铜锌硫化矿浮选分离研究进展

李俊旺，张红华洪建华

（1.江西铜业集团公司，江西 南昌 330096；2.江西铜业集团公司 城门山铜矿，江西 九江 332100；3.中南大学 资源加工与生物工程学院，湖南 长沙 410083）

铜锌硫化矿浮选分离研究进展

李俊旺1，3，张红华1，洪建华2

（1.江西铜业集团公司，江西 南昌 330096；2.江西铜业集团公司 城门山铜矿，江西 九江 332100；3.中南大学 资源加工与生物工程学院，湖南 长沙 410083）

概述了近几年来铜锌硫化矿浮选分离研究方面的进展，包括铜锌硫化矿分离理论研究的进展、铜锌硫化矿浮选药剂的研究现状及铜锌硫化矿浮选工艺研究状况。同时认为，加强浮选理论的研究、开发高效绿色浮选药剂、完善选矿工艺流程及开发新工艺是铜锌硫化矿浮选分离研究的发展方向。

铜锌分离；浮选；硫化矿；进展；浮选剂；工艺流程

1 引言

铜锌硫化矿石是冶炼铜锌的重要原料。目前，铜锌硫化矿分离仍是选矿领域的难题之一，其主要原因有矿物嵌布粒度微细，有的呈乳滴状互含；铜矿物种类繁多，可浮性差异较大；含有较多的次生铜和可溶性重金属盐类，使闪锌矿受到活化，被活化的闪锌矿与黄铜矿具有相似的可浮性，使得铜锌难以分离；矿石性质差异很大，工艺条件变化较大。为此，国内外选矿学者在铜锌硫化矿分离方面做了大量的工作。

近年来，铜锌浮选分离研究主要集中在铜锌分离理论的研究、新型高效浮选药剂的研制、浮选分离工艺的优化以及探索与其他方法相结合的新工艺等方面，并取得了许多研究成果。本文从以下几个方面探讨了铜锌硫化矿浮选分离技术的研究进展。

2 铜锌浮选分离理论研究进展

V·E·Vigdergauz［1］等研究了黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿疏水颗粒间的相互作用力，并可应用在微细粒级矿物聚集以及克服颗粒的静电斥力研究方面。该项研究成果有助于改善微细粒级铜锌矿物的分离。

T·N·赫麦列娃等［2］研究了亚硫酸氢钠抑制被铜离子活化的闪锌矿的机理作用。研究发现，亚硫酸氢钠抑制活化后闪锌矿的原理是：脱去闪锌矿矿物表面上的疏水性薄膜，并且促进形成锌的亲水性羟基化合物。

刘广义等［3］通过量子化学计算研究了乙氧羰基硫代氨基甲酸酯（ECTC）优先选铜的机理。焦芬［4］对二甲基二硫代氨基甲酸钠在闪锌矿和黄铜矿表面的吸附机理与模型进行了研究，并分析了它们的电化学行为。

3 新型高效浮选药剂的研究进展

3.1 高效铜捕收剂

B.A.依格纳特金娜等［5］在浮选乌拉尔地区硫化矿中，采用改性二硫代磷酸盐作为捕收剂，结果可提高铜、锌、金的回收率，且对黄铜矿、闪锌矿具有较好的选择性。

и.и.马克西莫夫等［6］对萨费亚诺夫斯克矿床铜锌矿石进行浮选试验的过程中，混合浮选采用Aerophine3418作为捕收剂，优先浮选采用Aerophine3418A和丁基黄药作为混合捕收剂，均获得了较好的结果。

针对乌拉尔选厂处理的铜锌矿石含有大量黄铁矿的特点，K·M·阿松奇克等［7］采用HMA-414-1和丁基黄药作为混合捕收剂，并通过提高粗选矿浆游离氧化钙的浓度，铜锌混合精矿分离指标良好。

