銅鉛混合精礦浮選分離銅鉛試驗研究

蔣萬君 王 皓 王 珊 袁敬杰

（1.中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院有限公司，云南昆明650051；2.四川省冶金地質勘查院，四川成都610051）

銅、鉛、鋅金屬在現代工業中應用非常廣泛，隨著化工、冶金、電子等領域的迅猛發展，全球范圍內對銅、鉛、鋅金屬的需求量不斷增加，導致優質的金屬礦產資源迅速減少［1-2］。如何有效地開發低品位難選銅鉛鋅礦產資源是目前選礦領域亟需解決的實際問題，這對提高該類礦石資源的利用率具有十分重要的意義［3］。

我國有大量銅鉛鋅硫化礦資源，然而，該類礦石資源中銅、鉛、鋅含量一般較低（<2%），銅鉛鋅賦存礦物的嵌布關系復雜、嵌布粒度較細且礦物間共生關系密切，導致銅鉛鋅有用礦物間的分離困難，其成礦條件對礦石的選礦特性有著控制性的影響［4-6］。在實際生產中，硫化銅礦物、鉛礦物可浮性相似，均較易浮，而硫化鋅礦物可浮性相對較弱。根據硫化銅、鉛、鋅礦物之間的可浮性差異，目前大多數硫化銅鉛鋅礦山采用銅鉛混合浮選—銅鉛分離—鋅硫混浮—鋅硫分離的工藝流程［7-9］。

采用銅鉛混合浮選得到混合精礦后，銅鉛高效分離是上述工藝流程中分別回收銅和鉛的關鍵。在工業生產中，銅鉛混合精礦經過脫藥后，一般采用抑鉛浮銅、抑銅浮鉛兩種方法分別得到銅精礦、鉛精礦。根據浮選過程“抑多浮少”的原則，抑鉛浮銅法是硫化銅鉛混合精礦分離最主要的方法［10-11］。國內對抑制劑的選擇也進行了較為廣泛的研究，目前所使用的抑制劑分為無機和有機抑制劑，如重鉻酸鹽、亞硫酸鹽、氰化物、多糖類、羧甲基纖維素等，以及無機藥劑或有機藥劑之間的組合抑制劑。由于現有抑制劑普遍存在環境污染、腐蝕設備、分離效果不理想等缺點，開發新型安全高效的銅鉛分離抑制劑亦是目前的研究熱點［11］。

云南某復雜硫化銅鉛鋅礦石，采用銅鉛混合浮選—銅鉛分離—鋅硫混浮—鋅硫分離的工藝流程進行浮選分離。為進一步優化工藝條件，提高選礦指標，本次試驗以銅鉛混合浮選所得混合精礦為研究對象，針對其脫藥預處理及浮選分離關鍵因素進行了詳細的試驗研究。考察了脫藥劑、抑制劑、石灰用量、丁銨黑藥用量等因素對銅鉛分離效果的影響。通過試驗研究，取得了良好的技術指標，為礦石的高效利用提供指導和技術支撐。

1 試樣及方法

1.1 試樣

本研究所使用的銅鉛鋅多金屬礦樣取自云南某地，原礦主要化學成分見表1，銅、鉛物相分析結果分別見表2、表3。

注：帶“*”單位為g/t。

由表1可知，原礦中Cu、Pb、Zn含量分別為0.933%、1.326%、2.35%，S含量為11.24%；原礦中Ag含量較高，達64.03 g/t。由表2、表3可知，礦樣銅的氧化率為2.35%，屬于硫化銅礦，銅多以原生黃銅礦的形式存在；礦樣中有少量氧化鉛，大部分鉛以方鉛礦的形式存在，含量為85.82%。

1.2 試驗方法

試樣在磨礦細度為-200目占80%的條件下，經“2粗1掃”抑鋅、硫浮銅鉛；銅鉛混合粗精礦再磨后（再磨細度為-300目占95%），再經2次精選形成銅鉛混合精礦，即本文研究的研究對象。混合精礦脫藥后，使用組合抑制劑抑鉛浮銅，經“2精2掃”分別獲得銅精礦和鉛精礦。銅鉛混合精選第1次和第2次的尾礦合并銅鉛混合掃選的粗精礦為本研究中的混中礦。本研究的試驗流程如圖1所示。

2 結果與討論

2.1 脫藥劑對銅鉛分離的影響

2.1.1 脫藥劑活性炭用量試驗

銅鉛混合精礦加入活性炭進行脫藥處理，攪拌時間為15 min。銅鉛分離時加入重鉻酸鉀100 g/t，攪拌15 min后再依次加入石灰400 g/t、硫酸鋅400 g/t、亞硫酸鈉 300 g/t、丁基黃藥 10 g/t、2 號油10 g/t，研究脫藥活性炭用量對銅鉛分離的影響，試驗結果如表4所示。

由表4可知，當脫藥劑活性炭用量達到200 g/t時，可取得較好的銅鉛分離效果，銅精礦中銅品位和回收率分別為19.980%、64.44%，鉛精礦中鉛品位和回收率分別為23.080%、41.60%。同時，從試驗現象可以看出，200 g/t的活性炭脫藥較為干凈，脫藥完成后充氣攪拌時，已基本沒有泡沫層，銅鉛分離時補加10 g/t起泡劑2號油即可，而活性炭用量達300 g/t時，需補加30 g/t起泡劑2號油，說明已有部分活性炭過量。因此，確定脫藥劑活性炭適宜的用量為200 g/t。

