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发布时间:2015-06-04

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铜和锌是国民经济发展中重要的有色金属,在硫化矿浮选中,因铜锌硫化矿常紧密共生、有害杂质的存在以及被活化后的闪锌矿与硫化铜矿物的浮选性质相近,使得铜锌分离成为选矿界的一大难题。

一、矿石性质

原矿石属低铜、高锌、高砷的难选矿石,矿石呈现浅黄色,呈浸染状或块状构造,结构较为致密。矿石组成复杂,矿物种类较多,金属矿物主要有闪锌矿和毒砂,其次为黄铜矿、磁黄铁矿和黄铁矿等;非金属矿物主要有石英、方解石、绿泥石和透辉石等。确定工艺流程时,必须充分考虑毒砂对浮选的影响。

铜锌硫化矿

二、选矿工艺及设备确定

某铜锌矿属于典型的低铜、含砷难选原生矿,矿物种类较多,且主要有用金属的品位相差较大。针对该矿石铜品位低、锌品位高的性质,最终决定采用优先浮选原则流程,确定在粗磨条件下回收铜矿物,铜粗精矿经过再磨再选获得合格铜精矿;选铜尾矿采用石灰+Y-As组合抑制剂抑制硫砷矿物,获得锌精矿含砷低至0.35%,锌品位48.36%、锌回收率92.86%的良好指标,实现铜锌的有效分离。

按浮选工艺生产顺序,依次需要以下设备:给料机破碎机、振动筛、球磨机分级机高频筛搅拌桶浮选机、浓缩机、烘干机等。

球磨机

浮选机

三、铜、锌浮选条件试验

选择合适的选矿设备,并规划好浮选工艺后,接下来需要做的就是进行试验确定浮选条件,确保以最少的成本获得最大的效益。

1、铜浮选条件试验

(1)铜粗选石灰用量

考虑到矿石中含有磁黄铁矿及大量毒砂,试验以石灰作调整剂添加至球磨中,考察不同石灰用量对铜浮选的影响。随着石灰用量的增加,铜粗精矿中铜品位呈现出先下降后上升的变化趋势,而铜回收率呈先上升后下降的趋势。另外,铜粗精矿中锌品位随石灰用量的增加也逐渐降低。综合考虑,石灰用量定为3500g/t,此时矿浆pH值约为8。

(2)锌抑制剂对铜浮选的影响

闪锌矿(铁闪锌矿)抑制剂种类较多,常用的有ZnSO4、Na2SO3、Na2S、SO2和NaCN等。为了降低铜粗精矿中锌含量,需选取一种对锌抑制能力较强的抑制剂,同时还要有抑制硫铁矿的能力,为此,进行了锌抑制剂种类试验,其中,扫选抑制剂用量为粗选的1/3。经过试验可以看出,不同抑制剂对锌的抑制效果不尽相同。单用锌及ZnSO4+Na2S组合时,锌的抑制效果均较差,锌损失均在7%以上;而使用ZnSO4+Na2SO3组合、NaCN和H2SO3时,效果较好,铜精矿中含锌量都较低。但考虑到药剂成本及环境保护问题,最终确定使用ZnSO4+Na2SO3组合抑制锌,此时铜精矿含铜6.36%、含锌11.64%,铜回收率为62.19%,锌回收率5.79%。

并且,随着抑制剂ZnSO4+Na2SO3用量的增大,铜精矿中铜品位依次增大,而锌品位和铜回收率则随之下降,且部分铜的可浮性也随之下降,导致锌品位和铜回收率都降低。最终确定ZnSO4+Na2SO3用量为1200+1200g/t。

(3)铜捕收剂用量试验

黄铜矿捕收剂种类较多,试验用选择性较好的Z-200号为铜捕收剂。随着捕收剂用量的增大,铜粗精矿中铜品位呈依次下降趋势,而锌品位呈依次上升趋势,铜回收率也依次增大。综合考虑,确定捕收剂Z-200号用量为30g/t较适宜,此时铜粗精矿含铜7.21%,含锌9.21%,铜回收率为65.32%,锌回收率为4.24%。

(4)铜粗精矿再磨细度试验

黄铜矿的嵌布特征是集合体形态极不规则、与交生矿物之间的嵌连关系较为复杂、粒度极不均匀。矿石经过第一阶段粗磨后,优先浮出品位较低的铜粗精矿,该铜精矿含锌较高,有一部分嵌布粒度较细的矿物尚未单体解离,因而铜粗精矿需要进行细磨,以提高铜锌矿物单体解离度;另外粗精矿再磨还兼有脱药作用,使黄铜矿和闪锌矿都产生新的解理面,这些都为铜锌分离提供了良好的试验条件。

随着粗精矿再磨细度的增大,铜精矿中铜品位呈依次上升趋势,锌品位呈先下降后上升趋势,而铜回收率则呈先上升后下降趋势。确定再磨细度-0.038mm含量为85%,此时铜精矿含铜15.68%、含锌6.68%,铜回收率为60.63%,锌回收率为1.31%。

铜锌浮选

2、锌浮选条件试验

影响锌浮选的矿物主要有磁黄铁矿、毒砂及部分易泥化的脉石矿物,减少毒砂、磁黄铁矿进入锌精矿中是提高产品质量的关键所在,此处主要考察Ca(ClO)2、Y-As、Na2CO3和栲胶等毒砂抑制剂对选锌的影响。其中,抑制剂Y-As属芳香族多羟基羧酸盐,是一种高分子有机化合物,在弱酸性环境中易与矿物表面生成可溶性螯合物,从而对矿物产生抑制作用。

经过试验得出,Na2CO3和栲胶对砷的作用效果较差,且影响锌的回收率,锌粗精矿含砷分别为1.56%和1.32%;Ca(ClO)2和Y-As对砷的作用效果较好,锌粗精矿锌品位较高,且精矿含砷较低,分别为1.05%和0.92%,但Y-As含砷较低,且锌回收率较高,因此选用Y-As作为毒砂的抑制剂,此时锌粗精矿含锌22.16%、含砷0.92%,锌回收率为72.49%。

从Y-As用量试验可以看出,随着抑制剂Y-As用量的增大,锌粗精矿中锌品位呈依次增大趋势,而锌回收率则呈依次降低趋势,但降低程度并不明显,且精矿中砷含量呈依次降低趋势,这说明石灰+Y-As组合抑制剂确实能很好地抑制毒砂,且对锌的上浮影响较小。综合考虑,确定Y-As用量为300g/t,此时锌粗精矿含锌25.09%、锌回收率为75.41%。

3、闭路试验

在以上条件试验的基础上进行了闭路试验,通过小型闭路试验,可获得铜精矿含铜20.96%,含锌6.88%,铜回收率为75.20%,锌回收率仅为1.39%;锌精矿含铜0.45%,含锌48.36%,锌回收率为92.86%;尾矿金属损失较少。闭路结果指标较好,铜锌得到良好分离。

矿石品位铜低锌高、矿物共生关系密切、嵌布粒度铜细锌粗,采用阶段磨矿、阶段选别的优先浮选流程很好地解决了铜锌分离难的问题。

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