富银铜锌多金属矿选矿试验研究

邹坚坚，胡 真，王成行，李汉文，汪 泰，李沛伦，姚艳清

富银铜锌多金属矿选矿试验研究

邹坚坚，胡 真，王成行，李汉文，汪 泰，李沛伦，姚艳清

(广东省科学院 资源利用与稀土开发研究所 稀有金属分离与综合利用国家重点实验室，广州 510650)

某富银铜锌多金属硫化矿，其银品位为125 g/t，铜品位为0.26%，锌品位为1.13%，硫品位为3.04%；90%的银赋存于银黝铜矿、黝铜矿等铜矿物中。采用“优先浮银铜﹣锌硫混浮﹣锌硫分离”工艺流程进行处理，选择高效银捕收剂SAC强化银的回收，全流程实验获得的银(铜)精矿含银10094 g/t，含铜16.67%，银回收率88.78%，铜回收率80.23%，锌精矿含锌45.46%，锌回收率81.81%。实现了矿石中银铜锌的综合回收。

有色金属冶金；多金属矿；浮选；综合回收；银；铜；锌

银、铜和锌均属于亲硫元素，在地质成矿过程中，三者常集中在一起形成富含银的铜锌多金属矿，其中银通常以铜矿物作为载体，形成载银铜矿物。由于铜精矿中的银在冶金过程中更易得到回收，而锌精矿中的银回收相对困难，因此，铜精矿中银的计价系数远高于锌精矿中银的计价系数。基于此，选矿过程中应尽可能实现银富集至铜精矿，而避免进入锌精矿。对于富银的铜锌多金属硫化矿，为保障铜精矿中银回收率尽可能高，通常在低碱条件下采用优先浮铜，实现银铜同步富集，得到高银的铜精矿，根据不同矿石特点，从选银铜的尾矿中采用锌硫混浮-锌硫分离或活化浮锌-浮硫两种流程实现锌硫回收[1-8]。本文针对某富银铜锌多金属矿进行研究，拟采用合理的选矿工艺流程及药剂制度，获得银(铜)精矿、锌精矿和硫精矿等产品，实现银铜锌硫的综合回收。

1 实验

1.1 矿样性质

富银铜锌多金属矿取自国内某大型矿山，化学多元素分析结果列于表1，由表1可知该矿含银125g/t，含铜0.26%，含锌1.13%，均达到工业开采品位要求。含硫3.04%，说明矿石中含一定量的硫化物。根据矿石中银铜锌含量，可以看出本矿石为富银铜锌矿石。赋存状态研究结果表明，赋存于银黝铜矿、黝铜矿、黄铜矿、黝锡矿等铜矿物中银占原矿总银的90%；赋存于闪锌矿中银占原矿总银3%；赋存于脆硫锑铅矿、方铅矿中银占原矿总银3%，赋存于黄铁矿、白铁矿、毒砂等矿物中的银占原矿总银的2%，分散于脉石中的银占原矿总银的2%。黝铜矿与闪锌矿嵌布粒度见表2，从表2可以看出，闪锌矿和黝铜矿嵌布粒度具有粗细不均匀的特点，体现在粒度范围较宽，微细粒较多，小于0.04 mm粒级所占比例较大。

表1 矿样化学多元素分析结果

Tab.1 Multi-elemental analysis results of theminerial

*注：单位为g/t，本文下同。

表2 主要矿物嵌布粒度

1.2 试验方案

本矿石中90%的银赋存于铜矿物中，铜矿物多为载银铜矿物，因此，实现载银铜矿物的良好回收是实现银铜回收的前提。基于载银铜矿物可浮性优

于锌矿物可浮性的特点，同时考虑到银在铜精矿中计价系数较高的销售需求，为避免银进入到计价系数低甚至不计价的锌精矿中，对于富银铜锌矿石的选别，通常采用“优先选铜”工艺保障银尽可能进入到铜精矿。考虑到本矿石中锌品位较低(1.13%)，硫品位也较低(3.04%)，而且锌矿物嵌布粒度粗细不均。为综合回收锌和硫，获得较高品位的锌精矿和硫精矿产品，适宜采用“锌硫混浮﹣再分离”回收锌、硫。结合矿石性质特点，综合考虑银铜锌硫的回收，拟定试验方案见图1。

