。同時認為，加強浮選理論的研究、開發高效綠色浮選藥劑、完善選礦工藝流程及開發新工藝是銅鋅硫化礦浮選分離研究的發展方向。

銅鋅分離；浮選；硫化礦；進展；浮選劑；工藝流程

1 引言

銅鋅硫化礦石是冶煉銅鋅的重要原料。目前，銅鋅硫化礦分離仍是選礦領域的難題之一，其主要原因有礦物嵌布粒度微細，有的呈乳滴狀互含；銅礦物種類繁多，可浮性差異較大；含有較多的次生銅和可溶性重金屬鹽類，使閃鋅礦受到活化，被活化的閃鋅礦與黃銅礦具有相似的可浮性，使得銅鋅難以分離；礦石性質差異很大，工藝條件變化較大。為此，國內外選礦學者在銅鋅硫化礦分離方面做了大量的工作。

近年來，銅鋅浮選分離研究主要集中在銅鋅分離理論的研究、新型高效浮選藥劑的研制、浮選分離工藝的優化以及探索與其他方法相結合的新工藝等方面，并取得了許多研究成果。本文從以下幾個方面探討了銅鋅硫化礦浮選分離技術的研究進展。

2 銅鋅浮選分離理論研究進展

V·E·Vigdergauz［1］等研究了黃銅礦、閃鋅礦、黃鐵礦疏水顆粒間的相互作用力，并可應用在微細粒級礦物聚集以及克服顆粒的靜電斥力研究方面。該項研究成果有助于改善微細粒級銅鋅礦物的分離。

T·N·赫麥列娃等［2］研究了亞硫酸氫鈉抑制被銅離子活化的閃鋅礦的機理作用。研究發現，亞硫酸氫鈉抑制活化后閃鋅礦的原理是：脫去閃鋅礦礦物表面上的疏水性薄膜，并且促進形成鋅的親水性羥基化合物。

劉廣義等［3］通過量子化學計算研究了乙氧羰基硫代氨基甲酸酯（ECTC）優先選銅的機理。焦芬［4］對二甲基二硫代氨基甲酸鈉在閃鋅礦和黃銅礦表面的吸附機理與模型進行了研究，并分析了它們的電化學行為。

3 新型高效浮選藥劑的研究進展

3.1 高效銅捕收劑

B.A.依格納特金娜等［5］在浮選烏拉爾地區硫化礦中，采用改性二硫代磷酸鹽作為捕收劑，結果可提高銅、鋅、金的回收率，且對黃銅礦、閃鋅礦具有較好的選擇性。

и.и.馬克西莫夫等［6］對薩費亞諾夫斯克礦床銅鋅礦石進行浮選試驗的過程中，混合浮選采用Aerophine3418作為捕收劑，優先浮選采用Aerophine3418A和丁基黃藥作為混合捕收劑，均獲得了較好的結果。

針對烏拉爾選廠處理的銅鋅礦石含有大量黃鐵礦的特點，K·M·阿松奇克等［7］采用HMA-414-1和丁基黃藥作為混合捕收劑，并通過提高粗選礦漿游離氧化鈣的濃度，銅鋅混合精礦分離指標良好。

阿舍勒銅礦在生產實踐中采用選擇性較強的BK404捕收劑，結果表明，技術指標顯著提高，銅金屬回收率提高10%左右，鋅金屬在銅精礦中的損失率降到22%左右。

針對不同礦石的特點，研究人員開發了許多新型藥劑，例如Zj900［8］、TU-32［9］、QP-02［10］等。試驗表明，這些新型捕收劑對銅礦具有較強的捕收能力，且對黃銅礦的選擇性好，在銅鋅分離中取得了較好的效果。

3.2 新型鋅抑制劑

D.S.Makunga在浮選納米比亞Rosh Pinah銅鉛鋅硫化礦石時，采用氰化鈉和硫酸鋅作為閃鋅礦的組合抑制劑。研究結果表明，銅精礦、鉛精礦中鋅的含量有明顯降低，取得了較好的指標。

研究表明，亞硫酸及其鹽類對于閃鋅礦具有較好的抑制作用。G.I.Davila-Pulido［11］、T.N.Khmeleva等人采用多種方法研究了亞硫酸氫鈉對閃鋅礦的抑制作用機理。此外，研究發現，多磷酸鈉、乙二胺四乙酸、二甲基二硫代氨基甲酸鹽對于活化的閃鋅礦也有較好的抑制效果。

