青海某复杂多金属矿新型药剂浮选试验研究*

王 丞，朱恩领，李 敏，何爱婷，罗文成，彭建城，杨明贺

（1.青海鸿鑫矿业有限公司，青海 格尔木 816099；2.索尔维投资有限公司，上海 201108）

我国在世界有色金属工业中扮演着极其重要的角色。从产业规模来看，2020年我国主要有色金属（铜、铝、铅、锌）产量约占全球总产量的52%，消费量约占全球消费总量的57%。预计在来较长时期内，中国有色金属生产和消费大国的地位仍难以动摇，但中国经济发展对大宗有色金属的依赖将会逐渐减弱，也必然会对全球有色金属工业发展产生深远影响[1-3]。铜铅锌多金属矿在世界上的分布比较广泛，但大部分矿石矿物类型复杂，共伴生元素较多，尤其是随着矿产资源的不断开发利用，有价金属的回收显得尤为重要，因此如何通过技术优化来实现铜铅锌硫化矿中各类矿物的高效分离和富集，对该类提高的资源利用率具有十分重要的意义[4-5]。

青海某铜铅锌矿石构造主要为：“星散-稀疏-稠密”浸染构造，次块状-块状构造，金属矿物主要具自形-半自形-它形粒状结构，主要目的矿物方铅矿与黄铜矿、斑铜矿，铜铅嵌布粒度极细且不均匀。该选厂采用“铜铅混选-铜铅分离-铅尾磁选-锌硫分离”工艺流程实现铜铅锌有用矿物分离，铜铅混选使用25#黑药、硫酸锌、石灰及亚硫酸钠作为铜铅混选浮选药剂，铜铅混选铜铅精矿铜铅品位低，且铜铅混选尾矿金属损失较大，为改善这个生产问题，使用铜铅新型捕收剂开展小型试验研究。

1 矿石性质

1.1 原矿多元素分析

表1 原矿多元素分析结果Tab.1 The multi-element analysis results of raw ore %

1.2 原矿中铜、铅物相分析

原矿中铅和铜的矿物物相分析结果见表2、3。可以看出：铅的赋存状态以硫化铅和氧化铅为主，其中硫化铅占92.90%，氧化铅占6.45%；而铜主要赋存在原生硫化铜和次生硫化铜中，硫化铜占96.68%。

表2 原矿中铅物相分析结果Tab.2 Analysis results of lead phase in raw ore %

表3 原矿中铜物相分析结果Tab.3 Analysis results of copper phase in raw ore %

由表2和表3结果可知，矿石中铅主要以硫化矿的形式存在，占比92.90%，其次氧化铅为6.45%。矿石中铜主要为硫化铜，占比96.68%，少量的铜形式为氧化铜和其它铜。

2 矿石浮选

根据矿石性质研究表明，铜铅混合浮选重点是铜铅混合精矿产品质量保证及铜、铅金属回收率的提升，而难点在于铜、硫化铅矿石的捕收剂的选择与磁黄铁矿的抑制，现阶段该选矿厂采用25#黑药作为铜铅混选捕收剂、硫酸锌抑制闪锌矿、石灰为硫铁抑制剂，以提升铜铅混选精矿质量；为进一步提升铜铅混选精矿品位及金属回收率，采用新型药剂确定该种矿石分离效果和最佳流程与浮选工艺参数，通过一系列条件试验寻求该种矿石可选性试验方案，实现矿石中有价金属的回收利用和最大经济效益[6-10]。

试验在该厂提供试验报告及生产磨矿工艺制度条件下，确定原矿细度-0.074 mm含量占70.00%、浮选浓度40%左右为最佳浮选条件，不需要再次进行磨矿细度与浓度探索研究。因现有药剂条件未能进一步改善生产现状，实验室采用优先捕收铅矿物和混合铜-铅矿物的高效捕收剂8230CN、242CN或者8230CN+8151CN（铅/铜矿物及银矿物）、8151CN（针对铜矿物以及活化的锌矿物的捕收剂）、起泡剂AF-20（与8230CN一起使用，有较好的协同作用）、8372CN（对硫铁矿、毒砂有较强的抑制作用）的新型药剂进行捕收剂种类及用量、硫铁抑制剂种类及用量、起泡剂的种类及用量等条件试验分别进行探索，最终实现了满足现场铜铅回收利用的选矿工艺参数。条件试验原则流程如图1所示。