图1 试验方案

1.3 试剂和设备

实验使用的试剂主要有酯类捕收剂SAC、Z200、ZA[9]、丁黄药、硫酸铜、工业级石灰、2#油等。仪器设备主要有XFD浮选机、XMQ240×90实验室球磨机、实验室烘箱等。

1.4 测定和计算

样品中低银采用原子吸收法，很高的银采用容量法，低的铜和锌采用原子吸收法，高的铜和锌采用滴定法。回收率()计算方式为：

2 结果与讨论

2.1 优先浮选银铜

2.1.1 细度影响

矿样中黝铜矿(载银铜矿物)和闪锌矿嵌布粒度范围较宽，微细粒较多，小于0.04 mm粒级所占比例较大，需要通过磨矿以提高矿物的解离度才能实现银铜与锌硫分离。实验条件为磨矿细度变量，磨矿后矿样加入1500 g/t亚硫酸钠+1500 g/t硫酸锌，捕收剂为SAC[10](以酯类为主的合成药剂，兼有起泡性能)，用量为60 g/t，结果见图2。从图2可以看出，磨矿细度增加后，随着载银铜矿物解离度的提高，银和铜的回收率均明显增加，但在细度达到 -0.074 mm占73%后趋于稳定，另外细度增加银和铜品位在不断下降，说明细度增加后，一些不含银的矿物也容易上浮进入银铜精矿。综合考虑银铜回收及精矿品位，选择磨矿细度为-0.074 mm占73%。

图2 细度试验结果

2.1.2 锌抑制剂影响

优先浮选载银铜矿物作业必须有效地抑制矿石中的锌矿物和硫矿物，否则难以获得较高品位的合格银铜精矿，同时抑制锌硫过程中要避免载银铜矿物也受到抑制，要尽可能实现银和铜的同步回收。因此，高选择性的锌硫抑制剂显得非常重要。硫酸锌+亚硫酸钠、石灰+硫酸锌均是抑锌常用方案，同时对硫矿物也具有一定的抑制作用。为此，分别针对两种组合抑锌硫药剂进行研究。实验条件为磨矿至细度-0.074 mm占73%，捕收剂SAC用量为60 g/t，锌硫抑制剂为变量，实验结果见图3。

从图3可以看出，加入亚硫酸钠+硫酸锌后，银品位得到明显提高，回收率在用量超过2250 g/t+2250 g/t后明显下降(图3(a))，而加入石灰+硫酸锌后，银品位也得到明显提高，但是回收率下降非常明显(图3(a))。亚硫酸钠+硫酸锌或石灰+硫酸锌作用下，铜的变化规律与银基本相同(图3(b))。加入亚硫酸钠+硫酸锌后，锌品位和回收率均下降，加入石灰+硫酸锌后，锌品位和回收率反而增加(图3(c))。综合试验结果，亚硫酸钠+硫酸锌对锌矿物具有较好的选择性抑制效果，因此，选择亚硫酸钠+硫酸锌作抑制剂，用量为2250 g/t+2250 g/t。

2.1.3 银捕收剂影响

矿样中主要有价元素为银，基本以黝铜矿等铜矿物为载体存在，矿样中还含有大量黄铁矿、闪锌矿等硫化矿，因此，在捕收剂选择上，要求对银矿物具有良好的选择性捕收能力。Z200、ZA、BK301、SAC等硫氨酯类药剂对银矿物均具有较好捕收能力，可以在较低碱度下实现银矿物回收。在此，针对Z200、ZA、BK301、SAC 等4种药剂进行对比实验研究。实验条件为，磨矿细度-0.074 mm占73%，亚硫酸钠+硫酸锌作抑制剂，用量为2250 g/t+2250 g/t，捕收剂为变量，结果见图4。结果表明，同等用量条件下，采用SAC获得的粗精矿银品位及回收率均达到最高，表明在优先浮银作业，SAC对银矿物具有良好的选择性捕收效果。因此，采用SAC作银捕收剂，用量为60 g/t。

