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非洲某难选高硫铜锌硫化矿选矿试验研究
2020-06-30
非洲某高硫铜锌硫化矿中Cu和Zn的品位分别为1.30%、 2.97%。由于原矿中铜矿物嵌布粒度细,与锌矿 物紧密共生,矿石中次生铜矿物易氧化释放出铜离子活化闪锌矿,导致精矿互含率高,生产指标较差。针对该矿石特 点,进行了系统的工艺优化试验。结果表明:①矿石中主要铜矿物为黄铜矿,嵌布粒度较细,主要集中在10~35μm;锌 矿物为铁闪锌矿,粒度集中在10~75μm;有害元素As主要以毒砂形式存在,少量存在于硫砷铜矿中;其它硫化物主要 为黄铁矿;脉石矿物主要包括方解石、白云石、菱铁矿、石英等。②在磨矿细度为P80=75μm的条件下,经“粗精矿再 磨+1粗3精1扫”选铜和选锌流程,最终可获得Cu品位2...
Series No. 527 May 2020 金 属 METAL MINE 矿 山 总第 527 期 2020 年第 5 期 非洲某难选高硫铜锌硫化矿选矿试验研究 加锴锴1 紫金快瞄影院kmyytv集团股份有限公司,福建 龙岩 364200) ( 摘 要 非洲某高硫铜锌硫化矿中 Cu和 Zn的品位分别为 1.30%、2.97%。由于原矿中铜矿物嵌布粒度细,与锌矿 物紧密共生,矿石中次生铜矿物易氧化释放出铜离子活化闪锌矿,导致精矿互含率高,生产指标较差。针对该矿石特 点,进行了系统的工艺优化试验。结果表明:①矿石中主要铜矿物为黄铜矿,嵌布粒度较细,主要集中在 10~35 μm;锌 矿物为铁闪锌矿,粒度集中在 10~75 μm;有害元素 As主要以毒砂形式存在,少量存在于硫砷铜矿中;其它硫化物主要 为黄铁矿;脉石矿物主要包括方解石、白云石、菱铁矿、石英等。②在磨矿细度为 P =75 μm 的条件下,经“粗精矿再 8 0 磨+1粗 3精 1扫”选铜和选锌流程,最终可获得 Cu品位 26.03%、含 Zn1.72%、Cu回收率 84.02%、Zn损失率 3.29%的铜精 矿和 Zn 品位 44.16%、含 Cu2.84%、Zn 回收率 90.63%、Cu 损失率 9.80% 的锌精矿,较好地实现了铜锌资源的分离与回 收。③试验采用焦亚硫酸钠作为锌的高效抑制剂,降低了难免离子对闪锌矿的活化;对于部分共生关系致密,嵌布粒 度极细的铜锌矿物,通过超细磨技术进一步促进了铜锌单体解离,最终实现了铜锌高效分离。 关键词 高硫铜锌硫化矿 抑锌浮铜 焦亚硫酸钠 综合回收 中图分类号 TD923 文献标志码 A 文章编号 1001-1250(2020)-05-197-08 DOI 10.19614/j.cnki.jsks.202005029 Beneficiation Tests of a Refractory High Sulfur Copper-zinc Sulfide Ore in Africa 2 Jia Kaikai ( Zijin Mining Group Co.,Ltd.,Longyan 364200,China) Abstract The grade of Cu and Zn in a high sulfur copper-zinc sulfide ore in Africa is 1.30% and 2.97%,respectively. The copper ore in the raw ore is of fine grain size,disseminated closely with the zinc ore,and the oxidization of secondary copper ore releases the copper ions to activate sphalerite,resulting in mixture of the concentrate and poor production indexes finally. A systematic process optimization test was carried out based on the characteristics of the ore. The results showed that: ① The main copper ore in the ores is chalcopyrite with fine grain size,mainly distributed between 10 and 35 μm. The zinc mineral is