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某复杂多金属硫化矿无氰选矿试验

2019-02-19   
    云南某多金属硫化矿是含有铜、铅、锌、硫等多种金属元素的杂乱多金属硫化矿。能否有用地别离、收回各种金属元素是矿石开发建造的重要条件,为此,对该矿石进行选矿工艺研讨,以寻觅分选该矿石有用、合理的选矿流程和工艺条件。经各种浮选流程和工艺研讨,断定了分选该矿石合理的工艺流程和药剂条件,取得了较好的选别目标,完成了无浮选,在不选用K2Cr207的情况下,成功地进行了铜、铅别离。
    一、原矿性质
    (一)原矿多元素分析
    原矿多元素分析成果见表1-2。
表1  原矿多元素分析成果% (一)




元素

S

Fe

Mn

SiO2

MgO

CaO

Al2O3


质量分数

21.63

20.23

0.26

27.06

2.33

4.17

5.04
表2  原矿多元素分析成果%(二)




元素

TiO2

Au

As

Ag

Cu

Pb

Zn


质量分数

<0.5

0.12

0.01

<1

0.45

3.18

4.21
    注:金、银的单位为g/t。
    (二)原矿铜、铅、锌物相分析
    原矿铜、铅、锌物相分析成果见表3、表4、表5。
表3  铜物相分析成果%




化学相

原生硫化铜

次生硫化铜

游离氧化铜

结合氧化铜

全铜


质量分数
散布率

0.42
89.36

<0.001
 

0.008
1.70

0.042
8.94

0.47
100.0
表4  铅物相分析成果%




化学相

方铅矿

铅矾

白矿铅

铅铁矾及其它

全铅


质量分数
散布率

3.17
97.53

<0.001
 

0.06
1.85

0.02
0.62

3.25
100.0
表5  锌物相分析成果%




化学相

硫化锌

硅酸锌

其它锌

全锌


质量分数
散布率

3.91
94.44

0.08
1.93

0.15
3.63

4.14
100.0
    (三)原矿工艺矿藏学研讨
    原矿X射线衍射分析成果表明,矿石中的首要矿藏有黄铁矿、石英、白云石、闪锌矿、纤锌矿、方铅矿、黄铜矿、斜长石、磁黄铁矿、赤铁矿、白云母、绿泥石等。矿石的矿藏组成及含量见表6。
表6  样品的矿的组成及含量%