針對銅鋅混合精礦嵌布粒度微細、殘留藥量大、次生銅離子活化閃鋅礦的特點，陳建華等［12］對銅鋅混合精礦進行了浮選分離試驗研究。在銅鋅混合精礦中銅品位7.88%、鋅品位22.45%的條件下，采用活性炭和硫化鈉配合脫藥，乙硫氮作捕收劑，新型抑制劑FS與硫酸鋅、亞硫酸鈉組合閃鋅礦抑制劑，經過一次粗選獲得含銅16.85%，含鋅7.53%，銅回收率62.50%的精礦。

王奉剛［13］、袁明華等［14］在進行銅鋅硫化礦浮選試驗時，采用亞硫酸鈉和硫酸鋅作為組合抑制劑，鋅精礦的品位和回收率指標良好。

青海某銅鋅礦石中的次生硫化銅含量約占總銅的18.64%，導致部分鋅礦物過早活化，造成銅精礦中鋅的含量偏高，從而致使鋅精礦的回收率偏低。駱任等［15］采用新型高效鋅抑制劑YS-2，有效降低了銅精礦中鋅的損失，確保了鋅精礦中鋅的回收率，為該礦后續的工業試驗提供了依據。

隨著礦石性質的復雜化，各類組合抑制劑不斷應用在銅鋅分離試驗中。研究表明，XY-09［16］、T-16+硫酸鋅［17］、T9+硫酸鋅［18］、YN［19］、CY組合抑制［20］劑對閃鋅礦具有很好的抑制作用，在處理復雜銅鋅硫化礦中取得了較好的指標。

3.3 高效鋅捕收劑

硫化鋅礦浮選中存在的主要問題是：加入的活化劑Cu2+活化黃鐵礦礦物，使一部分可浮性好的黃鐵礦在選鋅過程中進入鋅精礦，從而降低了鋅精礦的質量。因此，閃鋅礦選擇性捕收劑的研究與應用對于提高精礦質量非常重要。

研究發現，N-氫化肉桂酰基-N-苯基氰胺對加拿大北部某銅鋅礦［21］具有較好的適應性，可明顯提高閃鋅礦的回收率。D.Hamilton［22］對閃鋅礦進行的浮選實驗同樣驗證了這一結論，發現其不僅提高了閃鋅礦的回收率，而且提高了浮選速率。

I.Nirdosh采用p-庚基銅鐵靈作為捕收劑，對加拿大某銅鋅硫化礦選銅尾礦進行了選鋅浮選試驗。結果表明，在礦漿pH=9.0條件，鋅的回收率達到了93%。

4 浮選分離工藝的研究進展

4.1 常規浮選工藝

B.A.古恰葉夫等在加伊斯克采選公司原礦Cu品位1.46%、Zn品位0.46%的情況下，采用“銅鋅混浮—混合精礦Na2S脫藥—濃縮礦漿—銅鋅分離”工藝流程，獲得的銅精礦Cu品位15%、Cu回收率85%，鋅精礦Zn品位45%、Zn回收率45%。

楊國鋒等人［23］通過條件試驗優化，最終采用“優先選銅—粗精礦再磨—精選—選銅尾礦選鋅”的工藝流程。閉路試驗選礦指標為：銅精礦含銅18.45%，含鋅5.81%，銅回收率71.54%；鋅精礦含鋅50.95%，鋅回收率95.95%。李吉云［24］對黑山銅鋅礦進行了優先浮選與混合浮選2種流程對比試驗。結果結果，“混合浮選—銅鋅分離”工藝流程較適宜處理該類礦石。

內蒙古大井礦［25］針對銅精礦含鋅偏高的問題，采用優先浮選，增加銅粗精礦再磨系統，使綜合選礦指標達到了預期，滿足了生產及銷售的要求。

此外，針對所研究礦石的具體特性，研究者在研究過程中采用選擇性能較好的捕收劑，并配合閃鋅礦組合抑制劑，銅鋅分離獲得了較好的結果。

4.2 電化學處理技術

電位調控浮選是將礦漿電位作為一個參數，和礦漿濃度、pH值一起控制硫化礦的浮選過程。與常規浮選相比，其具有節省藥劑、選擇性好、便于操作等優點。但由于礦漿環境的復雜性，電位調控浮選新技術仍在不斷完善和發展。