图1 条件试验原则流程图Fig.1 Principle flowsheet chart of condition test

2.1 铜铅混合浮选条件试验

2.1.1 捕收剂种类试验

试验条件：入选细度-0.074 mm占70.00%，ZnSO4+Na2SO3600 g/t+200 g/t，AF-20 20 g/t+10 g/t。捕收剂种类对浮选试验影响结果见表4。

表4 捕收剂种类对浮选试验影响结果Tab.4 Effect of collecting agent type on flotation test %

由表4的结果可以看出，与25#黑药相比，新型药剂242CN、8230CN、8250CN、8151CN不同药剂组合均获得了良好的浮选指标，其中8230CN+8250CN组合使用作为铜铅混选捕收剂获得的铜铅粗精矿含铅品位为19.82%、含铜品位为0.66%，粗精矿中铅回收率95.29%、铜回收率61.85%，铜铅粗精矿铅品位和回收率分别由17.75%和87.74%提高到19.82%和95.29%，铜品位和回收率分别由0.21%和23.81%提高到0.66%和61.85%，采用8230CN+8250CN组合使用作为铜铅混选捕收剂能够起到较好的捕收效果。综合考虑，选取8230CN+8250CN作为铅抑制剂进行后续试验。

图1示，PLAGL2主要表达于阳性细胞核与胞质中，PCa中PLAGL2阳性表达率(80.6%，83/103)高于良性前列腺增生(22.0%，11/50)，其中在PCa组织中弱阳性26例，阳性28例，强阳性29例，在良性前列腺增生组织中弱阳性7例，阳性4例，差异有统计学意义，χ2=55.003，P<0.001。

2.1.2 捕收剂8230CN+8250CN用量试验

试验条件：入选细度-0.074 mm占70.00%，ZnSO4+Na2SO3600 g/t+200 g/t，AF-20 20 g/t+10 g/t+5 g/t+5 g/t。捕收剂8230CN+8250CN用量对浮选指标影响结果见图2。

图2 8230CN+8250CN用量对浮选指标的影响Fig.2 Effect of 8230CN+8250CN dosage on flotation indicators

由图2结果可以看出，随着8230CN+8250CN总用量的减少，铜粗精矿的产率逐渐降低，铜铅粗精矿含铅品位逐渐上升，含铜品位逐渐降低。当8230CN+8250CN用量为40 g/t+30 g/t时，铜铅粗精矿品位及回收率达到峰值。因此，选用8230CN+8250CN总用量以40 g/t+30 g/t为宜。

2.1.3 锌矿物抑制剂种类试验

试验条件：入选细度-0.074 mm占70.00%，8230CN+8250CN：40 g/t+30 g/t，AF-20：20 g/t+10 g/t+5 g/t。锌矿物抑制剂种类对浮选指标影响结果见表5。

表5 锌矿物抑制剂种类试验结果Tab.5 Species test results of inhibitor depressor for zinc minerals %

由表5的结果可以看出，硫酸锌单独使用与亚硫酸钠组合使用时对锌矿物的抑制未有明显提升，同时添加亚硫酸钠作为锌矿物抑制剂时对铜铅具有一定的抑制作用，削弱了铜铅金属的回收效果。综合考虑，选取硫酸锌作为锌矿物抑制剂进行后续试验。

2.1.4 硫酸锌用量试验

试验条件：入选细度-0.074 mm占70.00%，8230CN+8250CN 40 g/t+30 g/t，AF-20 20 g/t+10 g/t+5 g/t。硫酸锌用量对浮选指标影响结果见图3。

图3 硫酸锌用量对浮选指标的影响Fig.3 Effect of zinc sulfate dosage on flotation indicators

由图3结果可以看出，随着硫酸锌用量的升高，粗精矿中锌矿物的互含比例逐渐降低，锌回收率逐渐升高，铅品位、铜品位和铅回收率、铜回收率及未出现较大波动。当硫酸锌用量达到600 g/t后，继续增加硫酸锌用量选别指标变化不大。因此，粗选硫酸锌用量以600 g/t为宜。