矿藏称号
分子式
质量分数

黄铁矿
FeS2
33.95

石英
SiO2
18.10

白云石
CaMg(CO3)2
11.16

闪锌矿
Β-ZnS
4.65


矿藏称号
分子式
质量分数

纤锌矿
ZnS
1.53

方铅矿
PbS
3.81

黄铜矿
CuFeS2
1.27

斜长石
(Ca,Na)(Si,l)4O8
 


矿藏称号
分子式
质量分数

磁黄铁矿
Fe1-XS
1.37

赤铁矿
Fe2O3
3.57

白云母
(K,Na)(Al,Mg,Fe)2(Si31Al09)O10(OH)
11.89


矿藏称号
分子式
质量分数

绿泥石
(Mg,Fe,Al)6(Si,Al)4O10(OH)
2.48

锐钛矿
TiO2
1.03

其它
—
1.00
    在矿样中最大的方铅矿斑块,直径可达近1cm,但一般均为0.3~0.5mm,呈不规则状。常呈它形粒状在黄铁矿、磁黄铁矿中充填,呈斑状、短脉状充填产出,颗粒直径为0.003~0.5mm。方铅矿一般产于块状结构和稠密浸染状结构岩石,和闪锌矿、黄铜矿嵌布于黄铁矿、磁黄铁矿中。也有少部分和黄铁矿、磁黄铁矿连生嵌布于石英脉石中,呈脉状、网脉状产出,呈稀少浸染状结构。也有部分方铅矿中包裹有黄铁矿、磁黄铁矿。
    闪锌矿一般颗粒直径为0.001~0.5mm,和方铅矿、黄铜矿共生、连生、与黄铜矿共生、连生告知严密,产于黄铁矿、磁黄铁矿中,呈脉状、网脉状、节状散布。在闪锌矿邻近,有时见有较多的薄膜状白色、无色方解石,有时也能够和方铅矿斑驳共生产出。闪锌矿在块状结构的矿石中与黄铁矿互呈不规则花斑状产出,在闪锌矿中见有方铅矿斑块、斑驳大小不一;在浸染状结构矿石或脉状矿石中,闪锌矿常与黄铁矿细脉共生,在黄铁矿、磁黄铁矿的边际,呈小斑状、细脉状。在大的闪锌矿斑块中会呈现方铅矿、黄铜矿斑驳,有的边部呈现方铅矿、黄铜矿细脉、短脉。
    黄铜矿是矿石中首要的铜矿藏,呈它形晶小斑状聚合体,在块状矿石中与铅锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿间呈散粒散布,粒度改变大。在脉状矿石中黄铜矿和石英关系密切,在石英脉中常呈斑驳状、花斑状在空泛和裂隙中产出。在钙质脉石中,黄铜矿沿节理、劈理、片理展布。铜的硫化矿藏呈细网脉状、网脉状嵌布在黄铁矿中,铜、锌单矿藏粒度粗细不等,部分细微颗粒缺乏0.01mm。在黄铜矿中有闪锌矿微粒的包裹嵌布,而在闪锌矿边缘及颗粒中也有黄铜矿告知连生或呈微粒的包裹嵌布。它们的粒度散布不均,但一般均在0.003~0.02mm。
    二、选矿实验研讨
    (一)浮选流程实验研讨
    混合浮选流程:原矿磨到75%-74μm后,粗、扫选均参加CuSO4、丁基黄药、730A,选用一次粗选、三次精选、一次扫选流程浮选出铜铅锌混合精矿及中矿(精选为空白精选),丢掉尾矿。混合精矿磨至90%-74μm,用活性炭和Na2S脱药,参加Na2SO3+ZnSO4按捺锌矿藏,乙基黄药作捕收剂,730A作起泡剂,用一次粗选、一次扫选流程进行铜、铅矿藏和锌矿藏的别离,精矿和中矿为铜铅混合精矿,尾矿为锌精矿;铜铅混合精矿用活性炭脱药后,用K2Cr207作按捺剂,730A作起泡剂,抑铅浮铜进行铜铅别离得到铜精矿和铅精矿。混合浮选流程开路实验取得的实验目标见表7。
表 7  浮选流程探究实验目标




