云南某富镁铁尾矿综合回收伴生铜锌的选矿试验研究.DOC

1、云南某富镁铁尾矿综合回收伴生铜锌的选矿试验研究刘书杰 谭 欣 肖巧斌 苏建芳（北京矿冶科技集团有限公司，矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京 102628）作者简介：刘书杰（1984-） ，男，河南平顶山人，高级工程师，主要从事矿物加工及资源综合利用技术研究通讯方式：13581691267，北京市大兴区北兴路东段 22 号院，摘要：对云南某含铜 0.22%、含锌 0.68%、含镁 14.34%的选铁尾矿，以北京矿冶科技集团有限公司自主研发的绿色高效选矿药剂 BK306 作为铜捕收剂，采用“铜、锌顺序优先浮选- 铜、锌精选回路分别产出小尾矿”的工艺流程处理该矿石，获得铜精矿中铜品位 27.34

2、%，含锌 6.72%，铜回收率为 57.25%；锌精矿中锌品位 48.51%，含铟 1160g/t，含铜 1.32%，锌回收率为 69.96%的良好指标。为开发利用该类型富镁含低品位铜、锌的复杂铁多金属矿石提供了技术依据。关键词：富镁；铁尾矿；伴生；铜、锌；浮选。Experimental Study on Comprehensive Recovering Associated Copper zinc concentrate contained 48.51% Zn and 1.32% Cu with the recovery of 69.96% and 5.75% respectively; a

3、nd the zinc concentrate contained 1160g/t In. This study has provided technical support for commercial utilization of such kind of complex iron polymetallic tailing with high grade Mg, low grade Cu and Zn.Keywords: High grade Mg; Iron tailing; Associated ore; Copper and Zinc; Flotation随着国民经济的发展，矿产资源

4、作为不可再生资源越来越得到人们的珍惜。尾矿中因共伴生有各种有价金属元素 13，因此常被作为二次资源逐渐得到开发利用。一方面可以降低尾矿排放量，减少尾矿对土壤、水体的污染；另一方面可以变废为宝，实现尾矿中有价元素的综合回收。尾矿资源的综合利用不仅是选矿领域的研究课题，同时也成为循环经济领域的一项重要研究课题 4，逐步得到研究人员的重视。本文针对云南某富镁铁多金属矿，进行了详细的工艺矿物学研究，并对选铁尾矿中铜锌资源的综合回收进行了系统的选矿试验研究。详细考察了铜浮选捕收剂、锌抑制剂、脉石抑制剂、铜锌再磨分离脱药剂、锌浮选调整剂、锌浮选活化剂及锌浮选捕收剂对选别指标的影响，并在条件试验的基础上通过

5、流程结构优化，采用“铜、锌顺序优先浮选-铜、锌精选回路分别产出小尾矿”的工艺流程，实现了该选铁尾矿中铜锌资源的综合回收。为开发利用该类型富镁含低品位铜、锌的复杂铁多金属矿石提供了技术依据。1 尾矿的矿石性质工艺矿物学表明：该选铁尾矿（以下简称矿石）中的铜主要赋存于黄铜矿中，微量分布于铜蓝中；锌则基本分布于闪锌矿中。非金属矿物主要为层状易泥化的硅酸盐矿物和易浮易泥化的碳酸盐矿物两类，其中硅酸盐矿物主要为蛇纹石（Mg 6Si4O10(OH)8） 、滑石（3MgO4SiO 2H2O） 、金云母（ KMg3Si3AlO10(OH,F)2） 、角闪石和镁橄榄石（ Mg2SiO4） ，另有少量绿泥石、透辉

6、石（CaMg(SiO 3)2） 、石英（SiO 2） 、钾长石（K 2OAl2O36SiO2）和黑云母（K(Mg,Fe) 3AlSi3O10(F,OH)2）等；碳酸盐矿物主要为白云石（CaMg(CO 3)2） 、菱镁矿（MgCO 3） 、方解石（CaCO 3） ，另有少量菱铁矿（FeCO 3）和菱锰矿（MnCO 3）等。矿石中重要矿物组成及相对含量见表 1 所示。表 1 矿石中重要矿物组成及相对含量结果Table 1 Results of main mineral composition and relative content矿物名称 含量/% 矿物名称 含量/%赤铁矿、褐铁矿 9.27 镁

