趙榮艷 李天恩

(西安天宙礦業(yè)科技集團(tuán)有限公司，西安 710199)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，銅鉛等主要有色金屬礦物消耗量增加，難選礦石量增加，銅鉛礦物分離難度不斷加大，銅鉛礦物資源日益緊缺。國(guó)家提倡綠色發(fā)展戰(zhàn)略，環(huán)境保護(hù)愈發(fā)重視，如何在合理利用礦物資源的同時(shí)實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)逐漸成為礦物加工工程領(lǐng)域面臨的重要問(wèn)題。由于黃銅礦與方鉛礦均具有良好的天然可浮性，且浮選過(guò)程中部分含銅礦物溶解的銅離子會(huì)對(duì)方鉛礦產(chǎn)生活化作用，因而在浮選時(shí)難以分離。尋找并采用高效的方鉛礦抑制劑一直以來(lái)是銅鉛礦物分離研究的重點(diǎn)方向[1]。

本文對(duì)該混合粗精礦進(jìn)行銅、鉛分離選礦試驗(yàn)研究，其目的是通過(guò)對(duì)樣品的礦物組成及化學(xué)組成查定，對(duì)樣品性質(zhì)進(jìn)行銅、鉛分離，獲得獨(dú)立的合格銅精礦、鉛精礦；綜合回收伴生組分提供一套技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的銅、鉛分離工藝流程，提高礦產(chǎn)品價(jià)格及礦山經(jīng)濟(jì)效益，提供詳實(shí)可靠的技術(shù)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

樣品中主要金屬礦物為黃銅礦、方鉛礦等；非金屬礦物主要是碳酸鹽(鉄白云石為主)、微細(xì)粉體、石英等。黃銅礦粒度較細(xì)，有31.82%黃銅礦與脈石礦物連生，其中粒度小于0.048 mm黃銅礦顆粒被包裹，以微粒狀分散于脈石礦物中難于解離。方鉛礦和脈石礦物連生體為15%，部分粒度小于0.01 mm方鉛礦，被包裹在碳酸鹽、石英脈石礦物中無(wú)法單體解離。脈石礦物中的金屬礦物包裹體含量14%，包裹體粒徑全部小于0.02 mm，屬于微細(xì)粒包裹體，被包裹礦物主要為黃銅礦和方鉛礦。這部分脈石礦物中的黃銅礦和方鉛礦包裹體(含量14%)影響銅、鉛的回收率。

試驗(yàn)樣性質(zhì)研究結(jié)果分析：

1)粗精礦中脈石礦物含量較高(碳酸鹽33%、微細(xì)粉體28%)，并包裹有細(xì)粒黃銅礦、方鉛礦，這些被包裹的細(xì)粒銅、鉛礦物，增強(qiáng)了脈石礦物可浮性，是造成脈石礦物與黃銅礦、方鉛礦分離困難的原因之一。

2)脈石礦物在現(xiàn)場(chǎng)選礦生產(chǎn)過(guò)程中已經(jīng)過(guò)浮選藥劑作用，使進(jìn)入粗精礦中的脈石礦物在銅、鉛浮選分離中很難被抑制，是造成浮選使脈石礦物與銅、鉛礦物分選困難的原因之二。

3)為獲得互含合格銅、鉛精礦，必須細(xì)磨使銅、鉛礦物達(dá)到基本單體解離。但細(xì)磨會(huì)使銅、鉛礦物產(chǎn)生泥化現(xiàn)象，使銅、鉛礦物損失于尾礦中，影響銅、鉛回收率。

4)細(xì)磨使脈石礦物與銅、鉛礦物有效分選，在獲得互含合格銅、鉛精礦基礎(chǔ)上，提高銅、鉛回收率，是本次銅、鉛分離選礦試驗(yàn)的技術(shù)關(guān)鍵。

1.1 樣品主要化學(xué)成分分析

樣品化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1。

結(jié)果表明，Cu、Pb品位達(dá)到礦床工業(yè)品位，有害組分As、MgO含量較高，會(huì)影響銅、鉛精礦產(chǎn)品質(zhì)量。

表1 樣品化學(xué)成分分析結(jié)果

1.2 原礦化學(xué)物相分析

1.2.1 原礦鉛物相分析

原礦鉛物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 原礦鉛物相分析結(jié)果

鉛物相分析結(jié)果表明，鉛主要以硫化物形式存在，但占總鉛7%左右氧化鉛和結(jié)合鉛，會(huì)影響鉛的回收而降低回收率。

1.2.2 原礦銅物相分析

原礦銅物相分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 原礦銅物相分析結(jié)果

分析結(jié)果表明，銅主要以硫化物形式存在，氧化銅和結(jié)合銅僅占總銅的1.38%。

2 選礦工藝流程試驗(yàn)