流程

产品称号

产率

档次

收回率


Cu

Pb

Zn

Cu

Pb

Zn


混合
浮选
流程

铜精矿
铅精矿
锌精矿
中矿算计
尾矿
给矿

0.83
6.45
4.77
16.01
71.94
100.0

23.39
0.32
0.87
0.78
0.054
0.42

3.18
38.47
1.08
4.62
0.17
3.42

46.22
12.61
46.07
5.17
0.43
4.20

46.22
4.91
9.88
29.73
9.26
100.0

0.77
72.55
1.51
21.63
3.54
100.0

1.26
19.37
52.33
19.71
7.34
100.0


部分混给浮选流程

铜精矿
铅精矿
铜铅混浮中矿算计
锌精矿
浮锌中矿算计
尾矿
给矿

0.69
4.79
2.87
5.76
9.78
76.11
100.0

27.48
0.53
0.79
2.17
0.33
0.06
0.44

3.85
48.95
7.39
6.69
1.98
0.19
3.31

5.02
5.62
13.82
48.61
3.89
0.38
4.17

43.09
5.78
5.15
28.41
7.34
10.23
100.0

0.80
70.83
6.41
11.64
5.85
4.47
100.0

0.83
6.46
9.51
67.14
9.12
6.94
100.0


等可浮流程

铜精矿
铅精矿
锌精矿1
铜铅锌混浮中矿算计
锌精矿2
浮锌中矿算计
尾矿
给矿

0.75
5.71
2.62
3.34
3.55
10.51
73.52
100.0

24.94
0.42
0.58
0.54
2.74
0.46
0.07
0.44

3.65
42.86
3.04
7.75
7.24
1.46
0.24
3.40

6.78
6.32
47.40
8.76
45.52
2.99
0.47
4.22

42.51
5.45
3.45
4.09
22.11
10.99
11.40
100.0

0.81
71.98
2.34
7.61
7.56
4.51
5.19
100.0

1.20
8.55
29.43
6.93
38.29
7.45
8.15
100.0
    部分混合浮选流程:原矿磨到80%-74μm,粗选参加Na2S03 2000g/t、ZnS04 4000g/t按捺锌矿藏,参加乙基黄药70g/t作捕收剂,730A 24g/t作起泡剂,扫选参加Na2S03 750g/t、ZnS04 1500g/t按捺锌矿藏,参加乙基黄药30g/t作捕收剂,选用一次粗选、一次精选、一次扫选流程(精选为空白精选)进行铜铅混合浮选得到铜铅混合精矿。铜铅混合精矿用活性炭脱药后,参加K2Cr2O7 300g/t按捺铅矿藏,再参加730A 12g/t作起泡剂,进行铜铅别离,得到铜精矿和铅精矿。铜铅混合浮选尾矿选用一次粗选、两次精选、一次扫选流程浮选得到锌精矿,锌粗选CuS04用量为300g/t,丁基黄药用量为70g/t,730A用量12沙,两段精选别离参加Ca0 700g/t和600g/t,扫选CuS04用量为100g/t,丁基黄药用量为20g/t。部分混合浮选流程开路实验目标见表8。
    等可浮流程:原矿磨到80%-74μm后,选用一次粗选、一次精选、一次扫选流程(粗选参加乙基黄药8020g/t,730A 24g/t,扫选参加乙基黄药30g/t,将可浮性相同的硫化铜矿、硫化铅矿、硫化锌矿悉数浮起得到铜铅锌混合精矿,尾矿参加CuSO4活化可浮性较差的锌矿藏,用丁基黄药作捕收剂,选用一次粗选、两次精选、一次扫选流程浮选得到部分锌精矿。铜铅锌混合精矿用Na2S及活性炭脱药后,参加Na2S03+ZnS04按捺硫化锌矿藏,用乙基黄药作捕收剂,选用一次粗选、一次精选流程分选得到铜铅精矿和另一部分锌精矿,铜铅精矿用活性炭脱药后,参加K2Cr207按捺铅矿藏,进行铜铅别离得到铜精矿和铅精矿。等可浮流程开路实验目标见表8。
    从浮选流程探究实验成果分析,混合浮选流程可在粗磨(70%-74μm)的情况下丢掉尾矿,削减细磨的给矿量,下降磨矿费用,一起在粗磨后经简略的流程分选就可丢掉尾矿,大大削减进入后续作业的矿浆量,可很多削减浮选机数量,下降生产成本,但矿石中的一切意图矿藏在混合浮选时都经活化剂和捕收剂效果,在别离浮选时使硫化锌矿藏难以按捺而进入铜铅精矿,下降了锌收回率。部分混合浮选流程依据意图矿藏可浮性的差异,把可浮性较差的硫化锌矿藏按捺到下一步的浮选作业,将可浮性较好且类似的硫化铜、硫化铅矿藏首要浮起得到铜铅混合精矿后再别离,该流程适应了矿藏可浮性的差异,避开了全浮选流程中混合精矿别离时被活化的硫化锌矿藏难以按捺而进入铜铅精矿,形成锌在铜铅精矿中的丢失,难得到较好的选别目标,浮选流程相对简略。等可浮流程也是依据矿藏可浮性的差异进行别离,但该流程较长,浮选操作难度大,生产成本相对较高。依据实验成果及上述流程分析,断定选用部分混合浮选流程。
    (二)部分混合浮选流程实验及成果
    1、开路探究实验
    原矿中铜矿藏在磨矿进程发生的铜离子引起闪锌矿的活化,使闪锌矿可浮性变好而难以按捺,在浮选进程中进入铜铅精矿中,下降铜铅精矿档次,也添加锌在铜铅精矿中的丢失。探究实验的首要意图是寻觅能较好地按捺闪锌矿的按捺剂和选择性好的捕收剂,以下降锌在铜铅混合精矿中的丢失。
    一般,浮选铜、铅、锌多金属矿,为了按捺锌矿藏需参加。本实验选用多种调整剂和按捺剂探究实验断定,用石灰按捺黄铁矿和磁黄铁矿,用作调整剂消除铜离子对闪锌矿的活化,用+硫酸锌作闪锌矿的按捺剂,能较好地按捺闪锌矿,完成无浮选。实验中发现上述几种药剂悉数参加到磨矿机中,可使铜铅精矿中的锌档次进一步下降,锌在铜铅精矿中的丢失削减,铜铅精矿档次得到进步。铜铅混选所用捕收剂经乙基黄药、异丙基黄药、异丁基黄药、25号黑药、丁基铵黑药、乙硫氮、YR-2实验比较,选用混合捕收剂YR-2得到的铜铅精矿档次高,铜、铅收回率高,而锌档次较低,锌丢失较小。断定选用YR-2作铜铅混选的捕收剂。铜、铅别离经探究研讨,铜铅混合精矿用活性炭脱药后,即便不加铅按捺剂K2Cr207,也能很好地完成别离,得到高档次的铜精矿,铅在铜精矿中的丢失<1%。
    2、开路条件实验
    开路条件实验是为了提醒各浮选条件对分选目标的影响。开路条件实验流程:铜铅混选一次粗选、一次扫选、三次精选,铜、铅别离浮选一次粗选、一次精选,锌浮选一次粗选、一次扫选、两次精选。磨矿细度实验成果表明,因原矿中的意图矿藏共生关系密切,且粒度呈粗细不均嵌布,磨矿细度到达90%-74μm后意图矿藏才干较好的解离,各精矿的档次和收回率较高,精矿杂质含量较低,尾矿中的金属丢失较小。铜铅混选粗选作业参加的CaO不宜太多,pH值控制在9左右即可,不然,pH值过高使锌矿藏可浮性变好,使锌在铜铅精矿中的丢失添加;Na2S用量300g/t较为适宜,过大或过小都会使铜档次和收回率下降;按捺剂Na2S03+ZnSO4的用量2000+4000劝较为适宜,太少不能使锌得到较好的按捺,过大形成不必要的糟蹋;混合捕收剂YR-2控制在30g/t即可,过大会使锌的丢失添加。铜铅混选扫选作业只需参加1000+2000g/t的Na2S03+ZnS04和20g/t的YR-2。为了鄙人一步的铜铅混合精矿别离浮选作业中较彻底地脱除吸附在铅矿藏表面的捕收剂,到达铜铅别离的意图,铜铅粗精矿精选不添加药剂,进行空白精选,以削减药剂在矿藏表面的吸附,矿浆液面不稳守时,添加适量起泡剂。铜铅别离作业流程为一次粗选、一次梢选,精矿即为铜精矿,中矿和尾矿是铅精矿,开路探究实验中发现,只需铜铅混合精矿能很好地脱药,即便不加铅矿藏的按捺剂K2Cr207,铅矿藏也能得到很好地按捺,铜铅混合精矿脱药参加的活性炭用量以550+70g/t(粗选+精选)为好,用量缺乏铅不能得到很好的按捺,过量又会形成铜在铅精矿中的丢失添加。锌浮选选用一次粗选、一次扫选、两次精选流程,粗选参加适量CaO把矿浆声控制在9~10,锌的活化剂CuS04用量以300+100g/t(粗选+扫选)为宜,太少锌矿藏活化欠好,精矿档次及收回率都低,过多形成糟蹋;捕收剂(丁基黄、药)用量控制在60+10g/t(粗选+扫选),太少锌收回率低,过多形成锌精矿档次下降;锌精选只需参加CaO(两段作业都加1000g/t)按捺黄铁矿就可得到合格的锌精矿。
    (三)闭路实验
    依据开路实验成果断定的流程和浮选条件按图1所示流程和条件进行闭路实验,实验成果见表8。

