四川某銅鉛鋅復雜難選多金屬礦石選礦工藝優化研究與實踐

郭萬進

（白玉縣銀興礦業有限公司）

四川某銅鉛鋅復雜難選多金屬礦選礦廠采用銅、鉛、鋅依次優先浮選流程，生產指標很不理想，嚴重影響了企業經濟效益的提高。為解決企業面臨的實際問題，在消化吸收前人研究成果和生產實踐成果的基礎上［1-5］，進行了大量的工藝技術優化研究與實踐。

1 礦石性質

四川某銅鉛鋅復雜難選多金屬礦床有價組分多，且含量較高。礦石中主要金屬礦物為閃鋅礦、方鉛礦、黝銅礦（以富含銻的黝銅礦為主）、黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦，另見少量銅藍、毒砂和一定數量的鉛礬、白鉛礦、菱鋅礦、赤鐵礦、褐鐵礦，金屬礦物嵌布關系相當復雜；非金屬礦物主要有石英、透輝石、簾石類、方解石、石榴石、角閃石、綠泥石、重晶石及絹云母；銀的獨立礦物是輝銀礦。礦石中有回收價值的礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦，其次為黃銅礦、黝銅礦、輝銀礦等。

（1）黝銅礦（（Cu，Zn，Fe，Ag）1（2Sb，As）4S13）。黝銅礦是最主要的銅礦物，而且絕大部分的銀、砷、銻均為其所載，因而黝銅礦是礦石中最重要的有價元素銀、銅及有害元素砷、銻的載體礦物。黝銅礦中除銅、銻、銀、砷、硫外，還含有一定量的鋅和鐵。以中粒結構與其他硫化物組成邊界簡單的集合體是黝銅礦主要的嵌布方式，這種嵌布關系因受蝕變和交代作用，有時變得十分復雜；約35%的黝銅礦呈細粒（-0.074 mm）狀分散嵌布于脈石或其他硫化物中。

（2）黃銅礦（CuFeS2）。黃銅礦是次要的銅礦物，其嵌布特征比黝銅礦復雜，粒度較細，大部分的黃銅礦與其他硫化物組成集合體，因硫化物之間復雜的交代關系而使粒度較細的黃銅礦接觸邊界復雜化，閃鋅礦中亦偶見極細的黃銅礦析出，黃銅礦較難解離。

（3）方鉛礦（PbS）。方鉛礦是最主要的鉛礦物，屬于嵌布粒度較細的硫化物，在與其他重要硫化物形成中粗粒集合體時，在礦物中其粒度相對較小，與閃鋅礦及黝銅礦的關系都相當密切，此外，亦常見以細脈狀嵌布在脈石礦物的微細裂隙中。

（4）閃鋅礦（（Zn，Fe）S）。閃鋅礦多呈中粒與其他硫化物組成集合體，與硫化銅間關系密切，但邊界較規則，亦常見獨立呈脈狀嵌布，以及在黃鐵礦顆粒間呈細粒狀充填和在脈石中呈極細粒嵌布，閃鋅礦的嵌布粒度相對較粗，但粒度變化范圍很大，嵌布形態復雜。作為主體硫化物，閃鋅礦也常常交代先期形成的其他硫化物而使嵌布關系復雜化，部分閃鋅礦內部存在的黃銅礦析出物亦將影響銅、鋅礦物的分離。

（5）黃鐵礦（FeS2）。黃鐵礦不是回收對象，在硫化物中粒度較粗，且含量較高，與其他有價礦物的關系很密切，還是載金、銀的礦物，有價礦物常沿其粒間充填，復雜的交代關系影響它們之間的解離；黃鐵礦內部也見有無法解離的黝銅礦、方鉛礦及閃鋅礦微細包體。

