铜铅锌多金属矿的选矿工艺优化研究

常旭

摘要：随着矿物资源不断开采利用，富矿和易选矿日趋减少，复杂、贫细、难处理矿产资源的开发利用成为当前的迫切需要。综合回收其共伴生的有价金属逐渐成为矿产开发与利用的主要目标，也是解决资源短缺形势的有效手段。钨矿大多伴生有硫化矿物，这些硫化矿物主要含铜、钼、铅、锌、银等有价金属，这部分硫化矿因有价金属多，已成为钨选厂综合回收伴生有价金属的主要原料。

关键词：铜铅锌多金属矿；选矿工艺；优化

引言

铜锌硫铁复杂多金属矿金属分离问题一直是该类矿山企业无法规避的共性难题。选矿厂主要处理铜锌硫铁型复杂多金属矿，产出铜、锌、硫、铁四种产品。以某公司选矿厂生产实际为例，分析选矿药剂制度优化和流程改造等对铜锌硫铁复杂多金属矿金属浮选分离的影响。某公司选矿厂采用优先浮选得到铜精矿，浮铜尾矿经混合浮选后所得锌硫混合精矿再进行锌硫矿物分离，锌硫混合浮选尾矿采用磁选回收铁技术产出铁精矿。近年来，受原矿性质影响，矿石中锌含量增加明显，含锌矿物易在优先浮铜时被捕收混入铜精矿，使得铜精矿中锌含量严重超标。2018年生产的铜精矿中锌的含量平均为16％，有时高达23％，致使铜产品销售扣款严重，甚至滞销。另一方面，由于浮铜时大量的锌矿物被拦截浮出，影响后续锌硫混浮和锌硫分离作业，难以产出可供销的锌精矿，甚至锌硫混浮精矿仅作为硫精矿销出，锌金属利用率低。这些选别作业弊端，直接影响选矿厂正常生产，严重影响了公司的效益。为了获得合格的铜精矿和锌精矿，公司自2018年初开始对该厂浮选工艺流程进行了选铜流程结构局部改造及选铜药剂制度优化，强化铜锌分离后，采用降低选锌作业碱度及高PH值回水分用等技术改造，实现了多金属硫化矿物资源优势利用，企业降本增效显著。

1主要矿物工艺特征

银矿物粒度以细、微粒为主，分别占28．42%、51．02%，中、粗粒较少，合计占20．56%。银矿物嵌布状态以包裹银为主，占87．49%(主要为硫化物包裹，占79．64%)，其次为粒间银，占9．87%，少量裂隙银，占2．64%。银矿物与金属硫化物关系密切，与其嵌连的银矿物合计占91．21%，其中与黝铜矿、方铅矿关系尤为密切，少部分与黄铁矿、闪锌矿等其他金属硫化物嵌连。矿石中除银外，铜、铅、锌、钼均达到回收标准。含铜矿物种类较多，其中以黝铜矿为主，少量黄铜矿、辉铜矿、铜蓝、斑铜矿。含铅矿物以方铅矿为主。含锌矿物以闪锌矿为主。铜、铅、锌矿物嵌连关系较为复杂，铜、铅矿物关系尤为密切，常见铅矿物包裹铜矿物、铅矿物交代闪锌矿现象，部分铜矿物充填于闪锌矿裂隙中。矿石中的钼矿物绝大多数含氧，且嵌布粒度细小，与石英关系密切，常被石英包裹或嵌布于石英粒间和裂隙中。此种嵌连关系和嵌布状态会给多金属分离带来很大困难，因此适宜采用混合浮选法进行多金属回收。

2选矿工艺研究

2.1磨矿细度条件试验

由于原矿铜、铅、锌矿物间的连生关系较为复杂，确定合适的磨矿细度尤为重要。由探索试验结果，铜精矿中的铅锌含量超标，因此，在铜粗选时加入苛化后的CMC和淀粉抑制铅锌矿物。当-0.074mm粒级占75％时，3种有用矿物单体分离程度较好，此时铜精矿的铜品位和回收率分别为19.65%和67.89%，铅精矿的铅品位和回收率分别为65.56%和55.36%，锌精矿的锌品位和回收率分别为42.05%和66.79%。因此，选择磨矿细度为-0.074mm占75%。

