福建某含銅鋅高硫多金屬金礦石低堿浮選工藝研究

摘要：福建某含銅鋅高硫多金屬金礦石金品位4.45 g/t、銀品位60.10 g/t、銅品位0.47 %、鋅品位2.96 %、含硫8.56 %。為提高資源利用率，在原礦工藝礦物學基礎上進行浮選試驗研究，加入HS-1和HZ-1作為黃鐵礦與閃鋅礦的選擇性抑制劑，減少石灰用量，實現低堿條件下銅、鋅、硫分離。試驗結果表明：金主要富集在高銅金精礦與含鋅金精礦中，高銅金精礦金品位35.47 g/t、銀品位614.17 g/t、銅品位5.69 %；含鋅金精礦金品位14.36 g/t、鋅品位16.07 %；金、銀、銅、鋅4種金屬的總回收率分別達到91.39 %、83.95 %、87.11 %和76.38 %，資源得到充分利用，有效提高了企業經濟效益。

關鍵詞：選擇性抑制劑；金礦；浮選；低堿；銅硫分離；多金屬

中圖分類號：TD923TD953文章編號：1001-1277（2024）11-0094-05

文獻標志碼：Adoi：10.11792/hj20241115

引言

含金硫化礦是中國金礦的重要資源^［1］。生產實踐發現，金礦物通常富集在銅精礦中，其原因為：①金礦物與銅礦物關系比較密切，且都具有良好的可浮性，金礦物隨含銅礦物快速上浮，避免長時間在礦漿中被藥劑污染而受到抑制；②含銅金精礦在冶煉時操作簡單，冶煉回收率高^［2］。浮選金礦物時，通常根據不同礦物的可浮性采用優先浮選流程，即浮銅抑鋅、鋅硫分離工藝^［3-6］。金多與硫化礦物密切共生，且二者具有相似的可浮性，因此，在低堿條件下抑制黃鐵礦、閃鋅礦等硫化礦物是實現金礦資源回收的關鍵^［7］。石灰是黃鐵礦最常見的低成本抑制劑，在實際生產中，為達到更好的抑制效果，往往會加入大量石灰，致使礦漿pH過高，進而導致金、銀回收率降低^［8-9］，泡沫發黏和礦漿管道堵塞等問題^［10-11］；抑制閃鋅礦過程中，強化銅、鋅分離也至關重要，否則金精礦中金、銅品位低，同時影響金回收率^［12］。

福建某含銅鋅高硫多金屬金礦石選別過程中使用大量石灰抑制黃鐵礦，導致礦漿pH過高（10以上）、泡沫黏稠、精礦中金品位及回收率低，銅由于品位過低而達不到計價要求，鋅也未被回收利用；針對該類礦石的綜合利用，低堿銅硫分離是目前的主要研究方向。本研究采用黃鐵礦選擇性抑制劑HS-1代替部分石灰，同時，使用HZ-1與亞硫酸鈉抑制閃鋅礦，將石灰用量減少至1 000 g/t，控制礦漿pH值在7.5以下，實現低堿條件下銅、鋅、硫分離及多金屬有用礦物的綜合回收利用，有效提高了企業經濟效益。

1原礦工藝礦物學

1.1化學成分分析

原礦化學成分分析結果如表1所示。

由表1可知：原礦中具有回收價值的金屬元素為Au、Ag、Cu、Zn，品位分別為4.45 g/t、60.10 g/t、0.47 %、2.96 %，含S 8.56 %，Fe具有潛在回收價值。

1.2礦物組成

利用X射線衍射（XRD）和掃描電鏡確定原礦的礦物組成和主要金屬礦物的嵌布特征。XRD分析結果如圖1所示，掃描電鏡鏡下圖像如圖2所示。

由圖1可知：原礦中除金銀礦外，主要金屬礦物為黃鐵礦、閃鋅礦，少量黃銅礦等，以及石英和鎳綠泥石等脈石礦物。XRD分析結果與化學成分分析結果大致相同，Fe主要以黃鐵礦形式存在，不考慮回收。

由圖2可知：黃鐵礦、黃銅礦、毒砂和金銀礦等與石英密切關聯。金礦物主要以細粒、微細粒形式存在于黃鐵礦、黃銅礦和石英中，部分金礦物不規則地包裹在其他礦物中，另一部分以細粒形式賦存于黃鐵礦和石英的接觸處和裂隙中。黃鐵礦以片狀、脈狀及塊狀等形式存在于石英中，并與黃銅礦、毒砂及金銀礦密切相關。黃銅礦部分以條帶狀夾在黃鐵礦和石英之間，部分呈不規則粒狀并不均勻地分布在黃鐵礦和石英中，與黃鐵礦共生。

2024年第11期/第45卷礦業工程礦業工程黃金

1.3分選工藝探究

由化學成分分析結果可知，具有回收價值的金屬元素為金、銀、銅、鋅；掃描電鏡分析結果表明，金礦物粒度較細，且主要載體礦物為黃鐵礦，可采用浮選回收。綜合考慮，確定該礦石分選工藝分為銅浮選和鋅浮選。銅浮選將金礦磨至單體解離，抑制黃鐵礦與閃鋅礦，得到以黃銅礦為載體的高銅金精礦；鋅浮選活化選銅尾礦中的閃鋅礦，得到含鋅金精礦。