羅仙平等［26］在對會理銅鉛鋅多金屬硫化礦進行浮選試驗過程中，以石灰作為礦漿電位調整劑，銅、鉛、鋅礦物的捕收劑分別為LP-01、乙硫氮、丁黃藥，且采用ZnSO4+YN作為浮銅抑鉛的組合抑制劑，獲得了較好的選礦指標。

研究報道，國外的帕那亞托V.V.V.Hintikka、J.O.Leppinen、X.M.Yuan等人分別進行了有關礦物的電化學浮選試驗研究。他們通過磨礦介質、浮選氣體等方法調節礦漿電位，并取得了較好的選礦指標。

4.3 選冶聯合工藝

針對某些難選銅鋅硫化礦，國內外選礦學者采用冶金的方法做了很多研究工作。國外的格維列夏尼等人［27］等人采用選冶聯合工藝進行試驗研究，使金屬回收率有所提高，這也為難選銅鋅礦石的利用提供了一種方法。

在國內，對于浮選獲得的混合精礦，研究人員通過選擇性氯化浸出、加壓浸出、預浸—氧壓酸浸、氧化焙燒—選擇性浸出等冶金方法［28］，實現了有價金屬的高效分離，綜合回收效果良好。研究表明，選冶聯系工藝不僅簡化了選礦工藝流程，同時提高了礦產資源利用水平。

5 結語

隨著礦產資源的不斷開采，復雜難處理的銅鋅礦石越來越多；建設“資源節約型、環境友好型”社會也對礦產資源的綜合利用以及選礦產品的質量提出了更高的要求。因此，復雜難選銅鋅礦石的分離及其綜合利用成為國內外選礦學者重點研究的課題。在當前礦產資源日益枯竭以及部分銅鋅礦石復雜難選的情況下，進一步加強選礦技術理論研究、開發高效綠色低毒浮選藥劑、完善選礦工藝流程及開發新工藝是今后銅鋅硫化礦分離技術的發展方向。

［1］V·E·Vigdergauz. ESTIMATE OF THE LONG-RANGE INTERACTIONS BETWEEN HYDROPHOBIC SURFACES AS APPLIED TO FLOTATION OF SULPHIDE MINERALS［J］. Journal of Mining Science， 2006， 42（5）：506-509.

［2］T. N. 赫麥列娃等. 亞硫酸氫鈉對被銅離子活化的閃鋅礦無捕收劑浮選的抑制機理［J］. 國外金屬礦選礦， 2005， 42（11）：21-25.

［3］Liu G Y Zhong H， Dai T G et a1. Investigation of the effect of N-substituents on performance of thionocarbamates as selective collectors for copper sulfides by abinitio calculations［J］. Minerals Engineering， 2008， 21（12-14）：1 050-1 054.

［4］焦芬. 復雜銅鋅硫化礦浮選分離的基礎研究［D］. 長沙：中南大學，2013.

［5］B. A. 依格納特金娜等.用改性的二硫代磷酸鹽浮選銅、鐵、鋅和金的硫化礦物［J］. 國外金屬礦選礦， 2006（6）：15-17.

［6］и.и.馬克西莫夫等.在薩費亞諾夫斯克礦床銅-鋅礦石浮選工藝制定時應用有效的藥劑［J］. 國外金屬礦選礦， 2006（2）：25-27.

［7］K. M. 阿松奇克.在蓋伊斯克銅鋅礦石浮選時提高銅精礦質量［J］.國外金屬礦選礦， 2007（9）：42-43.

［8］王世輝. 某銅礦銅鋅分離新工藝和新藥劑的研究［J］. 有色金屬，2011（2）：214-218.

［9］詹信順， 鐘宏， 劉廣義. 提高德興銅礦銅浮選回收率的新型捕收劑研究［J］. 金屬礦山， 2008（12）：70-73.

［10］邱仙輝. 銅鋅難選硫化礦高效浮選分離理論與應用［D］. 贛州：江西理工大學， 2009.

［11］Davila-Pulido G I， Uribe·Salas A， Espinosa-Gomez R. Comparison of the depressant action of sulfite and metabisulfite for Cu-activated sphalerite［J］. Intemational Joumal of Mineral Processing， 2011， 101（1-4）：71-74.