阿舍勒铜矿在生产实践中采用选择性较强的BK404捕收剂，结果表明，技术指标显著提高，铜金属回收率提高10%左右，锌金属在铜精矿中的损失率降到22%左右。

针对不同矿石的特点，研究人员开发了许多新型药剂，例如Zj900［8］、TU-32［9］、QP-02［10］等。试验表明，这些新型捕收剂对铜矿具有较强的捕收能力，且对黄铜矿的选择性好，在铜锌分离中取得了较好的效果。

3.2 新型锌抑制剂

D.S.Makunga在浮选纳米比亚Rosh Pinah铜铅锌硫化矿石时，采用氰化钠和硫酸锌作为闪锌矿的组合抑制剂。研究结果表明，铜精矿、铅精矿中锌的含量有明显降低，取得了较好的指标。

研究表明，亚硫酸及其盐类对于闪锌矿具有较好的抑制作用。G.I.Davila-Pulido［11］、T.N.Khmeleva等人采用多种方法研究了亚硫酸氢钠对闪锌矿的抑制作用机理。此外，研究发现，多磷酸钠、乙二胺四乙酸、二甲基二硫代氨基甲酸盐对于活化的闪锌矿也有较好的抑制效果。

针对铜锌混合精矿嵌布粒度微细、残留药量大、次生铜离子活化闪锌矿的特点，陈建华等［12］对铜锌混合精矿进行了浮选分离试验研究。在铜锌混合精矿中铜品位7.88%、锌品位22.45%的条件下，采用活性炭和硫化钠配合脱药，乙硫氮作捕收剂，新型抑制剂FS与硫酸锌、亚硫酸钠组合闪锌矿抑制剂，经过一次粗选获得含铜16.85%，含锌7.53%，铜回收率62.50%的精矿。

王奉刚［13］、袁明华等［14］在进行铜锌硫化矿浮选试验时，采用亚硫酸钠和硫酸锌作为组合抑制剂，锌精矿的品位和回收率指标良好。

青海某铜锌矿石中的次生硫化铜含量约占总铜的18.64%，导致部分锌矿物过早活化，造成铜精矿中锌的含量偏高，从而致使锌精矿的回收率偏低。骆任等［15］采用新型高效锌抑制剂YS-2，有效降低了铜精矿中锌的损失，确保了锌精矿中锌的回收率，为该矿后续的工业试验提供了依据。

随着矿石性质的复杂化，各类组合抑制剂不断应用在铜锌分离试验中。研究表明，XY-09［16］、T-16+硫酸锌［17］、T9+硫酸锌［18］、YN［19］、CY组合抑制［20］剂对闪锌矿具有很好的抑制作用，在处理复杂铜锌硫化矿中取得了较好的指标。

3.3 高效锌捕收剂

硫化锌矿浮选中存在的主要问题是：加入的活化剂Cu2+活化黄铁矿矿物，使一部分可浮性好的黄铁矿在选锌过程中进入锌精矿，从而降低了锌精矿的质量。因此，闪锌矿选择性捕收剂的研究与应用对于提高精矿质量非常重要。

研究发现，N-氢化肉桂酰基-N-苯基氰胺对加拿大北部某铜锌矿［21］具有较好的适应性，可明显提高闪锌矿的回收率。D.Hamilton［22］对闪锌矿进行的浮选实验同样验证了这一结论，发现其不仅提高了闪锌矿的回收率，而且提高了浮选速率。

I.Nirdosh采用p-庚基铜铁灵作为捕收剂，对加拿大某铜锌硫化矿选铜尾矿进行了选锌浮选试验。结果表明，在矿浆pH=9.0条件，锌的回收率达到了93%。

4 浮选分离工艺的研究进展

4.1 常规浮选工艺

B.A.古恰叶夫等在加伊斯克采选公司原矿Cu品位1.46%、Zn品位0.46%的情况下，采用“铜锌混浮—混合精矿Na2S脱药—浓缩矿浆—铜锌分离”工艺流程，获得的铜精矿Cu品位15%、Cu回收率85%，锌精矿Zn品位45%、Zn回收率45%。