礦石中閃鋅礦的嵌布粒度相對較粗，黝銅礦次之，方鉛礦及黃銅礦的嵌布粒度較細。

2 2018年前的生產工藝流程及指標

現場入選礦石綜合品位基本穩定在5%～7%，其中銅品位0.2%～0.3%，鉛1.9%～2.5%，鋅2.8%～4.0%，銀70～80 g/t。對此礦石，國內多家科研院所都未能獲得理想的銅鉛混浮再分離效果，因而，現場2018年前一直采用銅鉛鋅全優先浮選流程，即礦石經兩段連續磨礦（-200目65%）后進入浮選作業，其中選銅采用2粗2掃2精浮選流程，選鉛采用2粗3掃4精浮選流程，選鋅采用1粗3掃2精浮選流程（圖1）。該工藝的突出問題是銅精礦品位較低、鉛鋅含量較高，影響了后續鉛鋅的回收。2015—2017年銅精礦生產指標見表1，鉛回收率分別為63.86%、62.84%、63.57%，鋅回收率分別為82.83%、81.03%、80.76%。

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從表1可以看出，2015—2017年，銅精礦含雜（鉛+鋅）在30%左右，嚴重超標，鉛鋅進入銅精礦影響后續鉛鋅的回收，而且銅回收率偏低。進一步的研究表明，造成這種現象的主要原因是磨礦細度偏低和藥劑制度不合理。

3 提高磨礦細度的措施

3.1 影響銅精礦指標的原因分析

為了確認銅礦物與鉛鋅礦物未充分解離是導致銅精礦含雜質鉛鋅較高的原因，對銅精選1產品分別進行篩析。礦石經一段磨礦—螺旋分級機分級—分級溢流水力旋流器分級—沉沙進二段磨礦—旋流器溢流銅粗選—粗精礦1次精選流程處理，該流程的精選1精礦、精選1尾礦篩析結果見表2、表3。

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從表2可以看出，無論是銅精選1精礦還是銅精選1尾礦，各粒級鉛鋅含量與銅品位呈正相關關系，表明無論粗細粒級，銅與鉛鋅的富集程度差異都不大，這符合銅礦物與鉛鋅礦物沒有有效解離的特征。因此，要提銅降鉛鋅，必須提高銅礦物與鉛鋅礦物的解離度。

3.2 鋼球規格調整

改造前，生產上一段磨礦主要補加φ120 mm規格的鋼球，二段磨礦主要補加φ80 mm規格的鋼球。在不改變磨礦工藝及設備的情況下要提高磨礦細度，可選擇對添加的鋼球規格進行調整，即一段磨礦主要補加φ100 mm、φ80 mm規格的鋼球，二段磨礦主要補加φ60 mm規格的鋼球。

通過現場試驗，不斷優化鋼球配比，使最終磨礦細度達到-200目70%。磨礦細度提高后，銅精礦含雜明顯下降，各項選礦技術指標有較大的改善。磨礦細度提高后的銅精礦指標見表4。

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從表4可以看出，磨礦細度提高到-200目70%后，銅精礦銅品位從16.37%提高至18.64%，鉛鋅總含量由約31%降至25.66%，銅回收率從69.27%提高至75.85%，鉛、鋅回收率由10.75%、5.35%下降至8.82%和4.83%，銅精礦提銅降雜效果明顯。

4 銅精選藥劑制度優化

（1）2018年5月現場磨礦細度的提高在一定程度上改善了選銅效果，但指標仍不理想。2018年7月中旬開始了藥劑制度優化研究與工業試驗，確定在銅精選1添加75 g/t硫化鈉。藥劑優化調整后的銅精礦生產指標見表5。

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從表5可以看出，銅精選1添加適量硫化鈉對鉛有一定的抑制作用。

（2）為了避免鉛浮選作業硫酸鋅用量過大影響鉛的回收，將選鉛作業硫酸鋅的添加位置從鉛粗選改至鉛精選1和鉛精選4，總用量由500 g/t降至300 g/t。

（3）對浮鉛捕收劑906用量及添加地點進行了適當調整，即從以前粗選添加30 g/t調整為粗選添加40 g/t，掃選1添加10 g/t，鉛回收率大幅度提升至75.14%。

（4）在鋅掃選1作業強化了對鋅的回收，即在該作業添加了50 g/t硫酸銅及10 g/t丁基黃藥，鋅回收率提升至87.89%。

5 工藝流程改造

（1）公司利用2018年底礦山井下運輸系統改造、選礦廠停產的時機，對銅浮選、鋅浮選流程進行了局部改造，即由2次銅粗選改為1次銅粗選，銅、鋅各增加1次精選作業，改造后的銅精礦生產指標見表6。