    三、问题及评论
    从闭路实验成果看,尾矿中丢失的铜金属到达21.46%,除浮选不能收回的、占原矿约10%的结合氧化铜外,仍有超越10%的硫化铜丢失在尾矿中,从原矿中铜的嵌布特性看,部分铜呈细网脉、网脉状嵌布在黄铁矿中,在磨矿细度90% -74μm的条件下,这部分钢是难以和黄铁矿解离的,跟着黄铁矿被按捺进入尾矿,形成铜在尾矿中的丢失较高。原矿中部分黄铜矿包裹有闪锌矿,导致铜精矿含锌较高,但因铜精矿产率较低,因而锌在铜精矿中的丢失不大。铜铅混合粗精矿经三次精选后进行铜、铅别离,铅精矿中含铜仅为0.51%,但铅档次依然较低,只能到达51.45%,原因是方铅矿中包裹有黄铁矿。
    四、结语
    原矿为含有铜、铅、锌、硫的杂乱多金属矿。铜、铅、锌矿藏以硫化矿为主。铜、铅、锌矿藏均呈粗细不均匀粒度与脉石相嵌、与黄铁矿相嵌或在黄铁矿中充填,或彼此告知共生,或呈微粒包裹嵌布,原矿的嵌布特性给浮选带来必定的困难。经不同的浮选流程实验研讨,断定选用分选目标较好的部分混合浮选流程分选该矿石。把调整剂和按捺剂(CaO、Na2S, Na2S03、ZnSO4)悉数参加到磨矿机中,能使锌得到较好的按捺,大大地削减锌在铜、铅精矿中的丢失,完成无浮选。一起选用选择性好的混合捕收剂YR-2即能使铜、铅得到有用地收回,又能削减锌的丢失。铜、铅别离只需将铜铅混合精矿用活性炭脱药,就能很好地进行别离浮选,不需要运用K2Cr2O7按捺铅矿藏。原矿按图1所示流程和条件进行了闭路浮选实验,取得了较好的实验目标。