杨国锋等人［23］通过条件试验优化，最终采用“优先选铜—粗精矿再磨—精选—选铜尾矿选锌”的工艺流程。闭路试验选矿指标为：铜精矿含铜18.45%，含锌5.81%，铜回收率71.54%；锌精矿含锌50.95%，锌回收率95.95%。李吉云［24］对黑山铜锌矿进行了优先浮选与混合浮选2种流程对比试验。结果结果，“混合浮选—铜锌分离”工艺流程较适宜处理该类矿石。

内蒙古大井矿［25］针对铜精矿含锌偏高的问题，采用优先浮选，增加铜粗精矿再磨系统，使综合选矿指标达到了预期，满足了生产及销售的要求。

此外，针对所研究矿石的具体特性，研究者在研究过程中采用选择性能较好的捕收剂，并配合闪锌矿组合抑制剂，铜锌分离获得了较好的结果。

4.2 电化学处理技术

电位调控浮选是将矿浆电位作为一个参数，和矿浆浓度、pH值一起控制硫化矿的浮选过程。与常规浮选相比，其具有节省药剂、选择性好、便于操作等优点。但由于矿浆环境的复杂性，电位调控浮选新技术仍在不断完善和发展。

罗仙平等［26］在对会理铜铅锌多金属硫化矿进行浮选试验过程中，以石灰作为矿浆电位调整剂，铜、铅、锌矿物的捕收剂分别为LP-01、乙硫氮、丁黄药，且采用ZnSO4+YN作为浮铜抑铅的组合抑制剂，获得了较好的选矿指标。

研究报道，国外的帕那亚托V.V.V.Hintikka、J.O.Leppinen、X.M.Yuan等人分别进行了有关矿物的电化学浮选试验研究。他们通过磨矿介质、浮选气体等方法调节矿浆电位，并取得了较好的选矿指标。

4.3 选冶联合工艺

针对某些难选铜锌硫化矿，国内外选矿学者采用冶金的方法做了很多研究工作。国外的格维列夏尼等人［27］等人采用选冶联合工艺进行试验研究，使金属回收率有所提高，这也为难选铜锌矿石的利用提供了一种方法。

在国内，对于浮选获得的混合精矿，研究人员通过选择性氯化浸出、加压浸出、预浸—氧压酸浸、氧化焙烧—选择性浸出等冶金方法［28］，实现了有价金属的高效分离，综合回收效果良好。研究表明，选冶联系工艺不仅简化了选矿工艺流程，同时提高了矿产资源利用水平。

5 结语

随着矿产资源的不断开采，复杂难处理的铜锌矿石越来越多；建设“资源节约型、环境友好型”社会也对矿产资源的综合利用以及选矿产品的质量提出了更高的要求。因此，复杂难选铜锌矿石的分离及其综合利用成为国内外选矿学者重点研究的课题。在当前矿产资源日益枯竭以及部分铜锌矿石复杂难选的情况下，进一步加强选矿技术理论研究、开发高效绿色低毒浮选药剂、完善选矿工艺流程及开发新工艺是今后铜锌硫化矿分离技术的发展方向。

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The Research Progress on Copper-zinc Sulfide Ore Flotation Separation

LI Jun-wang1，3， ZHANG Hong-hua1， HONG Jian-hua2
（1. Jiangxi Coppr Corparation， Nanchang 330096， Jiangxi， China； 2. JCC Chengmenshan Copper Mine， Jiujiang 332100， Jiangxi， China；3. School of Minerals Processing and Bioengineering， Central South University， Changsha 410083， Hunan， China）

The research progress on copper-zinc sulfide ore flotation separation at home and abroad in recent years is reviewed，including the research progress on copper-zinc separation theory， research status of copper-zinc flotation reagents， and research status of copper-zinc flotation process. The development trend of copper-zinc sulfide ore flotation separation is to strengthen the theory research，exploitnew high-efficiency reagents， improve mineral processing technology and develop new technology in the future.

copper-zinc separation；flotation；sulfide ores；progress；flotation reagent；process flow

TD923

A

1009-3842（2016）04-0056-03

2016-04-11

李俊旺（1982-），男，河北吴桥县人，博士，主要从事浮选理论与工艺方面的研究工作。E-mail： junwli@126.com