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從表6可以看出，銅粗選改為1次銅粗選，銅、鋅各增加1次精選作業，改造后的銅精礦品位上升了0.43個百分點，鉛、鋅含量分別下降了0.49、1.69個百分點，銅回收率提高了0.40個百分點，鉛、鋅回收率分別下降了0.39、0.36個百分點，進一步實現了提銅降雜目標。

（2）雖然上述措施對提銅降雜有一定的作用，但效果仍不夠理想，銅精礦含鉛鋅仍然比較高。生產流程考察表明，造成這種現象的重要原因是銅精選1尾礦鉛品位在15%左右，鋅品位在11%左右，鉛鋅礦物與銅礦物多以連生體形式存在，且鉛鋅礦物表面吸附有浮銅捕收劑，直接返回銅粗選，一定程度上會惡化浮選分離效果。為了減少這些連生體的量，改善提銅降雜效果，2019年7月將銅精選1尾礦返回二段磨礦進行再磨和殘留藥劑清洗。工業試驗取得了預期的效果。改造后的工藝流程見圖2，生產指標見表7。

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從表7可以看出，銅精選1尾礦返回二段磨礦后，銅精礦品位上升了1.01個百分點，鉛、鋅含量分別下降了0.58、0.47個百分點，銅回收率提高了0.24個百分點，鉛、鋅回收率分別下降0.05、0.09個百分點，進一步實現了提銅降雜目標。

6 銅鉛浮選全部用清水工業試驗

2020年4月以前，銅鉛浮選生產用水主要為回水（清水作為補加水），考慮到回水中殘留藥劑的不良影響，現場將銅鉛浮選作業全部改用清水。使用清水后的生產指標見表8。

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從表8可以看出，銅鉛浮選作業全部改用清水后，銅精礦品位下降了0.25個百分點，鉛、鋅含量分別下降了0.29、0.10個百分點，銅回收率提高了0.80個百分點，鉛、鋅回收率分別下降0.20、0.25個百分點；鉛精礦鉛回收率從63%左右提高至78.94%，進一步實現了銅鉛鋅分離目標。

7 結語

（1）針對現場銅精礦含鉛鋅偏高的問題，首先從磨礦細度入手，通過調整一段、二段球磨機鋼球制度，使磨礦細度由-200目65%提高到-200目70%，銅精礦銅品位從16.37%提高至18.64%，鉛鋅總含量由約31%降至25.66%，銅回收率從69.27%提高至75.85%，鉛、鋅回收率由10.75%、5.35%下降至8.82%和4.83%，銅精礦提銅降雜效果明顯。

（2）2018年7月中旬開始的藥劑制度優化：銅精選1添加75 g/t硫化鈉；選鉛作業硫酸鋅的添加位置從鉛粗選改至鉛精選1和鉛精選4，總用量由500 g/t降至300 g/t；對浮鉛捕收劑906用量及添加地點進行適當調整，即從以前粗選添加30 g/t調整為粗選添加40 g/t，掃選1添加10 g/t；鋅掃選1添加50 g/t硫酸銅及10 g/t丁基黃藥。這一系列的藥劑制度優化，使銅、鉛、鋅精礦指標得到大幅度改善。

（3）將2次銅粗選改為1次銅粗選，銅、鋅各增加1次精選作業，使銅精礦品位上升了0.43個百分點，鉛、鋅含量分別下降了0.49、1.69個百分點，銅回收率提高了0.4個百分點，鉛、鋅回收率分別下降了0.39、0.36個百分點；銅精選1尾礦返回二段磨礦，既清洗了礦物表面殘留的藥劑，也提高了銅礦物與鉛鋅礦物的解離度，使銅精礦品位上升了1.01個百分點，鉛、鋅含量分別下降了0.58、0.47個百分點，銅回收率提高了0.24個百分點，鉛、鋅回收率分別下降0.05、0.09個百分點。

（4）銅鉛浮選作業全部改用清水后，銅精礦品位下降了0.25個百分點，鉛、鋅含量分別下降了0.29、0.10個百分點，銅回收率提高了0.80個百分點，鉛、鋅回收率分別下降0.20、0.25個百分點；鉛精礦鉛回收率從63%左右提高至78.94%。