某高铜锌精矿铜锌分离试验研究及应用

理工科48某高铜锌精矿铜锌分离试验研究及应用摘要：针对紫金内蒙某冶炼厂外购高铜锌精矿，在生产现场工艺流程的基础上，通过工艺参数优化及调整，小试闭路试验获得含铜28.47%，含金3.84g/t，含锌4.38%，铜金回收率分别为91.80%和56.50%，锌损失率为2.80%的铜精矿。工业调试获得含铜20.02%，含锌3.26%，铜回收率为83.49%，锌损失率为2.59%的铜精矿。从源头提高了冶炼原料质量，不仅提高了矿产资源的综合利用率，还产生显著的经济效益和社会效益。关键词：高铜锌精矿；工艺参数；铜精矿；综合利用率StudyonseparationofcopperandzincfromahighcopperzincconcentrateAbstract：InviewofthehighcopperzincconcentratepurchasedfromasmelterinZijinInnerMongolia,onthebasisoftheproductionsiteprocess,throughtheoptimizationoftheprocessparameters,theclosed-circuittestofthesmall-scaletestobtainedthecopperconcentratewith28.47%copper,3.84g/tgold,4.38%zinc,91.80%copperrecoveryand56.50%goldrecovery，zinclossof2.80%,respectively.Thecopperconcentratewithcoppercontentof20.02%,zinccontentof3.26%,copperrecoveryof83.49%andzinclossof2.59%wasobtainedbyindustrialcommissioning.Itimprovesthequalityofsmeltingrawmaterialsfromthesource,notonlyimprovesthecomprehensiveutilizationrateofmineralresources,butalsoproducessignificanteconomicandsocialbenefits.Keywords：Highcopperzincconcentrate;processparameters;copperconcentrate;comprehensiveutilization前言由于我国锌矿资源非常紧张，冶炼企业所采购的锌精矿往往注重量而无法兼顾质，锌精矿中含铜高达3~6%，一是大大提高了冶炼成本，二是资源未得到有效的综合利用。在各种对冶炼不利的因素的影响下，若对某高铜锌精矿原料进行有价金属综合回收，尤其是对铜和金的回收，将会降低选冶炼成本，产生显著的经济效益和社会效益。实现源头解决冶炼原料质量问题，不仅有利于提高矿产资源的综合利用率，还可为企业带来经济效益及附加值。1.矿样性质研究试验矿样取自紫金内蒙某冶炼厂外购锌精矿，其化学多元素分析和粒级筛分结果分别见表1、表2。由表1知，该锌精矿锌品位相对较低，为31.08%，铜品位相对较高，达6.09%，根据质量标准，该锌精矿级别较低，铁铜含量严重超标，冶炼经济效益需综合考虑。由表2知，铜锌元素主要分布在-0.074mm粒级，+0.074mm以上各粒级锌品位都较低。根据试样颜色观察，同时结合化学成分分析，可以断定黄铁矿与铜矿物是制约锌精矿等级的重要因素，开展铜锌分离，不仅可以综合回收铜及伴生金银，同时，还可以大大提高锌精矿等级。表1化学多元素分析元素CuZnAu*Ag*SPbAsFeSi含量/%6.0931.081.57150.336.991.030.02819.160.85注：“*”标注元素单位为g/t，全文同。表2试样筛分结果产品名称产率/%品位/%分布率/%ZnCuZnCu+0.18mm0.4916.615.090.250.38-0.18mm+0.12mm0.3513.461.860.150.10-0.12mm+0.074mm6.3816.553.153.583.17-0.074mm+0.038mm18.8324.205.2715.2716.19-0.038mm73.9534.266.5880.7580.16合计10031.086.09100100工艺矿物学表明：锌精矿中闪锌矿含量69.68%，其它金属矿物主要有黄铁矿，含量24.25%，少量的黄铜矿、方铅矿，微量铜蓝。脉石矿物含量较低，有石英、钾长石、绿泥石、绢云母、钠长石等。闪锌矿大部分为解离单体，有少量未解离者主要与黄铁矿、黄铜矿等硫化物连生，闪锌矿与黄铜矿的连生关系较为复杂，黄铜矿常呈细小不规则形态被闪锌矿包裹，如图1；黄铜矿与方铅矿、黄铁矿的连生关系较为简单，毗邻连生为主，连生边界较为平直，如图2、图3；极少量闪锌矿与脉石连生，如图4。