某铜铅混合精矿电位调控浮选分离试验的研究

骆 任

（1.湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100；2.中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙 410083）

某铜铅混合精矿电位调控浮选分离试验的研究

骆 任1，2

（1.湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100；2.中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙 410083）

硫化矿物经磨浮作业后，以矿浆的形式进入到浮选体系中，该体系中的各种组分多达上百种，是一个极为复杂的动态氧化还原体系。矿浆中的各种矿物在不同的电位条件下所表现出来的可浮性有较大的差异，通过一定的电位调控手段可以控制体系中的电位，使之保持在适宜分选某一种或者多种矿物的区间，从而加强不同的硫化矿物分选效果。通过向体系中加入化学试剂的手段来控制体系中的矿浆电位，对四川某铜铅混合精矿进行了单一电位调控浮选分离和电位调控＋抑制剂辅助浮选分离对比试验，获得了不同的试验指标，证明了在该浮选体系下，电位调控技术可在一定程度上强化分选效果，为复杂多金属硫化矿分选研究提供了一个可能的方向。

浮选；体系；氧化还原；电位调控；矿浆电位；抑制剂

浮选过程是根据不同矿物表面物理化学性质的差异，在气－液－固三相界面分选矿物的复杂的物理和化学过程，矿物表面的物理化学性质是决定其可浮性的主要因素。与其它非硫化矿物相比，硫化矿物除了具有一些基本的物理化学性质以外，还具有两个显著特征：半导体性和氧化还原性。硫化矿浮选体系中的各种组分多达上百种，是一个极为复杂的动态氧化还原体系。电位调控浮选的根本特征就是通过矿浆电位与矿浆的pH值匹配，调节和控制导致硫化矿物表面疏水或亲水的电化学反应，进而通过矿浆电位－矿浆pH值－捕收剂的相互匹配，调节和控制矿物表面的电极反应，达到浮选分离的目的。

试验研究对象为四川某铜铅锌矿选矿厂生产的铜铅混合精矿，研究通过向体系中加入化学药剂的手段来控制体系中的矿浆电位，并进行了单一电位调控分离、电位调控＋抑制剂辅助分离和单一抑制剂分离浮选法研究，通过对比试验研究，确定了采用电位调控手段对该铜铅混合精矿浮选分离体系中的铜和铅矿物进行浮选分离的可行性以及强化分离的效果，为复杂多金属硫化矿采用电位调控技术进行分选提供了一个可能的研究方向。

1 矿石性质

试样采至自川西高原某铜铅锌多金属矿选矿厂，目前该厂采用的原则工艺流程为铜铅混合浮选＋铜铅分离浮选（抑铅浮铜）＋铜铅尾矿浮锌。本次试验研究的对象取自该厂铜铅混合精矿浓密机底流。为了尽可能避免试样的自氧化发生，在获取试样后迅速将试样混匀缩分并分装入真空袋中放入冷柜进行保存。试样多元素分析结果见表1。

表1 试样多元素化学分析结果 %

对试样进行的筛分结果表明：试样的细度为－74μm占88%左右，镜下检测查明，混合精矿中的铜矿物和铅矿物单体解离度均在90%以上。矿样中金属矿物以硫化矿物为主，主要矿物有方铅矿、黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿等，还有部分含银矿物。铜铅混合精矿的筛分结果表明：约有15%左右的含铅矿物集中在－10μm粒级中；对目前生产上铜铅分离的铜精矿进行筛分的结果表明：铜精矿中损失的铅矿物主要分布在－10μm粒级，其原因可能是由于含铅矿物性质较脆，导致在磨矿过程出现部分过磨现象，在后续的分离作业中难以抑制，这也是影响分离指标的重要因素。

2 试验部分

2.1 主要仪器设备及药剂

溶液电位测定仪，pH值测定仪，XFD型0.5 L挂槽式浮选机，NaOH、H2SO4、Z－200、MIBC（试验所用化学试剂均为工业品）。

2.2 试验方法及步骤

1.首先通过调节浮选体系的矿浆pH值并确定不同的矿浆pH值与矿浆原生电位之间的关系。

2.在确定矿浆pH值与矿浆原生电位的关系后，在不同的pH值环境下，通过往体系中加入氧化剂高锰酸钾的方法改变其原生电位，并确定三者之间的相互关系。

3.从电位调控的角度出发，在pH值分别为中性和强碱性的条件下，考察不同矿浆电位对铜铅分离浮选的影响，以确定适合的匹配电位和相关参数（考察单一电位调控法条件下的铜铅分离效果）。

4.分别采用单一抑制剂法和电位调控＋抑制剂辅助法进行浮选分离的条件试验，并获得相关的试验结果；对浮选对比试验获得铜精矿分别进行筛分试验，以确定细粒级铅的去向，考察此方法对细粒级铅的抑制效果。

5.对获得的试验结果进行分析。

2.3 条件试验研究

条件试验研究是在XFD型0.5 L挂槽浮选机内进行的，每次试验的给矿量为70 g左右，采用自动刮板进行刮泡。此处仅对矿浆pH值与矿浆电位匹配试验进行描述和分析。该试验研究中的电位，均是指在刮泡作业前矿浆的综合电位。