marmatite with a particle size of 10~75 μm. The harmful element As mainly exists in the form of arsenopyrite,and a small amount exists in enargite. Other sulfides ore includes pyrite and the gangue minerals mainly include calcite,dolo‐ mite,siderite,quartz and so on. ②When the grinding fineness is -75 μm accounting for 80%,the ore was processed with a closed-circuit flowsheet including "regringding of roughing concentrate+one roughing three cleaning one scavenging" for the copper and zinc flotation. Finally,the copper concentrate with Cu grade of 26.03%,Zn content of 1.72%,Cu recovery rate of 84.02% and Zn loss rate of 3.29%,and the zinc concentrate with Zn grade of 44.16%,Cu content of 2.84%,Zn recovery of 90.63% and Cu loss rate of 9.80% were obtained,which well realized the separation and recovery of the copper and zinc resources. ③Sodium pyrosulfite was used as an effective inhibitor of zinc to reduce the activation of sphalerite caused by un‐ avoidable ions.For some copper-zinc minerals with dense symbiosis and extremely fine grain size,the ultrafine grinding tech‐ nology further promoted the monomer dissociation of copper and zinc minerals,which helps to realize the efficient separation of copper and zinc. Keywords High sulfur copper-zinc sulfide ore,Zinc inhibition and copper flotation,Sodium pyrosulfite,Comprehen‐ sive recovery 我国铜锌铁硫化矿通常呈微细粒浸染状嵌布, 布粒度较粗,嵌布关系较简单,有用矿物可浮性差异 较大的矿石,采用优先浮铜再浮锌的工艺流程进行 [1-5] 相互包裹严重,致密共生,难以浮选分离 。对于嵌 收稿日期 · 197 · 总第527期 金 属 矿 山 2020年第5期 铜锌浮选分离;对于矿物组成复杂,铜锌氧化率较 高,共生关系密切,矿物嵌布粒度极细,单体解离困 难的矿石,一般采用混合浮选再分离工艺进行铜锌 [6-8] 浮选分离 。铜锌硫化矿石难以浮选分离的原因主 要有:①矿物嵌布关系复杂、单体解离困难;②矿石 中的铜、铅等难免离子对闪锌矿有活化作用,致使不 同矿物可浮性差异不大;③硫化矿矿石表面易氧化、 [9] 变质,即使同一种矿物也存在较大的可浮性差异 ; ④ 高 硫 型 矿 石 中 黄 铁 矿 难 以 抑 制 ,影 响 产 品 指 10-13] [ 标 。 非洲某铜锌硫化矿中主要铜矿物为黄铜矿,主 要锌矿物为闪锌矿。选厂采用一段磨矿、优先选铜 再选锌、铜锌粗精矿再磨后精选的工艺流程处理该 矿石。由于原矿中铜矿物嵌布粒度细,且与锌矿物 紧密共生,黄铜矿解离困难。此外,矿石中含有一定 量的次生铜矿物,容易氧化释放出铜离子活化闪锌 矿,导致精矿互含率高,生产指标较差。