某铜锌矿浮选分离试验研究

（西北矿冶研究院，甘肃 白银 730900）

铜锌硫化矿石是提取金属铜、锌的重要原料，因此其选别分离研究工作十分重要。浮选法是选别铜锌硫化矿的一种主要方法，但由于有用矿物致密共生，影响矿物可浮性的离子交错重叠，闪锌矿易被铜离子活化，部分黄铁矿、磁黄铁矿等矿物及矿泥存在等原因，导致了铜锌浮选分离通常比较困难。根据黄铜矿与闪锌矿表面性质差异，选择黄铜矿高效捕收剂和闪锌矿高效抑制剂是其中一个重要研究方向。该铜锌矿石属低品位铜锌硫化矿，嵌布关系较复杂。为了合理、高效开发利用该铜锌矿资源，通过试验研究以确定合理工艺流程及药剂制度，为该矿石综合利用提供详尽的技术依据。

1 原料性质

1.1 原料化学分析

原料多元素分析及物相分析结果分别见表1、表2和表3。

表1 原矿化学多元素分析结果/%

表2 铜物相分析结果/%

表3 锌物相分析结果/%

1.2 原料中主要矿物嵌部特征

矿石中主要金属矿物为黄铜矿、闪锌矿、胶状黄铁矿，脉石矿物主要为石英、碳酸盐、透辉石、绿泥石等。铜矿物以黄铜矿为主，其含量约占矿物总量的0.75%，黄铜矿分布不均匀，属细粒嵌布，黄铜矿与黄铁矿、闪锌矿等金属硫化物嵌布关系密切，其嵌布形态多种多样。闪锌矿是主要含锌矿物，约占矿物总量的1.3%，闪锌矿主要呈固溶体乳滴状、星点状散布于黄铜矿中，或与黄铜矿连生，嵌布在脉石中。

1.3 原料性质小结

黄铜矿颗粒较细，与黄铁矿和闪锌矿共伴生关系较为密切，嵌布形态多样化[1]。

矿石中次生硫化铜含量较高为12.42%，磨矿时在矿浆中将产生大量的铜离子，次生铜离子的存在影响铜、锌分离效果。

部分闪锌矿以铁闪锌矿形式存在，是影响锌选矿指标的重要因素。

2 选矿试验

2.1 工艺流程的确定

该矿石为硫化铜锌矿石。在处理硫化矿时，选厂常采用单一浮选的方法，选矿工艺一般为优先浮选、等可浮工艺流程、全混合浮选等[2]。为了确定适合处理该铜锌矿石的原则流程，分别对优先浮选流程、等可浮流程和铜锌混合浮选方案进行了探索试验研究。

（1）等可浮流程试验结果表明，该流程适用于可浮性相近的硫化物一起浮出得到不同的混合精矿，然后依次分选，但该矿样中的锌矿物被铜离子活化严重，致使锌矿物与黄铜矿可浮性相近，铜锌混合精矿中铜品位18.70%，锌品位13.40%，而铜锌精矿进一步分离困难。从综合利用矿产资源的角度出发，应该合理回收铜、锌，故此流程不适合该矿样。

（2）全混合浮选流程试验结果表明，粗选铜锌回收率较高，可以实现尽早抛尾，但混合精矿脱药与分离难度较大，要产出单独的铜、锌精矿技术上可行性小，加之矿浆中铜离子对锌矿物的活化严重，铜、锌精矿进一步分离困难。因此不宜采用此流程[3]。

（2）优先浮选流程试验结果表明，优先浮选可产出合格的铜精矿和锌精矿，但采用常规锌抑制剂时，铜精矿中铜回收率可达到80%以上，而铜精矿中含锌较高，需针对该矿石性质研制抑制效果较好的锌矿物抑制剂，以降低锌矿物在铜精矿中损失。

通过以上流程方案的探索试验研究比较，确定采用铜锌优先浮选的原则流程[4]。

2.2 磨矿细度试验

合理的磨矿细度是有用矿物能否得到单体解离的关键，也是取得最佳选矿技术指标的重要因素。采用一次粗选，石灰为调整剂，硫酸锌、亚硫酸钠为锌矿物抑制剂，Z-200为捕收起泡剂进行磨矿细度试验。试验结果表明，随着磨矿细度增加，粗精矿中铜品位呈下降趋势，回收率呈上升趋势，锌品位及回收率变化不明显。最终确定粗选磨矿细度为-0.074mm占80%。