2銅浮選工藝試驗研究

2.1磨礦細度

在礦漿pH=7.5，HZ-1用量1 400 g/t，HS-1用量16 g/t，亞硫酸鈉用量700 g/t，丁銨黑藥用量65 g/t，2號油用量20 g/t，磨礦細度分別為-0.074 mm占比70 %、75 %、80 %、85 %、90 %條件下進行磨礦細度試驗。試驗流程如圖3所示，試驗結果如表2所示。

由表2可知：隨著磨礦細度的增加，金、銀、銅的回收率呈先上升后下降的趨勢，這是由于隨著磨礦細度的增加，有用礦物單體解離度增加；當磨礦細度過高時，礦漿泥化現象嚴重，礦泥包裹在礦物表面，導致金、銀、銅的回收率降低。當磨礦細度為-0.074 mm占比80 %時，粗精礦中金、銀品位和回收率達到最高。綜合考慮，確定磨礦細度為-0.074 mm占比80 %。

2.2礦漿pH

在磨礦細度-0.074 mm占比80 %，HZ-1用量1 400 g/t，HS-1用量16 g/t，亞硫酸鈉用量700 g/t，丁銨黑藥用量65 g/t，2號油用量20 g/t，石灰調節礦漿pH值分別為6.0，7.5，9.0，10.5條件下進行礦漿pH試驗。試驗流程如圖3所示，試驗結果如表3所示。

由表3可知：當礦漿pH=6.0時，礦漿呈弱酸性，粗精礦中金品位和回收率較低；礦漿pH值增加至7.5，黃鐵礦得到有效抑制，金、銀回收率和品位上升；繼續增加礦漿pH，礦漿逐漸黏稠，金、銀浮選受到抑制，回收率下降明顯。銅品位和回收率基本隨著礦漿pH的增加而上升，說明在一定范圍內，高pH對銅浮選基本沒有抑制作用。綜合考慮，確定后續試驗礦漿pH值為7.5。

2.3HS-1用量

研究表明，HS-1可用作黃鐵礦選擇性抑制劑，以減少石灰用量^［13］。在礦漿pH=7.5，磨礦細度-0.074 mm占比80 %，HZ-1用量1 400 g/t，亞硫酸鈉用量700 g/t，丁銨黑藥用量65 g/t，2號油用量20 g/t，HS-1用量分別為8 g/t 、12 g/t、16 g/t、20 g/t、24 g/t條件下進行HS-1用量試驗。試驗流程如圖3所示，試驗結果如表4所示。

由表4可知：隨著抑制劑HS-1用量的增加，粗精礦中金、銀品位呈上升趨勢。當HS-1用量為16 g/t時，雖然金、銀、銅的品位還未達到最高，但金、銀回收率最高，銅回收率也較高。從促進資源回收的角度考慮，確定抑制劑HS-1用量為16 g/t。

2.4 HZ-1用量

前期探索試驗發現，在浮選過程中使用硫酸鋅與亞硫酸鈉組合抑制閃鋅礦效果不佳，而 HZ-1與亞硫酸鈉可以有效抑制閃鋅礦。在礦漿pH=7.5，磨礦細度-0.074 mm占比80 %，HS-1用量16 g/t，亞硫酸鈉用量700 g/t，丁銨黑藥用量65 g/t，2號油用量20 g/t，HZ-1用量分別為1 000 g/t 、1 200 g/t、1 400 g/t、1 600 g/t、1 800 g/t條件下進行HZ-1用量試驗。試驗流程如圖3所示，試驗結果如表5所示。

由表5可知：當HZ-1用量為1 400 g/t時，粗精礦中金、銀和銅的品位雖未達到最高，但回收率達到最高；繼續增加HZ-1用量，粗精礦中金、銅和銀的品位繼續上升，但回收率降幅明顯。綜合考慮，確定抑制劑HZ-1用量為1 400 g/t。

2.5丁銨黑藥用量

相較于丁基黃藥，丁銨黑藥在銅硫分離中對黃銅礦具有更好的選擇性，同時，丁銨黑藥來源廣泛，價格低廉，因此在工業中常使用丁銨黑藥作為銅礦物的捕收劑。在礦漿pH=7.5，磨礦細度-0.074 mm占比80 %，HZ-1用量1 400 g/t，HS-1用量16 g/t，亞硫酸鈉用量700 g/t，2號油用量20 g/t，丁銨黑藥用量分別為50 g/t、60 g/t、70 g/t、80 g/t、90 g/t條件下進行丁銨黑藥用量試驗。試驗流程如圖3所示，試驗結果如表6所示。

由表6可知：丁銨黑藥用量較低時，粗精礦中金、銀、銅品位較高，但回收率較低；丁銨黑藥用量較高時，粗精礦中金、銀、銅品位均有所下降。當丁銨黑藥用量為70 g/t時，粗精礦中金回收率最高，銀、銅回收率也較高。從經濟效益方面考慮，確定丁銨黑藥用量為70 g/t。