本研究通过 系统的工艺优化试验,在原有流程的基础上增加了 一段铜精选、一段铜扫选和一段锌扫选,并对药剂制 度进行了优化,采用高效的闪锌矿抑制剂,有效避免 了铜离子对闪锌矿的活化,实现了铜锌的高效分离。 极少量铜矿物与碳酸盐及硅酸盐矿物连生;锌矿物 为铁闪锌矿,粒度集中在 10~75 μm,闪锌矿主要与黄 铁矿连生,连生关系较为简单;有害元素 As主要以毒 砂形式存在,少量存在于硫砷铜矿中;其它硫化物主 要是黄铁矿;脉石矿物主要包括方解石、白云石、菱 铁矿、石英等。 2 试验结果分析与讨论 2 . 1 铜粗选条件试验 2 . 1. 1 抑制剂种类及用量试验 选取硫酸锌+亚硫酸钠、焦亚硫酸钠为锌抑制剂 1 矿石性质 原矿化学多元素分析结果见表 1,铜、锌和硫物 (总用量为 600 g/t),固定磨矿细度为现场细度 P80=75 相分析结果见表 2、表3和表4。 μm,捕收剂为丁铵黑药+Z-200(用量分别为 40 g/t、 4 0 g/t),进行了铜粗选锌抑制剂种类比选试验研究, 试验流程见图1,试验结果见表5。 注:带“*”单位为g/t。 由表 1 可知,矿石中主要快瞄影院kmyytv电影网元素为铜、锌、铁、 金、银;矿石含硫较高,达47.32%。 由表 2~4 可知,铜、锌、硫主要以硫化物形式存 在。 进一步研究分析表明,原矿中的主要铜矿物为 黄铜矿,含有少量的辉铜矿、铜蓝、黝铜矿、硫砷铜 矿,铜矿物嵌布粒度较细,主要集中在 10~35 μm,且 铜矿物与闪锌矿共生关系紧密,其次与黄铁矿连生, 由表 5 可知,铜粗选试验中,焦亚硫酸钠为闪锌 矿抑制剂时,铜粗精矿中 Cu 品位和回收率均优于亚 · 198 · 加锴锴:非洲某难选高硫铜锌硫化矿选矿试验研究 2020年第5期 硫酸钠+硫酸锌,分别为 2.70% 和 93.79%,因此,确定 铜粗选锌抑制剂为焦亚硫酸钠。 固定磨矿细度为 P80=75 μm,抑制剂焦亚硫酸钠 用量为 1 000 g/t,进行铜粗选捕收剂用量及配比试 验,结果分别见表7、表8。 固定磨矿细度为 P80=75 μm,捕收剂为丁铵黑 药+Z-200(用量分别为 40 g/t、40 g/t),进行焦亚硫酸 钠用量试验,结果见图2。 由图 2 可知,随着焦亚硫酸钠用量增加,铜粗精 矿中 Cu 品位先增加后降低,Cu 回收率基本不变,维 持在 90%左右;铜粗精矿中 Zn回收率先减少后增加, 在焦硫酸钠用量为 1 000 g/t时,Zn品位和回收率均处 于较低水平。综合考虑,确定铜粗选焦亚硫酸钠用 量为1 000 g/t。 2 . 1. 2 捕收剂比选及用量试验 固定磨矿细度为 P80=75 μm,抑制剂焦亚硫酸钠 用量为1 000 g/t,进行捕收剂比选试验,结果见表6。 由表 7 可知,随着捕收剂总用量下降,铜粗精矿 产率和 Cu 回收率缓慢降低,Cu 品位缓慢上升。综合 考虑回收率和品位,确定铜粗选捕收剂用量为丁铵 黑药+Z-200=(40+40)g/t。 由表 8 可知,固定丁铵黑药+Z-200 总用量为 80 g/t,改变捕收剂配比,铜粗精矿中 Cu 回收率基本不 变,但锌损失增加,因此,确定铜粗选捕收剂最佳配 比为丁铵黑药+Z-200=(40+40)g/t。 # 由表 6 可知,捕收剂比选试验中,丁基黄药+2 油 为捕收剂时,铜粗精矿中 Cu 回收率低于 50%,Cu 品 位不到 2%,浮选效果较差。使用丁铵黑药或 Z-200 为单一捕收剂,铜粗精矿中 Cu品位和回收率均较高, 但铜粗精矿中含 Zn 较高。因此,确定铜粗选捕收剂 为丁铵黑药+Z-200,此时,铜粗精矿中 Cu 品位和回 收率分别为3.94%、90.30%。 2 . 1. 3 石灰添加位置及用量试验 [14-15] 石灰是黄铁矿的常用抑制剂 ,该矿石中黄铁 矿含量较大,因此,有效地抑制黄铁矿有利于优先选 铜试验粗选产率的稳定,而石灰能调节矿浆 pH,起到 抑制黄铁矿的作用。固定磨矿细度为 P80=75 μm,抑 制剂焦亚硫酸钠用量为 1 000 g/t,捕收剂丁铵黑药+ · 199 · 总第527期 金 属 矿 山 2020年第5期 Z-200=(40+40)g/t,考察石灰添加位置对黄铁矿抑制 效果的影响,具体试验流程见图 3,结果见表 9,添加 位置试验加入石灰调节 pH值为10左右。 2. 1. 4 铜粗精矿再磨细度试验 粗选精矿的再磨有利于有用矿物与脉石矿物的 解离,提高精矿品位,但是再磨过细反而会影响有用 矿物的浮选回收。因此,本文进行了铜粗精矿再磨 细度试验,固定铜粗选焦亚硫酸钠用量为 1 000 g/t, 丁铵黑药+Z-200 用量为(40+40)g/t,铜粗精矿精选 焦亚硫酸钠用量为 200 g/t,其试验流程见图 5,结果 见表10。 