2.1.5 粗选起泡剂种类试验

试验条件：入选细度-0.074 mm占70.00%，8230CN+8250CN：40 g/t+30 g/t，ZnSO4600 g/t。粗选起泡剂种类及用量对浮选试验影响结果见表6。

表6 粗选起泡剂种类试验结果Tab.6 Species test results of foaming agent for rough selection %

表6的结果可以看出，三种起泡药剂2#油起泡性能最好，铜铅粗精矿作业产率14.22%，但采用2#油作为粗选起泡剂时粗精矿品位迅速下降，不利于精选作业铜铅混合精矿品位的提升；铜精矿回收率变化不大。新型药剂MIBC与AF-20相比，起泡性能相似，对于锌矿物的可浮性稍弱于AF-20，更加有利于后续锌矿物的回收利用，同时相比AF-20成本更加低廉；选用MIBC获得了粗精矿含铅10.33%、含铜0.26%、铅回收率96.73%、铜回收率59.12%的良好指标。综合考虑，本次试验研究采用 MIBC作为浮选起泡剂。

2.1.6 精选硫铁抑制剂种类及用量对浮选的影响

试验条件：入选细度-0.074 mm占70.00%，8230CN+8250CN：40 g/t+30 g/t，ZnSO4：600 g/t+300 g/t+200 g/t，MIBC 20 g/t。精选硫铁抑制剂种类及用量对浮选指标影响结果见表7。

表7 精选硫铁抑制剂对矿石浮选的影响试验结果Tab.7 Test results for effect of ferric sulfide inhibitor depressor for cleaning concentration on ore flotation %

表7的结果可以看出，单独采用8372CN作为硫铁抑制剂不能较好地产生抑制效果，硫铁上浮进而影响了混选精矿品位；石灰抑制效果较好，采用石灰为硫铁抑制剂时，获得了含铅品位70.09%、含铜品位1.42%、铅回收率64.89%、铜回收率42.39%的混选精矿，同时促使锌矿物互含得到有效控制，选用石灰与8372CN及石灰单独作为硫铁抑制时，混选精矿回收率未有明显波动。综合考虑，精选选用石灰作为硫铁抑制剂以300 g/t为宜。

2.3 闭路试验

在条件试验与开路试验基础上进行闭路试验。试验流程如图4所示，试验结果见表8。

图4 闭路试验流程Fig.4 The closed circuit test flow

表8 闭路试验结果Tab.8 The closed circuit test results %

由表8结果可以看出，采用图4所示闭路流程处理该矿石，可获得含铅品位为68.34%、含铜品位1.76%、含锌品位4.47%、铅回收率为93.16%、铜回收率41.23%、锌回收率1.95%的铜铅混合精矿。在该选厂其他工艺参数不变动情况下，使用新型药剂有效提高铅回收率1.45%、铜回收率13.56%，实现了铜铅金属的有效回收。

3 结语

1）青海某铜铅锌矿石品位偏低，主要的金属矿物是闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿及黄铁矿、斑铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿伴生紧密，铜铅嵌布粒度极细且不均匀，矿石构造主要为浸染状构造，表现为闪锌矿、方铅矿呈粒度不均匀的集合体分布于脉石矿物中。此外，由于硫、铁含量较高，可浮性较好，难以抑制，分选难度较大；

2）实验室采用高效捕收剂8230CN、8250CN、8230CN+8151CN、8151CN、AF-20、8372CN等一系列新型药剂对该类矿石进行药剂制度优化，最终确定了的新型药剂8230CN、8250CN及起泡剂MIBC作为该选矿厂基本浮选药剂；

3）采用闭路流程处理该矿石，可获得含铅品位为68.34%、含铜品位1.76%、含锌品位4.47%、铅回收率为93.16%、铜回收率41.23%、锌回收率1.95%的铜铅混合精矿；在该选厂其他工艺参数不变动情况下，铅、铜回收率分别提高了1.45%、13.56%，分选效果较好。