7、橄榄石 7.55 锡石 0.28 透辉石 2.18 水镁锡石 0.03 绿泥石 1.57 闪锌矿 1.18 白云石 8.91 黄铜矿 0.67 菱镁矿 4.10 方铅矿 0.08 方解石 3.66 黄铁矿 1.51 菱铁矿 0.95 蛇纹石 21.50 石英 1.20 滑石 10.90 钾长石 0.73 金云母 8.84 磷灰石 0.16 黑云母 0.31 其它 0.31 角闪石 14.11 合计 100.00 矿石主要元素化学成分分析结果见表 2。表 2 矿石主要化学成分分析结果Table 2 Results of chemical analysis of ore成分 TFe Sn Cu Z

8、n Pb Mo Ti Mn S含量/% 9.71 0.14 0.22 0.68 0.0050 0.0050 0.0050 0.13 1.81成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O P2O5 C As含量/% 30.46 3.36 7.43 23.90 1.27 0.23 0.064 1.72 0.0050成分 In* Ga* Au* Ag*含量/% 35 18 0.050 8.57备注：In*、Ga* 、Au*、Ag*单位为 g/t，下同。表 2 主要元素化学成分分析结果表明：该矿石样品中 Cu、Zn 的品位分别为0.22%、 0.68%可以考虑综合回收。矿石镜下检测表明

9、：黄铜矿是主要的铜矿物，常呈不规则状嵌布在脉石矿物中。有时可见黄铜矿以乳滴状固溶体包裹在闪锌矿中；黄铜矿粒度相对较细，主要分布在 1574m间。闪锌矿主要呈不规则状、它形粒状和细脉状嵌布于脉石矿物中；在闪锌矿中常分布有微细粒黄铜矿及磁黄铁矿。闪锌矿嵌布粒度相对较粗，主要分布在 20150m。本文主要介绍矿石经磁选回收铁后，选铁尾矿中铜、锌的综合回收选矿试验研究。鉴于矿石中铜、锌矿物紧密的嵌布关系以及存在大量层状、易浮、易泥化的含镁脉石矿物，因此选择高效选择性铜捕收剂、加强对含镁脉石矿物的抑制及选择合适的选别工艺流程是处理该矿石的重点和难点。2 铜锌选矿试验铜锌选矿试验的给矿是矿石磁选回收铁的尾

10、矿，该尾矿中铜品位 0.22%，锌品位为0.68%，镁品位为 14.34%，为富镁、含低品位铜锌的尾矿资源，其中 74m 含量为 88%。磁选工艺流程为两段磨矿、两段磁选流程：一段磨矿细度为 74m 占 65%，一段磁选磁场强度为 96kA/m；二段磨矿细度为 38m 占 86%，二段磁选磁场强度为 96kA/m。磁选回收铁的工艺流程见图 1 所示。 - 74m65%96kA/ 38m%96kA/-图 1 生产铜锌浮选给矿试验流程Fig.1 Process of producing feed of copper and zinc flotation 2.1 铜优先浮选试验2.1.1 铜优先浮选

11、捕收剂 BK306 用量试验常见的酯类选铜捕收剂有 Z200（异丙基乙基硫铵酯） 、PAC（硫逐氨基甲酸酯） 5、酯 105（二乙胺基二硫代甲酸氰乙酯）等，本文选用的铜捕收剂为北京矿冶科技集团有限公司自主研发的绿色高效酯类选矿药剂 BK306，是一种深棕色油状液体，其对铜矿物具有良好的选择性捕收能力。固定硫酸锌与亚硫酸钠用量分别为 1000g/t 和 500g/t，起泡剂 2 号油用量为 6g/t，考察了铜优先浮选捕收剂 BK306 用量对对铜粗选的影响，试验结果见图2。0.51.01.52.02.53.012182430230405060品位/%BK306用 量 /(gt-1) Cu品 位Z