图1闪锌矿中包裹细小的黄铁矿、黄铜矿图2闪锌矿与黄铁矿连生图3闪锌矿与方铅矿连生图4闪锌矿与方与脉石连生2.选矿试验研究2.1脱药方式探索试验由于锌精矿表面残留大量药剂，矿物表面覆盖着药剂薄膜，并且在磨矿过程中产生的铜离子对闪锌矿有活化作用，大大提高了闪锌矿可浮性，使得闪锌矿与黄铜矿的可浮性差异减小，较难实现有效的分离。为了提高铜锌分离效果，在分离前需要对混合精矿进行脱药，一方面脱去混合精矿表面的捕收剂膜，另一方面脱去矿浆中过剩的药剂。常用的机械脱药法有再磨、浓缩、擦洗、过滤、洗涤等，试验结果见表3。表3脱药方式探索试验结果脱药方式样品名称产率/%品位/%回收率/%ZnCuZnCu再磨脱药铜精矿6.106.3526.281.2125.61锌精矿93.9033.714.9698.7974.39合计100.0032.046.26100.00100.00再磨浓缩脱药铜精矿9.906.2819.041.9330.31锌精矿90.1035.104.8198.0769.69合计100.0032.256.22100.00100.00搅拌浓缩脱药铜精矿9.5711.0323.143.2735.24锌精矿90.4334.544.5096.7364.76合计100.0032.296.28100.00100.00由表4知，再磨条件下，浓缩脱药有利于提高铜精矿的产率及回收率，但影响不是很大；搅拌浓缩脱药较另两种脱药方式铜回收率有所提高，但铜精矿中含锌量高，锌损失率也大；再磨能促进连生体的解离，降低铜精矿中锌的含量，综合考虑，优先选择再磨脱药方式。2.2磨矿细度试验适宜的磨矿细度既能保证有用矿物较完全的单体解离，又不至于造成过粉碎而恶化浮选效果，同时磨矿作业对含铜锌精矿起到一定的擦洗作用，对深度脱药起到一定的促进作用。固定活性炭1000g/t加入磨机内，粗选段：硫酸锌+亚硫酸钠2000g/t+2000g/t；乙基黄药200g/t；2号油24g/t。磨矿细度变量，试验结果如图5。图5磨矿细度试验结果由图5可知，磨矿细度对铜精矿指标影响较大，随着磨矿细度的提高，铜精矿产率越来越大，铜精矿中铜品位先升高后降低，铜回收率先升高后降低。磨矿细度越细，铜精矿中锌含量越来越少，损失率也越来越小。从铜精矿品位、回收率综合考虑，选择磨矿细度-0.038mm占80.18%为适宜条件。2.3抑制剂用量试验抑制闪锌矿的药剂主要有：氰化物、硫酸锌、亚硫酸钠、硫酸铁等或联合使用，试验选用硫酸锌+亚硫酸钠联合使用。固定磨矿细度-0.038mm占80.18%，活性炭1000g/t，乙基黄药200g/t，2号油24g/t，开展抑制剂用量试验，试验结果见图6。图6抑制剂用量试验结果由图6知，随着抑制剂用量的增加，铜精矿产率降低，铜精矿中铜品位增加，铜回收率降低，铜精矿中锌含量变化不大，但锌损失率逐渐降低，同时亚硫酸钠用量单边降低不利于指标的提高。综合考虑，硫酸锌+亚硫酸钠最佳用量为2000g/t+2000g/t。2.4活性炭用量试验高铜锌精矿表面吸附的捕收剂对铜锌分离起到干扰作用，导致铜锌分离不彻底，结合脱药方式探索试验，因此在铜锌分离前有必要进行脱药，脱除矿粒表面的捕收剂，有利于分离，本试验采用活性炭进行脱药。固定磨矿细度-0.038mm占80.18%，硫酸锌+亚硫酸钠2000g/t+2000g/t，乙基黄药200g/t，2号油24g/t，开展活性炭用量试验，试验结果见图7。图7活性炭用量试验结果由图7知，随着活性炭用量的增加，铜精矿中铜含量逐渐增大，铜回收率先增大后减小，铜精矿中锌含量相差不大，锌损失率总体呈降低趋势，综合考虑，活性炭最佳用量为1000g/t。2.5捕收剂种类及用量试验在抑锌浮铜过程中一般采用选择性强，用量少，捕收力较弱及性能好的捕收剂，常用的有黄药类（乙基黄药）、黑药类（丁铵黑药）、硫氮类等或混合用药。固定磨矿细度-0.038mm占80.18%，活性炭1000g/t，硫酸锌+亚硫酸钠2000g/t+2000g/t，2号油视情况添加，开展捕收剂种类及用量试验，试验结果见表4。表4捕收剂种类及用量试验结果捕收剂种类用量/g·t-1样品名称产率/%品位/%回收率/%ZnCuZnCu乙基黄药100铜精矿5.4813.7318.792.3716.36锌精矿94.5232.845.5797.6383.64合计100.0031.796.29100.00100.00乙基黄药200铜精矿14.828.8022.964.0955.22锌精矿85.1835.933.2495.9144.78合计100.0031.916.16100.00100.00乙基黄药300铜精矿28.666.4313.075.6260.63锌精矿71.3443.403.4194.3839.37合计100.0032.806.18100.00100.00Z-20028铜精矿4.7421.079.603.207.21锌精矿95.2631.696.1596.8092.79合计100.0031.196.31100.00100.00Z-20042铜精矿4.9018.3313.322.