由表 9 可知,在抑制剂焦亚硫酸钠之前加入石 灰,铜粗精矿产率较大而 Cu品位较低,且锌损失率也 较大。其主要原因是焦亚硫酸钠为强碱弱酸盐,加 入焦亚硫酸钠之后矿浆的 pH 呈弱酸性,不利于铜锌 分离,且黄铁矿可浮性增加导致粗精矿夹杂严重。 因此,确定石灰添加位置为抑制剂焦亚硫酸钠添加 前。 在上述最佳条件下,考察石灰用量对黄铁矿抑 制效果的影响,试验时添加石灰至 pH 值为 8、9、10、 1 1,结果见图4。 由表 10 可知,随着再磨细度增加,铜精矿中 Cu 品位及回收率呈先增加后降低趋势,铜精矿中锌杂 质含量变化不大;再磨细度 P80=30 μm 时,可获得铜 精矿中 Cu 品位 17.95%、Cu 作业回收率 81.87% 的试 验指标,因此,确定合理的磨矿细度为 P80=30 μm。 2 2 . 2 锌粗选条件试验 . 2. 1 矿浆pH值试验 以石灰为黄铁矿抑制剂,硫酸铜为锌活化剂(用 量为 200 g/t),PAX(异戊基黄原酸钾)为锌捕收剂(用 量为 70 g/t),开展锌粗选矿浆 pH值条件试验,试验流 程见图6,结果见表11。 由图 4 可知,当矿浆 pH 值为 10 左右,铜粗精矿 中 Cu 品位和回收率均较高,继续增加矿浆 pH 值(即 增加石灰用量),铜粗精矿中锌损失迅速增加,综合 考虑,确定矿浆最佳pH值为10左右。 由表 11 可知,随着锌粗选 pH 值升高,锌粗精 矿中 Zn 品位显著上升,当 pH 为 12 时锌粗精矿中 Zn 回收率较高,综合考虑,确定锌粗选矿浆 pH 值 · 200 · 加锴锴:非洲某难选高硫铜锌硫化矿选矿试验研究 2020年第5期 为 12。 . 2. 2 硫酸铜用量试验 抑锌浮铜”工艺流程中锌的活化是选锌的关 2 “ 键,在锌粗选 pH=12 的条件下,考察硫酸铜用量对锌 粗选指标的影响,试验结果见表12。 由表 12可知,随着硫酸铜用量的增加,锌粗精矿 中锌品位先增加后降低,当硫酸铜用量为 100 g/t 时, 锌粗精矿回收率指标较好,综合考虑确定硫酸铜用 量为100 g/t。 2 . 2. 3 锌粗选PAX用量试验 在锌粗选 pH=12,硫酸铜用量 100 g/t 的条件下, 2 . 2. 4 锌粗精矿再磨细度试验 为了使锌精矿进一步与脉石解离,提高锌精矿品 进行了PAX用量试验,试验结果见表13。 位,在锌粗选 pH=12,硫酸铜用量 100 g/t,PAX 用量 40 g/t的条件下,进行了锌粗精矿再磨细度试验,试验流 程见图7,试验结果见表14。 由表 13 可知,随着 PAX 用量增加,锌粗精矿中 Zn品位逐渐降低,Zn回收率缓慢增加,当捕收剂 PAX 用量为 40 g/t 时,锌粗精矿品位及回收率指标均较 好。综合考虑,确定PAX用量为40 g/t。 由表14可知,锌粗精矿不再磨,其粗精矿中Zn品 位相对较低,仅为 38.50%,再磨细度为 P80=44 μm 时, · 201 · 总第527期 金 属 矿 山 2020年第5期 锌精矿中 Zn 品位和回收率最高,分别为 47.43% 和 65.72%。 因 此 ,确 定 锌 粗 精 矿 再 磨 细 度 为 P80=44 μm。 2 . 3 闭路试验 根据条件试验结果,进行全流程闭路试验,试验 流程见图8,试验结果见表15。 由表 15可知,经“粗精矿再磨+1粗 3精 1扫”选铜 和 选 锌 流 程 ,最 终 可 获 得 Cu 品 位 26.03%、含 Zn1.72%、Cu 回收率 84.02%、Zn 损失率 3.29% 的铜精 矿和 Zn 品位 44.16%、含 Cu2.84%、Zn 回收率 90.63%、 Cu损失率9.80%的锌精矿,试验指标优异。 3 结 论 一步实现了铜锌单体解离,并搭配合理的工艺流程 及药剂制度,实现铜锌高效分离。 (1)该难选高硫铜锌硫化矿 Cu 含量为 1.30%,Zn 含量为 2.97%,矿石中主要铜矿物为黄铜矿,嵌布粒 度较细,主要集中在 10~35 μm;锌矿物为铁闪锌矿, 粒度集中在 10~75 μm;有害元素 As 主要以毒砂形式 存在,少量存在于硫砷铜矿中;其它硫化物主要是黄 铁矿;脉石矿物主要包括方解石、白云石、菱铁矿、石 英等。 参 考 文 献 [ 1] 欧阳霞嫦 . 云南某低品位铜铅锌硫化矿选矿工艺研究[J]. 湖南 有色快瞄影院kmyytv电影网,2016,32(4):16-20. 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