12、n品 位 作业回收率/% 作 业 回 收 率作 业 回 收 率图 2 BK306 用量对铜粗选的影响Fig.2 Effect of BK306 dosage on copper roughing从试验结果可以看出：随着铜捕收剂 BK306 用量的增加，铜粗精矿中的铜品位逐渐降低，锌品位呈现出先增加、再降低，然后快速增加的趋势；铜粗精矿中铜、锌的回收率均逐步提高，当 BK306 用量从 24g/t 提高至 30g/t 时，铜粗精矿中铜的回收率提高了3.50%，而锌回收率提高了 11.74%。2.1.2 铜优先浮选锌抑制剂用量试验在铜锌分离方面，选矿工作者做了大量的研究 68，常用的方法通常有：1

13、）氰化物法；2）非氰化物法。非氰化物法主要有：a）硫酸锌与氢氧化钠或石灰配合使用作闪锌矿的抑制剂；2）硫酸锌与碳酸钠共用作闪锌矿的抑制剂；3）硫化钠；4）亚硫酸及其盐类；5）加温浮选法。本文采用硫酸锌和亚硫酸钠共用的方案抑制锌矿物，固定铜捕收剂 BK306 用量为 24g/t，起泡剂 2 号油用量为 6g/t，考察了锌抑制剂硫酸锌和亚硫酸钠用量对铜粗选的影响，试验结果见图 3。0.51.01.52.02.53.030354045505品位/%ZnSO4+Na2SO3用 量 /（ gt-1） Cu品 位Zn品 位1050150+720+1作业回收率/% 作 业 回 收 率作 业 回 收 率+20

14、图 3 硫酸锌和亚硫酸钠用量对铜粗选的影响Fig.3 Effect of ZnSO4 and Na2SO3 dosage on copper roughing从试验结果可以看出：随着锌抑制剂硫酸锌与亚硫酸钠用量的增加，铜粗精矿中铜的回收率变化不大，而锌的回收率逐渐降低。2.1.3 铜优先浮选脉石抑制剂种类试验常用的脉石矿物抑制剂有水玻璃、六偏磷酸钠、CMC 9、水玻璃合剂 10等，水玻璃对硅酸盐类脉石矿物的抑制效果较好、六偏磷酸钠主要抑制碳酸盐类脉石矿物、CMC 作为多糖类大分子抑制剂对矿石中含铁、锰、镁、锌等矿物的抑制效果较好、水玻璃合剂是利用水玻璃和 CMC 以及其它盐类之间的协同作用增强

15、对脉石矿物的抑制效果。固定锌抑制剂硫酸锌和亚硫酸钠用量为 1500+750g/t，铜捕收剂 BK306 用量为 24g/t，起泡剂 2 号油用量为 6g/t，考察了脉石抑制剂种类对铜粗选的影响，试验结果见图 4。01212.0.513.0.514.0510520530540505水 玻 璃 20+CM 1CM 20水 玻 璃 50脉 石 抑 制 剂 种 类 作业回收率/%品位/% Cu品 位Zn品 位 Mg品 位空 白 Cu作 业 回 收 率Zn作 业 回 收 率 Mg作 业 回 收 率图 4 脉石抑制剂种类对铜粗选的影响Fig.4 Effect of depressor type on co

16、pper roughing从试验结果可以看出：CMC 对脉石的抑制效果较好，且有利于提高铜锌分离指标。2.1.4 铜优先浮选脉石抑制剂 CMC 用量试验固定锌抑制剂硫酸锌和亚硫酸钠用量为 1500+750g/t，铜捕收剂 BK306 用量为 24g/t，起泡剂 2 号油用量为 6g/t，考察了脉石抑制剂 CMC 用量对铜粗选的影响，试验结果见图5。012123145102030102304506CM用 量 /（ gt-1） 作业回收率/%品位/% Cu品 位Zn品 位 Mg品 位Cu作 业 回 收 率Zn作 业 回 收 率 Mg作 业 回 收 率图 5 CMC 用量对铜粗选的影响Fig.5 E