2.1 原則流程的確定

根據(jù)混合粗精礦性質(zhì)，銅、鉛分離進(jìn)行了不磨礦直接抑鉛浮銅浮選分離；磨礦—抑鉛浮銅浮選分離；磨礦精選—抑鉛浮銅浮選分離；浮—重、重—浮銅鉛分離聯(lián)合流程方案[2]對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果分析結(jié)論：

1)混合粗精礦不磨礦直接抑鉛浮銅浮選分離流程

銅精礦、鉛精礦不但品位低，而且互含高，分離效果很差，即不磨礦鉛、銅礦物沒(méi)有單體解離，不能使鉛、銅礦物有效分離，該流程不能采用。

2)混合粗精礦磨礦—抑鉛浮銅浮選分離流程

銅精礦中銅品位達(dá)到20%以上，但鉛雜質(zhì)含量高達(dá)15%左右；鉛精礦品位比分離前提高了10%左右，但未達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求，其中銅雜質(zhì)含量為4.34%。即磨礦后鉛銅分離雖然可以提高銅、鉛精礦品位，仍不能使鉛、銅有效分離，該流程仍不能采用。

3)混合粗精礦磨礦精選-銅鉛浮選分離流程

銅精礦品位高達(dá)27.20%，含雜質(zhì)鉛也小于5%，合乎銅精礦質(zhì)量要求。即該流程獲得合格銅精礦是肯定的。但是鉛精礦品位只有26.94%，雜質(zhì)銅含量也較高，該流程仍不能采用。

4)混合粗精礦磨礦精選-銅鉛浮選分離-重選提高鉛品位聯(lián)合流程

該流程不但獲得合格銅精礦，鉛精礦中鉛品位由分離前的26.94%提高到42.06%；雜質(zhì)銅含量也由分離前的5.96%降低到2.66%。說(shuō)明銅、鉛浮選分離—重選提高鉛品位分離流程，是混合粗精礦銅、鉛礦物分離適宜的流程之一。

5)重選—浮選銅、鉛分離流程

無(wú)論是重選—磨礦—浮選分離流程，還是磨礦—重選—浮選分離流程，不但不能獲得合格鉛精礦，而且銅、鉛金屬在重選尾礦中損失率都在50%以上。該流程不能采用。

以上多種流程方案探討試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，混合粗精礦磨礦精選—銅鉛浮選分離—重選提高鉛品位聯(lián)合流程，使銅、鉛分離指標(biāo)得到了根本性改善，可以獲得獨(dú)立合格的銅精礦和鉛精礦。

因此，本次試驗(yàn)確定采用磨礦精選—銅鉛浮選分離方案為原則流程。下一步試驗(yàn)重點(diǎn)是在該流程基礎(chǔ)上，圍繞提高鉛精礦品位進(jìn)行脈石抑制劑種類、用量，以及抑鉛浮銅、抑銅浮鉛分離流程的代鉻、代氰組合抑制劑設(shè)計(jì)、用量等條件的優(yōu)化。

2.2 銅鉛混合精選條件試驗(yàn)

2.2.1 混合精選調(diào)整劑種類選擇試驗(yàn)

粗精礦精選調(diào)整劑種類選擇試驗(yàn)，進(jìn)行了銅鉛硫化礦選礦常用石灰、硫酸銨、六偏磷酸鈉、MS、水玻璃、FN等組合使用，抑制黃鐵礦及脈石礦物。試驗(yàn)將調(diào)整劑加在磨礦機(jī)中，這樣既減少藥劑攪拌桶的設(shè)備投資，又會(huì)加強(qiáng)抑制效果。

樣品在磨礦細(xì)度-0.048 mm 90%、捕收劑乙基黃藥用量133 g/t、Z200號(hào)用量60 g/t的條件下進(jìn)行一次精選試驗(yàn)。

粗精礦混合精選調(diào)整劑種類選擇試驗(yàn)分析結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 粗精礦混合精選調(diào)整劑種類選擇試驗(yàn)分析結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果分析，石灰+六偏磷酸鈉+硫酸銨組合抑制劑使用，銅鉛混合精礦Cu品位在10%左右、Pb品位在20%左右，Cu回收率為85%左右，Pb回收率為90%左右，組合抑制劑對(duì)提高銅鉛品位有利，而對(duì)銅鉛回收率影響不大。采用石灰+六偏磷酸鈉+硫酸銨組合使用進(jìn)行銅鉛分離試驗(yàn)。

2.2.2 混合精選捕收劑用量試驗(yàn)

銅鉛精選捕收劑按捕收劑種類探討試驗(yàn)篩選確定選用的乙硫氮+乙基黃藥+Z200號(hào)組合捕收劑，組合捕收劑使用配比為乙硫氮∶乙基黃藥∶Z200號(hào)=2∶2∶1。