［12］陳建華， 李寧鈞， 曾冬麗. 銅鋅混合精礦浮選分離試驗研究［J］. 中國礦業， 2011（11）：78-82.

［13］王奉剛. 思茅銅鋅硫化礦分離技術研究［D］. 昆明：昆明理工大學，2008.

［14］袁明華， 普倉鳳. 多金屬復雜銅礦銅鋅硫分離浮選試驗研究［J］. 有色金屬（選礦部分）， 2008（1）：1-3.

［15］駱任， 朱永筠， 葉從新， 等. 青海某銅鋅礦選礦工藝研究［J］. 湖南有色金屬， 2013（4）：4-7.

［16］張晗， 張海鵬， 鄭曄， 等. 某銅鉛鋅礦石浮選試驗研究［J］. 黃金，2011（8）：49-52.

［17］周濤， 師偉紅， 余江鴻. 內蒙某難處理銅鉛鋅多金屬礦石選礦技術優化［J］. 金屬礦山， 2013（5）：82-88.

［18］何海濤， 田鋒， 胡保栓. 難選銅鋅多金屬硫化礦浮選試驗研究［J］.礦產綜合利用， 2012（2）：17-20.

［19］嚴偉平， 陳曉青， 楊進忠， 等. 某新型抑制劑在銅鋅分離中的試驗研究［J］. 有色金屬（選礦部分）， 2015（4）：84-87， 92.

［20］朱一民， 周菁， 張曉峰， 等. 內蒙古某難選銅鋅硫化礦浮選分離試驗研究［J］. 有色金屬（選礦部分）， 2014（4）：9-12.

［21］Natarajan R，Nirdosh I.New collectors for sphalerite flotation［J］. Intemational Journal of Mineral Processing， 2006， 79（3）：141-148.

［22］Hamilton D， Natarajan R， Nirdosh I. Sphalerite flotation using an Arylhydroxamic Acid collector：improving grade while using a reduced amount of copper sulfate for activation［J］. Industrial&Engineering Chemistry Research， 2009， 48（12）：5 584-5 589.

［23］楊國鋒， 孫敬鋒， 賈風梅， 等. 某銅-鋅礦石的浮選和分離工藝試驗研究［J］. 礦產保護與利用， 2009（4）：33-35.

［24］李吉云. 黑山銅鋅礦兩種原則流程的探索研究［J］. 新疆有色金屬，2009（A01）：130-131.

［25］王志遠. 內蒙古大井礦銅鋅分離研究實踐［J］. 世界有色金屬，2016（3）：83-84.

［26］羅仙平， 付中元， 陳華強， 等. 會理銅鉛鋅多金屬硫化礦浮選新工藝研究［J］. 金屬礦山， 2008（8）：45-50.

［27］格維列夏尼. 綜合處理馬德紐里斯克礦床的銅鋅礦石［J］. 國外金屬礦選礦， 2007（1）：38-41.

［28］謝克強， 楊顯萬， 舒毓璋， 等. 銅鉛鋅多金屬復雜硫化礦綜合回收工藝研究［J］. 中國有色冶金， 2006（2）：19-22.

The Research Progress on Copper-zinc Sulfide Ore Flotation Separation

LI Jun-wang1，3， ZHANG Hong-hua1， HONG Jian-hua2
（1. Jiangxi Coppr Corparation， Nanchang 330096， Jiangxi， China； 2. JCC Chengmenshan Copper Mine， Jiujiang 332100， Jiangxi， China；3. School of Minerals Processing and Bioengineering， Central South University， Changsha 410083， Hunan， China）

The research progress on copper-zinc sulfide ore flotation separation at home and abroad in recent years is reviewed，including the research progress on copper-zinc separation theory， research status of copper-zinc flotation reagents， and research status of copper-zinc flotation process. The development trend of copper-zinc sulfide ore flotation separation is to strengthen the theory research，exploitnew high-efficiency reagents， improve mineral processing technology and develop new technology in the future.

copper-zinc separation；flotation；sulfide ores；progress；flotation reagent；process flow

TD923

A

1009-3842（2016）04-0056-03

2016-04-11

李俊旺（1982-），男，河北吳橋縣人，博士，主要從事浮選理論與工藝方面的研究工作。E-mail： junwli@126.com