低品位銅鉛鋅鐵復雜多金屬資源清潔高效綜合利用技術研究與應用

荊曉雷，鄭桂兵，任愛軍，閻文強，劉云志

（1.赤峰山金紅嶺有色礦業有限責任公司，內蒙古 赤峰 025462；2.北京礦冶科技集團有限公司，北京 100160）

由于礦產資源稟賦的特點，大力發展清潔、高效、綠色的選礦技術，是開發多金屬難處理礦技術發展的主要趨勢。銅鉛鋅多金屬硫化礦是典型的復雜多金屬資源，其高效綜合利用一直是選礦領域的研究熱點和難點[1]。

1 主要創新技術成果

為了盡可能獲得合格的精礦和較高的金屬回收率，在大量試驗的基礎上，紅嶺多金屬礦聯合北京礦冶研究總院創新性地開發出了“銅鉛混選再分離-混選尾礦選鋅-選鋅尾礦選鐵”主干工藝流程，獲得了銅品位21.37%、含鉛5.82%、含鋅10.28%的銅精礦，銅回收率為49.24%；鉛精礦鉛品位58.66%、含銅5.72%、含鋅4.58%，鉛回收率51.21%；鋅精礦品位50.29%、含銅0.53%，鋅回收率為91.83%，獲得了合格的銅精礦、鉛精礦、鋅精礦和鐵精礦，為實現紅嶺多金屬礦綜合回收、科學利用和提質增效邁出了重要的一步。通過藥劑分子設計技術開發出新型銅鉛分離小分子抑制劑BK510-1，量子化學計算結果如圖1所示，由乙硫氮、BK510-1及水與黃銅礦、方鉛礦的相互作用能、前線軌道能量和費米能級分析可知，BK510-1更易于吸附在黃銅礦表面，而乙硫氮更易于吸附于方鉛礦表面，且相互作用都強于水分子?；诖擞嬎憬Y果，成功開發了一種黃銅礦選擇性抑制劑BK510-1，該藥劑應用于紅嶺多金屬礦銅鉛分離作業，成功實現了無鉻銅鉛分離。

圖1 藥劑與礦物作用量子化學計算結果

開發了“中礦跨越式返回-一段磨礦異步解離”技術。在現有的設備條件下，將銅鉛混選精選作業低解離度中礦返回一段磨礦作業，實現了目標礦物異步解離，改善了銅鉛浮選環境，提高了分離指標。

為消除銅鉛分離作業的銅鋅礦物連生體對浮選指標的影響，在盡量避免有用礦物過磨的前提下，將銅礦物解離度相對較低的精選中礦的返回位置從銅鉛混選粗選作業調整為一段磨礦作業，中礦返回位置跨越式的調整實現了目標礦物解離度的精準控制。采用“多碎少磨”的理念，改變入磨前檢查篩分作業的篩孔尺寸（由16mm降低到12mm），降低了入磨礦石粒度，在提高礦石處理量的同時強化了目標礦物的解離效果，磨礦細度從65%提高到70%，為浮選分離創造了條件。

選礦車間生產用水包括：尾礦回水、井下水和清水，其中磨浮系統流程用水全部為尾礦回水。

通過研究殘余重金屬離子和有機藥劑在尾礦中的生命周期，結合尾礦廢水pH環境，將所有精礦過濾水與尾礦集中排至尾礦庫，使礦漿中大部分殘留藥劑實現自然降解，并通過增加銅鉛混選作業含鋅礦物抑制劑硫酸鋅和亞硫酸鈉用量和精準控制選礦過程中活化劑硫酸銅用量等措施，減小直至消除了回水中殘留藥劑對銅鉛混浮的影響，實現了回水全部循環利用。

2 技術成果應用前后指標對比

通過技術創新，紅嶺多金屬礦各產品的互含大幅降低，提高了精礦產品的質量，成果應用前后主要指標對比，銅回收率提高45%左右；鉛回收率由13.78%提高到51.56%；在鋅原礦品位下降38.8%（由3.71%降低至2.26%）的情況下，鋅精礦維持了93%左右的回收率；提高了Au、Ag在鉛精礦和銅精礦中的富集（鉛精礦含Au 4.07g/t，含Ag 4390 g/t，銅精礦含Au1.48g/t，含銀950g/t），Au、Ag在銅精礦和鉛精礦中的總回收率分別為22.51%、68.2%。

3 第三方評價

該技術成果已通過中國有色金屬工業協會組織的評價會。科技成果總體評價結論認為：“該成果整體技術處于國際先進水平，其中伴生低品位鉛的綜合回收技術國際領先”。

4 經濟效益和社會效益

通過該項目研究成果在生產上的應用和實施，使選礦技術指標都有了明顯提升，尤其是銅回收率由原來的21.44%提高到了76.85%，鉛回收率由13.78%提高到51.56%，并提高了貴金屬金、銀在銅鉛精礦中富集，實現了金的計價銷售；關鍵含雜指標鋅含銅、銅含鋅降低明顯，鋅含銅由0.64%降低到0.42%；銅含鋅由20.19%降低到11.88%。通過選礦指標的提升，提高了金屬產量，增加了企業經濟效益，可為企業年增加經濟收入3000多萬元。

5 結論

本技術成果由赤峰山金紅嶺有色礦業有限責任公司、北京礦冶研究總院歷經6年共同完成，開發了適合紅嶺多金屬礦的“銅鉛混選再分離-混選尾礦選鋅-選鋅尾礦選鐵”的主干工藝流程，形成了集精準控制、流程優化、新藥劑應用為一體的技術體系，實現了低品位銅鉛鋅鐵復雜多金屬資源清潔高效綜合利用技術的在工業應用中的穩定高效運行，使得主要有價金屬元素包括鐵、鋅、銅、鉛等，另外還伴生有金、銀等元素得到有效回收，大大提升了其綜合利用率，技術經濟指標先進。該技術難題的成功突破，對于提高紅嶺多金屬硫化礦資源的高效回收具有重要意義，同時對拉動周邊經濟發展、保護礦區生態環境，促進行業的可持續發展意義重大。