2.2苛性（CMC+淀粉）用量试验

苛性（CMC+淀粉）是将CMC、淀粉和氢氧化钠按一定比例在温度90℃以上苛化1h制成的特效方铅矿抑制剂，在硫酸锌+亚硫酸钠用量2000+1000g/t、石灰用量2100g/t、水玻璃用量1000g/t、Z-200用量20g/t条件下，改变方铅矿抑制剂苛性（CMC+淀粉）用量进行对比试验。随着苛性（淀粉+CMC）用量由200g/t增加到500g/t，铜精矿铅品位和回收率下降，在用量从500g/t增加到800g/t的过程中铜精矿铅品位和回收率均变化不大，而自始至终铜精矿铜、锌品位和回收率均变化不大。综合考虑，取苛性（CMC+淀粉）用量为500g/t。

2.3硫酸锌+亚硫酸用量试验

在选取锌抑制剂时，不但要强抑制铜粗精矿中锌矿物，而且要保证药剂对回收的目的矿物影响较小，最常用的是硫酸锌+亚硫酸钠组合抑制剂。在乙硫氮用量为30g/t条件下，改变方铅矿粗选时抑制剂硫酸锌+亚硫酸钠总用量进行对比试验。随着硫酸锌和亚硫酸钠总用量的增加，铅精矿中铜、锌品位和回收率均变化不大，在用量为1500g/t时稍有下降，综合考虑铅精矿的品位和回收率以及精矿指标对有害元素的含量要求，取硫酸锌和亚硫酸钠总用量为1500g/t，即硫酸锌+亚硫酸钠用量为1000+500g/t。

3辊面线速度

高压辊磨机的辊面速度可以影响破碎能力、能耗、辊面磨损速度等，对部分矿石而言，辊面速度也可在一定程度上影响产品的粒度特征。合适的辊面速度与多种因素有关，如挤压辊表面特性、物料硬度、给料粒度等。在一定范围内提升辊面速度，可使中料粒度略有变细、粒级变窄;超过此范围后继续增大辊速，则不会对中料粒度特性产生明显影响，且在整个辊速增大过程中，边料的粒度特征变化不大。整体上说，辊面速度的提升对产品的粒度分布和单位能耗影响不大，却可使高压辊磨机的总处理能力明显增高。然而较高的辊面速度会带来一些不利影响，如加速机械的磨损，影响高压辊磨机的使用寿命。在较高的辊速下，由于物料滑动现象的增多，高压辊磨机的比处理能力会呈现下降趋势。在球团预处理作业中，有研究表明降低辊速更有利于比表面积的提升。在相同比压力条件下，辊速较慢时，物料被辊压的时间稍长，其比表面积更大。随着辊速加快，其生球落下强度有所下降，而破裂温度则有所升高。因此，辊面速度需要合理选择。

4强化铜锌分离改造后选锌作业优化

由于选矿厂无废水处理系统和尾矿库，原流程中抑硫选锌作业产生大量的高PH值碱性废水直接返回，进入生产水主系统，负向影响各选别作业显著，经常性造成选别指标紊乱，尤其是选铜回收率降低明显。主要从以下３个方面重点对选锌回水、选锌系统进行优化、改造。1）锌硫混合精矿经浓密浓缩后再浮选分离。将锌硫混合精矿利用已废弃的浓密机进行浓缩脱水，脱出水的PH值近中性，返入主生产水系统。浓缩后的锌硫混合精矿矿浆浓度在40％左右，用泵输送到锌硫分离浮选作业。经此改造后，相对于原流程以15％矿浆浓度直接进行锌硫混合精矿浮选分离，每天产生的高PH值废水减少400多吨，且锌精矿品位和回收率较原来都有大幅度提高。2）高PH值回水分储分用。对锌浓密机和硫浓密机的高PH值溢流水和锌、硫陶瓷过滤机的高PH值滤液水，利用闲置的铁沉淀池进行单独储存，与生产水分开并返回特定流程循环使用，高PH值回水则用在锌硫分离浮选流程冲洗水、石灰乳化的石灰配置水、精矿车间的生产水等。

结语

总之，铜锌硫铁复杂多金属矿在选铜作业改造基础上，继续优化选锌系统碱度，将产生的高PH值回水调控使用，采用BK526和石灰组合使用，减少单一石灰用药，优化锌作业药剂制度，可稳定、连续产出合格的锌精矿。

参考文献

［1］王毓华，王化军．矿物加工工程设计［Ｍ］．中南大学出版社。2012．

［2］李爱民．行洛坑钨矿伴生钼铜铋浮选分离新工艺研究［Ｊ］．金属矿山，2012，（4）：74－78．