2.1.2 活性炭攪拌時間試驗

加入脫藥活性炭200 g/t、攪拌一定時間后加入重鉻酸鉀100 g/t，繼續攪拌15 min后再依次加入石灰400 g/t、硫酸鋅 400 g/t、亞硫酸鈉 300 g/t、丁基黃藥 10 g/t、2號油10 g/t，研究脫藥劑攪拌時間對銅鉛分離的影響，試驗結果如表5所示。

由表5可知，攪拌時間達到10 min后可取得較好的銅鉛分離效果，此時銅精礦中銅品位為24.020%，銅回收率為63.98%，鉛精礦中鉛品位為27.440%，鉛回收率為49.43%；與此同時，銅精礦中鉛含量和鉛精礦中銅含量均較低。繼續延長攪拌時間對改善銅鉛分離的效果不顯著，因此，確定活性炭脫藥時間為10 min。

2.2 鉛組合抑制劑用量試驗

固定試驗條件為脫藥活性炭用量200 g/t、攪拌10 min，隨后加入組合抑制劑，繼續攪拌15 min后再依次加入石灰400 g/t、硫酸鋅400 g/t、亞硫酸鈉300 g/t、丁基黃藥 10 g/t、2號油10 g/t，研究了組合抑制劑用量對銅鉛分離的影響。組合抑制劑按質量濃度8%配制，質量比例為羧甲基纖維素∶水玻璃∶亞硫酸=1∶2∶5。試驗結果如表6所示。

由表6可知，組合抑制劑對鉛的抑制效果很好，400 g/t即可取得較好的結果，此時銅精礦中銅品位為22.320%、銅回收率為59.47%，鉛精礦中鉛品位為24.320%、鉛回收率為30.33%。考慮到閉路時混合精礦產率會有所增加，試驗選用的組合抑制劑的用量為800 g/t，此時鉛精礦中鉛的回收率可增加至47.38%。

2.3 石灰用量試驗

固定試驗條件為脫藥活性炭用量200 g/t、攪拌10 min，隨后加入組合抑制劑800 g/t，繼續攪拌15 min后再加入其它藥劑。其他藥劑中硫酸鋅400 g/t、亞硫酸鈉300 g/t、丁基黃藥10 g/t、2號油10 g/t。在此條件下研究了石灰用量對銅鉛分離的影響，試驗結果如表7所示。

由表7可知，石灰用量為0時，礦漿pH值為8.0，此時銅鉛分離效果較差。組合抑制劑需要在較高pH條件下（pH=10、11）才能發揮較好的抑鉛作用，試驗選用的石灰用量為400 g/t，對應pH值為11.0，此時銅精礦中銅品位為23.41%，銅回收率為67.06%，鉛精礦中鉛品位為27.94%，鉛回收率為57.18%。過多的石灰加入后，最后不溶部分將會殘留在鉛精礦中，影響鉛的品位，因此試驗沒有再進行大劑量石灰用量試驗。

2.4 組合抑制劑攪拌時間對銅鉛分離的影響

固定試驗條件為脫藥活性炭用量200 g/t、攪拌10 min，隨后加入組合抑制劑800 g/t，繼續攪拌一定時間后再加入其它藥劑。考慮到單用丁基黃藥作為捕收劑，選擇性較差，結合文獻［6］，捕收劑確定為丁基黃藥+丁銨黑藥（5+5）g/t，其他藥劑中石灰400 g/t、硫酸鋅400 g/t、亞硫酸鈉300 g/t、丁基黃藥+丁銨黑藥（5+5）g/t、2號油10 g/t。在此條件下研究了組合抑制劑攪拌時間對銅鉛分離的影響，試驗結果如表8所示。

由表8可知，加入組合抑制劑只攪拌5 min時，銅鉛也已大部分分離，此時銅精礦中銅品位為20.49%，銅回收率為65.33%，鉛精礦中鉛品位為25.66%，鉛回收率為60.19%。但效果比攪拌時間長的稍差，因此，試驗選用的適宜攪拌時間為10 min，此時銅鉛分離效果得到了進一步的改善。從試驗結果可以看出，鉛精礦中仍存在部分銅，為提高銅的回收率，同時也提高鉛精礦的鉛品位，試驗選擇銅鉛分離后，再進行2次銅掃選。

2.5 閉路試驗

在上述研究的基礎上，考查了銅鉛分離的閉路試驗，試驗流程如圖2所示，試驗結果如表9所示。從表9可以看出，銅精礦中銅品位為24.15%，回收率為80.57%，鉛精礦中鉛品位為31.63%，對應回收率為65.35%，獲得了較好分離效果。

3 結 論

（1）銅鉛混合精礦使用活性炭脫藥可取得較好的試驗效果，合適的用量為200 g/t，脫藥攪拌時間為10 min。

（2）對脫藥后的銅鉛混合精礦，使用組合抑制劑（羧甲基纖維素∶水玻璃∶亞硫酸鈉=1∶2∶5）進行抑鉛浮銅，合適的用量為800 g/t，繼續攪拌15 min后再依次加入石灰400 g/t、硫酸鋅400 g/t、亞硫酸鈉300 g/t、丁基黃藥+丁銨黑藥（5+5）g/t、2號油10 g/t。經過“1粗1精2掃”閉路試驗，最終可分別獲得銅品位為24.15%、銅回收率為80.57%的銅精礦及鉛品位為31.63%、鉛回收率為65.35%的鉛精礦，分離指標良好。