17、ffect of CMC dosage on copper roughing从试验结果可以看出：随着 CMC 用量的增加，铜粗精矿中铜、锌、镁的回收率均逐步降低，由此说明 CMC 添加量过多时不仅对脉石矿物的抑制作用增强，同时对铜、锌等矿物的抑制作用也比较强烈。2.1.5 铜精选硫化钠用量试验铜锌再磨分选过程中加入硫化钠进行脱药是十分必要的 11，在脱除矿物表面残余药剂的同时，裸露出了新鲜的矿物表面，对铜锌精选分离创造了良好的条件。固定铜粗精矿再磨细度为 38m 占 90%，铜精选 CMC 用量为 15g/t，锌抑制剂硫酸锌和亚硫酸钠用量为300+150g/t，铜捕收剂 BK306 用量为 1

18、2g/t，起泡剂 2 号油用量为 3g/t，考察了再磨过程中硫化钠用量对铜精选的影响，试验结果见图 6。345678910015030450120340560780品位/% Cu品 位Zn品 位硫 化 钠 用 量 /（ gt-1） 作业回收率/% 作 业 回 收 率作 业 回 收 率图 6 硫化钠用量对铜精选的影响Fig.6 Effect of Na2S dosage on copper cleaning从试验结果可以看出：随着硫化钠用量的增加，铜精矿中铜的回收率逐渐增加，当硫化钠用量大于 300g/t 以后，铜精矿中铜的回收率快速降低；当硫化钠用量超过 150g/t 以后，铜精矿中锌的回收率

19、一直保持逐渐降低的趋势。由此可见，铜锌分离再磨过程中，适当添加硫化钠对提高铜锌分选指标是十分有效的，但应严格控制硫化钠的添加量。2.2 锌浮选试验以铜浮选的尾矿作为给矿进行锌浮选试验。2.2.1 锌浮选石灰用量试验固定锌活化剂硫酸铜用量 100g/t，捕收剂丁黄药用量为 60g/t，起泡剂 2 号油用量为6g/t，考察了石灰用量对锌粗选的影响，试验结果见图 7。2345678910020406034050607080品位/%石 灰 用 量 /（ gt-1） Zn品 位S品 位 作业回收率/% 作 业 回 收 率作 业 回 收 率图 7 石灰用量对锌粗选的影响Fig.7 Effect of Ca

20、O dosage on zinc roughing从试验结果可以看出：随着石灰用量的增加，锌粗精矿中锌的回收率基本稳定在 78%以上，而锌粗精矿中硫的回收率逐步下降；当石灰用量超过 4000g/t（pH=13.8）时，锌粗精矿中硫的回收率逐步稳定。2.2.2 锌浮选硫酸铜用量试验固定锌粗选石灰用量 4000g/t，捕收剂丁黄药用量为 60g/t，起泡剂 2 号油用量为6g/t，考察了锌活化剂硫酸铜用量对锌粗选的影响，试验结果见图 8。1.01.52.02.53.050101502304506708品位/%硫 酸 铜 用 量 /（ gt-1） Zn品 位S品 位 作业回收率/% 作 业 回 收

21、率作 业 回 收 率图 8 硫酸铜用量对锌粗选的影响Fig.8 Effect of CuSO4 dosage on zinc roughing从试验结果可以看出：随着硫酸铜用量的增加，锌粗精矿中锌的回收率逐渐升高，当活化剂硫酸铜用量超过 100g/t 以后，锌的作业回收率逐步稳定在 78%以上。2.2.3 锌浮选丁黄药用量试验固定锌粗选石灰用量 4000g/t，锌活化剂硫酸铜用量为 100g/t，起泡剂 2 号油用量为6g/t，考察了锌捕收剂丁黄药用量对锌粗选的影响，试验结果见图 9。1.01.52.02.53.024060802304506708品位/%丁 黄 药 用 量 /（ gt-1） Zn品 位S品 位 作业回收率/% 作 业 回 收 率作 业 回 收 率图 9 丁黄药用量对锌粗选的影响Fig.9 Effect of butyl xanthate dosage on zinc roughing从试验结果可以看出：随着丁黄药用量的增加，锌粗精矿中锌的回收率逐渐升高，当丁黄药用量超过 60g/t 以后，锌的回收率逐步稳定在 78%以上。2.3 铜锌浮选闭路试验铜锌浮选闭路试验流程见图 10，试验结果见表 3。