3鋅浮選工藝試驗研究

3.1硫酸銅用量

在石灰用量160 g/t，HS-1用量 2 g/t，2號油用量40 g/t，丁基黃藥用量65 g/t，硫酸銅用量分別為300 g/t、450 g/t、600 g/t、750 g/t、900 g/t條件下進行硫酸銅用量試驗。試驗流程如圖4所示，試驗結果如表7所示。

由表7可知：增加硫酸銅用量，粗精礦金品位和回收率呈先增加后下降趨勢。當硫酸銅用量為600 g/t時，粗精礦金品位和回收率達到最高；繼續增加硫酸銅用量，會使粗精礦中金品位和回收率降低。綜合考慮，確定硫酸銅用量為600 g/t。

3.2丁基黃藥用量

在石灰用量160 g/t，HS-1用量2 g/t，硫酸銅用量600 g/t，2號油用量40 g/t，丁基黃藥用量分別為35 g/t、50 g/t、65 g/t、80 g/t、95 g/t條件下進行硫酸銅用量試驗。試驗流程如圖4所示，試驗結果如表8所示。

由表8可知：隨著丁基黃藥用量增加，粗精礦中金品位呈下降趨勢，金回收率呈先上升后下降趨勢。當丁基黃藥用量為65 g/t時，粗精礦金回收率達到最高；繼續增加丁基黃藥用量，金回收率下降。綜合考慮，確定丁基黃藥用量為65 g/t。

4閉路試驗

閉路試驗藥劑制度及試驗流程如圖5所示，試驗結果如表9所示。

由表9可知：高銅金精礦中金、銀、銅、鋅的品位分別為35.47 g/t、614.17 g/t、5.69 %和4.49 %；含鋅金精礦中金品位為14.36 g/t，鋅品位為16.07 %；4種金屬元素的總回收率達到了較高水平，分別為91.39 %、83.95 %、87.11 %和76.38 %。

5結論

1）原礦工藝礦物學結果表明，該礦石為含銅鋅高硫多金屬金礦石，金品位4.45 g/t、銀品位60.10 g/t、銅品位0.47 %、鋅品位2.96 %、含硫8.56 %，主要金屬礦物為黃鐵礦、閃鋅礦，少量黃銅礦和毒砂；脈石礦物主要為石英，少量絹云母和鎳綠泥石等。

2）HS-1可選擇性抑制黃鐵礦，降低石灰用量和礦漿pH；HZ-1與亞硫酸鈉組合使用可以有效抑制閃鋅礦，實現低堿條件下的銅、鋅、硫分離，實現資源綜合回收，提高企業經濟效益。

3）閉路試驗可獲得金品位35.47 g/t、銀品位614.17 g/t、銅品位5.69 %、鋅品位4.49 %的高銅金精礦，金品位14.36 g/t、鋅品位16.07 %的含鋅金精礦；金、銀、銅、鋅的總回收率為91.39 %、83.95 %、87.11 %和76.38 %。

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Study on low-alkaline flotation process of a copper- and zinc-bearing high-sulfur polymetallic gold ore in Fujian

Wang Zhicong1，Ma Yingqiang^1，2，Huang Liya1，Chen Bo1

（1.Zijin School of Geology and Mining，Fuzhou University;

2.State Key Laboratory of Mineral Processing Science and Technology，BGRIMM Technology Group）

Abstract：The ore of a high-sulfur polymetallic gold deposit in Fujian contains a gold grade of 4.45 g/t，silver grade of 60.10 g/t，copper grade of 0.47 %，zinc grade of 2.96 %，and sulfur content of 8.56 %.To improve resource utilization，flotation tests were conducted based on process mineralogy，using HS-1 and HZ-1 as selective inhibitors for pyrite and sphalerite，reducing the lime dosage and achieving copper-zinc-sulfur separation under low alkaline conditions.The test results show that gold is mainly concentrated in high-copper gold concentrate and zinc-bearing gold concentrate，with gold grades of 35.47 g/t，silver grades of 614.17 g/t，and copper grades of 5.69 % in the high-copper gold concentrate.The gold grades are 14.36 g/t and zine grades are 16.07 % in zinc-bearing concentrates.The total recovery rates of gold，silver，copper，and zinc reached 91.39 %，83.95 %，87.11 %，and 76.38 %，respectively，effectively utilizing resources and significantly enhancing the economic efficiency of the enterprise.

Keywords：selective inhibitors;gold ore;flotation;low alkaline;copper-sulfur separation;polymetallic

基金項目：礦冶科技集團有限公司礦物加工科學與技術國家重點實驗室開放基金項目（BGRIMM-KJSKL-2023-11）

作者簡介：王智聰（2000—），男，碩士研究生，研究方向為復雜難處理硫化礦浮選；E-mail：221627047@fzu.edu.cn

*通信作者：陳波（1975—），男，副教授，博士，研究方向為復雜難處理硫化礦浮選；E-mail：chenbo@fzu.edu.cn