樣品在磨礦細(xì)度-0.048 mm 90%條件下，添加抑制劑石灰用量2 000 g/t，六偏磷酸鈉用量4 000 g/t，硫酸銨用量4 000 g/t的條件下進(jìn)行一次精選試驗(yàn)。

粗精礦混合精選捕收劑用量試驗(yàn)分析結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 粗精礦混合精選捕收劑用量試驗(yàn)分析結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果分析：隨著組合捕收劑用量增加，銅鉛混合精礦中Pb品位逐漸降低，Cu品位變化不大，但Cu、Pb回收率呈直線上升。綜合考慮品位和回收率因素，確定一段精選作業(yè)的Cu、Pb回收率80%以上，組合捕收劑總量333 g/t為宜。

2.3 銅鉛浮選分離條件試驗(yàn)

抑鉛浮銅、抑銅浮鉛的兩種銅鉛分離工藝，浮選分離的工藝條件易于控制。因此，國(guó)內(nèi)外的銅、鉛多金屬硫化礦選礦生產(chǎn)中，均得到廣泛的應(yīng)用[4]。本次試驗(yàn)進(jìn)行了抑鉛浮銅、抑銅浮鉛兩種流程的對(duì)比試驗(yàn)：

1)抑鉛浮銅浮選分離工藝試驗(yàn)，獲得合格銅精礦，其中銅品位27.20%、雜質(zhì)鉛含量小于5%；鉛精礦品位比分離前提高10%左右。

2)抑銅浮鉛浮選分離工藝試驗(yàn)，鉛精礦品位比分離前提高10%左右，雜質(zhì)銅含量大于10%；銅精礦品位和雜質(zhì)鉛含量都未達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

試驗(yàn)結(jié)果看出：抑銅浮鉛工藝銅鉛分離效果很差，而抑鉛浮銅浮選分離工藝，銅品位及雜質(zhì)鉛含量均達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。故本次試驗(yàn)選用抑鉛浮銅分離工藝。

2.3.1 銅鉛分離鉛組合抑制劑配比優(yōu)化試驗(yàn)

為減少鉻酸鹽對(duì)環(huán)境污染，銅鉛分離鉛抑制劑種類的選擇依據(jù)混合粗精礦的性質(zhì)自行設(shè)計(jì)，以原料來(lái)源廣、易得、無(wú)毒、價(jià)廉的低鉻組合抑制劑為原則。

選用RBT組合抑制劑抑鉛浮銅。由于RBT為含鉻酸鹽的組合抑制劑，為降低鉻酸鹽的用量，排除鉻對(duì)環(huán)境不同程度的污染，特別對(duì)RBT組合抑制劑配用比例進(jìn)行優(yōu)化組合。

銅鉛分離鉛組合抑制劑配比優(yōu)化試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)分析結(jié)果見(jiàn)表6。

圖1 銅鉛分離組合抑制劑配比優(yōu)化試驗(yàn)流程Fig.1 Flowsheet of combination inhibitor ratio test for copper-lead separation

表6 銅鉛分離鉛組合抑制劑配比優(yōu)化試驗(yàn)分析結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果分析：RBT組合抑制劑中鉻酸鹽配用比例在30%～75%，銅精礦中的鉛含量小于6%，達(dá)到銅精礦產(chǎn)品質(zhì)量小于8%的要求；當(dāng)鉻酸鹽配用比例在10%時(shí)，銅精礦中的鉛含量高達(dá)11.66%，超過(guò)銅精礦產(chǎn)品質(zhì)量小于8%的要求。試驗(yàn)采用銅鉛分離指標(biāo)好，鉻酸鹽配用比例少(30%)的RBT-2。

2.3.2 銅鉛分離鉛組合抑制劑RBT-2用量試驗(yàn)

在2.3.1章節(jié)基礎(chǔ)上進(jìn)行了組合抑制劑RBT-2用量試驗(yàn)，銅鉛分離鉛組合抑制劑RBT-2用量試驗(yàn)分析結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 銅鉛分離鉛組合抑制劑RBT-2用量試驗(yàn)分析結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果可知：銅-鉛分離鉛組合抑制劑用量3 000 g/t以上，銅精礦Cu品位大于24%，雜質(zhì)Pb含量5.16%，達(dá)到合格銅精礦質(zhì)量要求；鉛粗精礦回收率在70%以上。綜合考慮藥劑成本和指標(biāo)，選用鉛組合抑制劑RBT-2用量3 000 g/t為宜。

2.4 銅鉛分離—重選提高鉛品位全流程磨礦細(xì)度試驗(yàn)