2.3 药剂制度的确定

2.3.1 铜粗选锌抑制剂选择及用量试验

试验采用石灰作为矿浆pH值调整剂，也作黄铁矿的抑制剂。通过试验确定适宜的铜粗选石灰用量为1500g/t，矿浆pH值为8.5。在此基础上进行了铜粗选锌抑制剂的选择试验。

抑制剂选择试验结果表明，常规的硫酸锌、亚硫酸钠、硫化钠、硫代硫酸钠等无机抑制剂组合使用后，试验结果并不理想，粗精矿中含锌较高（含锌10%以上）；考虑铜锌分离有无机抑制剂和有机抑制剂组合使用的实例，选用腐植酸钠与亚硫酸钠组合以及腐植酸钠、漂泊粉等组合，其抑制效果比单独用硫酸锌要好（含锌7%～9%左右）；采用复合抑制剂T20为锌抑制剂，铜粗精矿中含锌仅为4.06%，抑锌效果明显优于其它抑制剂组合，因此确定锌矿物抑制剂为T20。用量试验最终确定铜粗选锌抑制剂T20适宜的用量为1000g/t。

锌矿物抑制剂T20是由多种无机和有机抑制剂按一定的比例复合而成，充分发挥了不同药剂之间的协同效应，一方面该抑制剂与铜离子作用生成络合物沉淀而消除矿浆中铜离子对锌矿物的活化作用，从而实现铜锌矿物的高效分离，另一方面，有机抑制剂分子中的极性亲水基团与闪锌矿矿物表面作用后，这些亲水基团使闪锌矿表面亲水，导致其可浮性降低。

2.3.2 铜粗选捕收剂选择及用量试验

该铜锌矿石部分铜矿物嵌布粒度较细，且与硫铁矿嵌布关系密切。因此，研发高效选择性铜矿物捕收剂，以加强对细粒级铜矿物及铜矿物富连生体的回收是关键。在捕收剂的选择试验中主要进行了黄药类、Z-200、丁铵黑药、乙硫氮、43#、A10等捕收剂种类试验。试验结果表明：跟其它捕收剂相比，捕收起泡剂A11的效果最佳，铜矿物的品位及回收率均较优。最终确定A11为铜矿物捕收剂，适宜用量为50g/t。

捕收起泡剂A11对细粒级铜矿物及铜矿物富连生体具有较好的选择性捕收效果，在浮选作业中具有泡沫稳定、浮游速度快、用量少等优点。

2.3.3 锌矿物浮选作业试验

锌矿物浮选作业采用一次粗选、一次扫选、两次精选的浮选流程。试验给矿为铜一粗一扫的尾矿。锌粗选作业石灰用量为3000g/t，硫酸铜用量为300 g/t，丁铵黑药用量60g/t。

2.3.4 闭路试验

根据确定的工艺流程和药剂制度，在条件优化试验和开路试验的基础上，进行了闭路试验。闭路试验中，优先选铜作业采用的是一次粗选、一次扫选、三次精选的浮选流程，锌浮选作业采用的是一次粗选、一次扫选、两次精选的浮选流程。试验结果见表4。

表4 闭路试验结果

3 结语

①原矿铜、锌品位较低，矿石中铜矿物、锌矿物及硫铁矿物之间嵌布关系复杂，铜、锌矿物嵌布粒度较细，次生铜含量较高，不利于铜、锌分离。②T20是由多种有机和无机抑制剂按一定比例复合而成的锌抑制剂，该抑制剂充分发挥了不同药剂之间的协同效应；捕收起泡剂A11对细粒级铜矿物及铜矿物富连生体具有较好的选择性捕收效果，可有效减少铜矿物在尾矿中的损失，同时该捕收起泡剂具有泡沫稳定、浮游速度快、用量少等优点。③通过采用优先浮铜再选锌的原则工艺流程，以及高效复合抑制剂T20和新型高效铜捕收剂A11，实现了铜、锌矿物的有效分离，获得较好闭路试验指标：铜精矿铜品位18.04%，铜回收率88.42%，含锌4.95%；锌精矿锌品位40.28%，锌回收率69.88%。