8410.19锌精矿95.1032.346.0597.1689.81合计100.0031.656.41100.00100.00乙基黄药+丁铵黑药200+100铜精矿51.5415.7210.9124.2692.65锌精矿48.4652.190.9275.747.35合计100.0033.396.07100.00100.00乙基黄药+丁铵黑药100+50铜精矿22.687.8420.785.4677.89锌精矿77.3239.851.7394.5422.11合计100.0032.596.05100.00100.00乙基黄药+Z-200100+28铜精矿12.2210.6923.794.1046.44锌精矿87.7834.843.8295.9053.56合计100.0031.896.26100.00100.00SN-960铜精矿5.3623.278.213.956.85锌精矿94.6432.086.3296.0593.15合计100.0031.616.42100.00100.00由表4知，采用乙基黄药+丁铵黑药组合捕收剂较单独使用乙基黄药，能获得较好的浮选指标，当乙基黄药+丁铵黑药100g/t+50g/t时，铜精矿中铜品位达到20%以上，铜回收率能达到78%左右，铜精矿中锌损失率仅为5.46%。而采用SN-9或Z-200铜精矿产率小，铜精矿中铜品位低，含锌高，锌精矿中含铜业高，铜锌分离效果不佳。综合考虑，选用组合捕收剂乙基黄药+丁铵黑药，其用量为100g/t+50g/t。2.6闭路试验结合条件试验及现场生产工艺，开展抑锌浮铜闭路试验研究，探讨该工艺流程的可行性，同时对药剂制度进行认证优化，以便指导现场生产，快速实现经济效益化，闭路试验流程见图8，试验结果见表5。图8闭路试验流程表5闭路试验结果样品名称产率/%品位/%回收率/%ZnCuAu*Ag*ZnCuAuAg铜精矿22.294.3828.473.84551.102.8091.8056.5062.30锌精矿77.7143.550.730.8595.6597.208.2043.5037.70合计10034.826.911.51197.151001001001003.工业调试按闭路试验相关工艺参数对生产现场进行调整，调试稳定后生产指标见表6，由表6知，推荐的工艺参数能有效降低铜精矿中锌的损失率，锌损失率3%以下，铜品位波动较大，从17.5%~25%左右，回收率在81%以上。综合指标为含铜20.02%，含锌3.26%，铜回收率为83.49%，锌损失率为2.59%的铜精矿；获得产率75.06%，含铜3.96%，含锌40.76%，锌回收率为97.41%的锌精矿。工业调试与小试指标存在较大差距，经分析，制约指标因素主要为：1）给矿不稳定，磨矿细度波动较大，浮选作业参数变动频繁；2）精选作业缺乏石灰稳定给入装置，人工加入，随意性较大，粗选作业添加石灰会导致产率加大，生产不可控；3）浮选设备陈旧，粗选精选Ⅰ作业有几槽液面偏低，泡沫刮出量偏小。表6工业调试结果班次样品名称产率/％品位/%回收率/%ZnCuZnCu14日铜精矿19.634.2924.742.6082.19锌精矿80.3739.321.3197.4017.81原矿100.0032.445.91100.00100.0015日铜精矿27.642.9317.652.5682.00锌精矿72.3642.661.4897.4418.00原矿100.0031.685.95100.00100.0016日铜精矿23.223.5721.602.6981.02锌精矿76.7839.111.5397.3118.98原矿100.0030.866.19100.00100.0017日铜精矿27.833.1118.152.8186.21锌精矿72.1741.511.1297.1913.79原矿100.0030.825.86100.00100.0018日铜精矿28.833.2917.943.0686.34锌精矿71.1742.251.1596.9413.66原矿100.0031.025.99100.00100.0019日铜精矿22.492.5922.191.8483.31锌精矿77.5140.061.2998.1616.69原矿100.0031.635.99100.00100.00合计铜精矿24.943.2620.022.5983.49锌精矿75.0640.763.9697.4116.51原矿100.0031.415.98100.00100.004.总结结合生产现场工艺流程，通过对现场工艺流程验证、原则流程及脱药方式探索、各个工艺参数优化、开路闭路试验及工业调试，获得结论如下：1）试样中金属矿物主要有闪锌矿、黄铁矿、少量的黄铜矿、方铅矿及微量铜蓝，脉石矿物含量较低。为高铜锌精矿，质量级别较低，铁铜含量严重超标，黄铁矿与铜矿物是制约锌精矿等级的重要因素。各种矿物间的嵌生关系复杂、嵌布粒度细微，属难选矿物。2）通过优化试验获得工艺参数：磨矿细度-0.038mm占80.18%，活性炭1000g/t，硫