粗精礦中銅、鉛礦物粒度較細(xì)，分別有32%和15%的連生體存在，特別是粒度小于0.02 mm銅、鉛礦物復(fù)雜連生與包裹，很難基本單體解離，為此，選擇適宜的磨礦細(xì)度尤為重要。

銅鉛分離—重選提高鉛品位全流程磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2，試驗(yàn)分析結(jié)果見(jiàn)表8。

圖2 銅鉛分離-重選提高鉛品位全流程磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程Fig.2 Flowsheet of grinding fineness test for copper-lead separation

表8 銅鉛分離—重選提高鉛品位全流程磨礦細(xì)度試驗(yàn)分析結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果分析：磨礦細(xì)度無(wú)論粗細(xì)，銅精礦品位都在25%左右，雜質(zhì)Pb含量也在5%以下。但是隨著磨礦細(xì)度提高，鉛精礦品位由30.59%大幅度提高到50.08%，雜質(zhì)Cu含量也由2.51%降低到0.96%。綜合考慮磨礦成本及技術(shù)指標(biāo)，本次銅鉛分離選礦試驗(yàn)選用磨礦細(xì)度-0.048 mm 80%。

2.5 粗精礦精選-銅鉛分離(抑鉛浮銅)-重選提高鉛品位聯(lián)合工藝流程

粗精礦精選—銅鉛分離(抑鉛浮銅)-重選提高鉛品位聯(lián)合工藝流程見(jiàn)圖3，試驗(yàn)分析結(jié)果見(jiàn)表9。

圖3 最終選礦聯(lián)合工藝試驗(yàn)流程Fig.3 Flowsheet of final dressing test

表9 最終選礦聯(lián)合工藝試驗(yàn)分析結(jié)果

2.5.1 銅精礦產(chǎn)品檢查分析

從表10可以看出，銅精礦達(dá)到了銅精礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(YS/T318-2007)[3]三級(jí)品，As、MgO等雜質(zhì)含量符合要求。

表10 銅精礦產(chǎn)品檢查分析結(jié)果

2.5.2 鉛精礦產(chǎn)品檢查分析

從表11可以看出，鉛精礦達(dá)到了鉛精礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(YS/T319-2013)[3]五級(jí)品，Al2O3、SiO2等雜質(zhì)含量符合要求。

表11 鉛精礦產(chǎn)品檢查分析結(jié)果

3 結(jié)論

1)本試驗(yàn)經(jīng)過(guò)多流程方案對(duì)比試驗(yàn)，最終推薦采用混合粗精礦精選-銅鉛浮選分離(抑鉛浮銅)—重選提高鉛品位聯(lián)合工藝流程；最終可獲得Cu品位21.50%，含Pb 4.57%，Cu回收率69.92%的銅精礦；Pb品位46.89%，含Cu 0.82%，Pb回收率55.39%的鉛精礦。

2)抑鉛浮銅工藝采用自行設(shè)計(jì)的無(wú)氰、低鉻、無(wú)污染組合抑制劑RBT-2，使銅鉛達(dá)到有效分離，獲得了互含合格銅精礦。RBT-2組合抑制劑，價(jià)格低廉，性質(zhì)穩(wěn)定，易于保管和使用。

3)重選提高鉛精礦品位工藝，是將浮選藥劑作用過(guò)的難于抑制的碳酸鹽礦物，利用方鉛礦和脈石密度差異來(lái)分選，使鉛礦物得以富集，提高了鉛精礦品位，銅雜質(zhì)小于2%，分離效果明顯，獲得互含合格的鉛品位大于40%的鉛精礦。

4)伴生組分銀大部分富集在銅精礦和鉛精礦中，提高了產(chǎn)品的附加值。

5)混合粗精礦分離前增加精選作業(yè)，對(duì)提高銅鉛混合精礦品位有利，而且靈活性、適應(yīng)性強(qiáng)，可根據(jù)混合粗精礦品位變化確定是否需要精選作業(yè)?，F(xiàn)場(chǎng)選礦生產(chǎn)中，精選尾礦要返回原礦混合粗選回路，所以浮選精選尾礦中銅鉛金屬量不會(huì)損失。

6)混合粗精礦有用礦物黃銅礦、方鉛礦粒度細(xì)小，多以細(xì)粒包裹賦存在碳酸鹽、石英脈石中。要使銅、鉛分離必須細(xì)磨，細(xì)磨導(dǎo)致銅、鉛礦物泥化難于分選，這是銅、鉛分離回收率偏低的主要原因。此外，混合粗精礦在現(xiàn)場(chǎng)堆放時(shí)間較長(zhǎng)，產(chǎn)生了不同程度的氧化變質(zhì)或表面污染，直接影響各種礦物的可浮性，是導(dǎo)致銅、鉛分離回收率偏低的又一原因。