2.3.1 pH值与矿浆电位的关系

首先分别以NaOH和H2SO4作为矿浆pH值调整剂，对不同pH值条件下的矿浆电位进行测定，测定结果如图1所示。

图1的测定结果表明，该研究体系中矿浆的pH值与矿浆电位之间存在一定的相互关系；随着pH值的增加，矿浆电位呈下降趋势。

2.3.2 氧化剂用量－pH值－矿浆电位的关系

以强氧化剂高猛酸钾为矿浆电位调整剂，考察不同高猛酸钾用量与pH值和矿浆电位三者之间的相互关系。

不同pH值条件下高锰酸钾用量与矿浆电位的关系测定结果如图2所示。

图1 不同pH值下的矿浆电位

图2 不同pH值下高锰酸钾用量与矿浆电位的关系图

从图2可知，在不同pH值条件下，氧化剂的添加，对矿浆电位确有影响；随着高锰酸钾用量的增加，矿浆电位总体呈上升趋势。

2.3.3 矿浆电位－pH值－铜铅分离效果的关系

为了考察矿浆电位－pH－铜铅分离效果之间的相互关系，分别选取pH值为7.3和12.3的条件，分别在不同电位下进行铜铅分离的电位调控浮选分离试验。试验均采用一次粗选分离，试验固定每次添加的Z－200＃和MIBC用量分别为（15＋30）g／t（对给矿）。试验结果分别如图3和图4所示。

从图3和图4可知，在pH值分别为7.3和12.3的条件下，采用电位分离调控技术对矿浆中的铜矿物和铅矿物进行分离浮选，在不同电位的条件下，铜矿物和铅矿物有一定的可浮性差异，特别是在pH值为12.3，矿浆电位为640 mV左右的条件下，二者的可浮性差异较为明显，但是其分离效果仍然不是很理想。

图3 不同矿浆电位对目的矿物浮选分离的影响

图4 不同矿浆电位对目的矿物浮选分离的影响

2.3.4 铅矿物辅助抑制剂种类及用量试验

在上述试验研究的基础上，进行了铅辅助抑制剂种类及用量条件试验，试验最终确定采用CMC＋亚硫酸纳做为铅的辅助抑制剂，并确定了其适宜的用量。

为了考察电位调控技术对分离浮选的影响，分别进行了两组对比试验。试验1的条件为：矿浆pH值为12.3左右、矿浆电位调节至640 mV左右、CMC＋亚硫酸钠用量为220 g／t（对给矿）、Z－200＃和MIBC用量分别为（20＋30）g／t（对给矿）、刮泡时间为6 min；试验2的条件为：矿浆pH值为7.0左右（不调浆）、矿浆电位为原生电位约为220 mV、CMC＋亚硫酸钠用量为220 g／t（对给矿）、Z－200＃和MIBC用量分别为（20＋30）g／t（对给矿）、刮泡时间为6 min。试验结果见表2。

从表2的试验结果可知，同等抑制剂和捕收剂用量的条件下，采用电位调控＋抑制剂辅助技术手段所获得试验指标要明显优于采用单一抑制剂分离获得的试验指标。

2.3.5 铜精矿筛分试验

将上述试验获得的铜精矿分别进行筛析，以考察细粒级铅的去向，从而证明采用电位调控＋抑制剂辅助技术手段对细粒级铅的抑制效果。铜精矿筛析试验结果见表3。

表2 不同条件铜铅分离试验结果 %

表3 铜精矿筛分试验结果 %

从表3的试验结果可知，两个铜精矿在整体粒度分布上相似，2＃试验所获得的铜精矿含Pb要低于1＃铜精矿，说明采用电位调控＋抑制剂辅助技术手段获得的铜精矿中含铅低，2＃铜精矿－10μm粒级中的Pb含量要远低于1＃铜精矿，从侧面说明电位调控手段对细粒级的铅矿物有较好的抑制效果。

3 结果与讨论

1.在试验所研究的浮选体系中，矿浆的电位随着pH值的升高，呈下降趋势；同等pH值的条件下，氧化剂的添加可以调节矿浆的电位，随着氧化剂用量的增加，矿浆的电位呈上升趋势；不同矿浆电位情况下，铜矿物和铅矿物存在一定的可浮性差异。

2.就该试验研究对象而言，采用单一的矿浆电位调控技术，难以较好地实现铜矿物和铅矿物的有效分离。

3.就该试验研究对象而言，采用矿浆电位调控＋抑制剂辅助技术手段可在一定范围内，强化对铅矿物的抑制，有利于铜矿物和铅矿物的浮选分离。

4.同等抑制剂和捕收剂用量的条件下，采用电位调控技术手段所获得试验指标相对较好；从侧面可以说明，矿浆电位调控技术可在一定程度上减小药剂用量，优化浮选指标。

5.对铜精矿的筛析结果从侧面说明：电位调控手段能有效强化对细粒级的铅矿物的抑制效果。

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Study of a Flotation Separation of Copper and Lead Concentrates M ixed Potential Regulation

LUO Ren1，2
（1.Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China；2.School of Resource Processing and Bioengineering，Central South University，Changsha 410083，China）

After grinding and flotation of sulphide minerals mining，it gets into the flotation system in the form of pulp，and the various components of the system up to hundreds of species，which is an extremely complex and dynamic redox system.Pulp in a variety ofminerals under different conditions has shown a greater difference of potential flotability，through certain potential controlmeans to control the system＇s potential，so that it remains in a certain kind of appropriate sorting ormoreminerals range，thus strengthening different sulfidemineral separation effect.Bymeans of adding chemical agents to the system to control the system in the pulp potential，a single potential regulation and potential regulation＋flotation separation flotation separation inhibitor assisted comparison testwas carried，and won the different test indicators.It proved that in the flotation system in this study，the potential control technology could enhance the separation efficiency to some extent，and provided a possible direction for the complex polymetallic sulphide ore sorting study.

flotation；system；redox；potential regulation；pulp potential；inhibitors

TD862.1

：A

：1003－5540（2014）06－0017－03

2014－03－11

骆 任（1984－），男，助理工程师，主要从事有色金属选矿工艺研究工作。