图3 锌抑制剂(Na2SO3:ZnSO4=1:1或CaO:ZnSO4=1:1)试验结果

图4 银捕收剂实验结果

2.2 活化浮选锌硫

矿石中锌含量为1.13%，锌矿物含量相对较少，硫含量3.04%，硫化矿量也不高，对于这种低锌低硫矿石，比较适合采用锌硫混浮流程，在优先浮银作业，采用了亚硫酸钠+硫酸锌组合抑制锌，同时抑制硫，为此须对锌矿物等硫化矿物进行活化实验研究。实验条件为，给矿为浮银尾矿，捕收剂丁黄药用量120 g/t，起泡剂2#油用量10 g/t，锌硫活化剂试验结果见图5。两种活化剂中，单独添加硫酸铜，随着硫酸铜用量增加，锌品位和回收率均得到提高，在硫酸铜用量超过100 g/t后，回收率趋于稳定，品位下降。而采用硫酸与硫酸铜组合，获得的锌品位和回收率与用硫酸铜类似，但提高程度没有硫酸铜的高。因此，选择添加硫酸铜作锌硫活化剂，用量为100 g/t。

2.3 锌硫分离

活化浮选锌硫获得的锌硫混合精矿含锌品位在13%左右，需进行锌硫分离才能获得合格的锌精矿，针对锌硫分离进行锌捕收剂对比试验研究，实验条件为，给矿为锌硫混合精矿，磨矿细度为-0.043 mm占81%，石灰用量为1000 g/t，结果见图6。图6结果表明，同等用量条件下，采用SAC获得的粗精矿锌品位最高，作业回收率也较高，这说明SAC对锌矿物具有良好的选择性捕收效果。基于研究结果，采用SAC作锌硫分离的捕收剂，用量为10 g/t。

2.4 全工艺流程实验研究

根据原矿磨矿细度、银捕收剂、锌抑制剂、锌活化剂等条件试验结果，进行全流程实验研究，流程见图7，结果列于表3。

图5 锌活化剂实验结果

图6 锌捕收剂实验结果

图7 全流程实验流程图

表3 全流程实验结果

Tab.3 The results of whole process test

全流程闭路实验获得银品位10094 g/t、银回收率88.78%，含铜16.67%、铜回收率80.23%，含锌4.17%的银(铜)精矿；锌品位45.46%、锌回收率81.81%，含银256 g/t，含铜0.66%的锌精矿。

3 结论

1) 国内某富银铜锌多金属矿，主要有价矿物为银黝铜矿、黝铜矿及闪锌矿，银的价值超过铜和锌的价值，需采用高效的浮选药剂实现矿石中有价矿物的相互分离，实现有价矿物的全面综合回收。

2) 原矿采用亚硫酸钠+硫酸锌组合抑制闪锌矿及硫铁矿，SAC作为高选择性银铜捕收剂，优选浮选获得银品位10094 g/t、银回收率88.78%，含铜16.67%、铜回收率80.23%的银(铜)精矿；银(铜)浮选尾矿采用硫酸铜作锌硫活化剂，丁黄药作捕收剂，2#油作捕收剂，进行锌硫混合浮选获得锌硫混合精矿，锌硫混合精矿采用再磨锌硫分离，以石灰作硫抑制剂，SAC作锌捕收剂，获得锌品位45.46%、锌回收率81.81%，含银256.26 g/t的锌精矿。

4) 全流程采用“银铜优选浮选-锌硫混合浮选-锌硫分离”工艺，实现了矿石中银铜、锌、硫的相互分离，获得独立的银铜精矿、锌精矿及硫精矿，为富银铜锌多金属矿的高效开发提供了技术依据。

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Study on the mineral processing experiment of a sliver-rich copper-zinc polymetallic ore

ZOU Jian-jian, HU Zhen, WANG Cheng-hang, LI Han-wen, WANG Tai, LI Pei-lun, YAO Yan-qing

(Institute of Resources Utilization and Rare Earth Development, Guangdong Academy of Sciences,State Key Laboratory of Separation and Comprehensive Utilization of Rare Metals, Guangzhou 510650, China)

A sliver-rich copper-zinc polymetallic sulfide ore has a silver grade of 125 g/t, copper grade of 0.26%, zinc grade of 1.13%, sulfur grade of 3.04%. 90% of silver occurs in copper minerals such as silver tetrahedrite and tetrahedrite. Adopting the process of “priority floating silver copper - zinc sulfur mixed floating - zinc sulfur separation” and using high-efficiency silver collector SAC, the silver grade of the silver-copper concentrate obtained by the whole process experiment is 10094 g/t with an 88.78% silver recovery rate, and the grade of copper is 16.67% with an 80.23% silver recovery rate. The zinc grade in the zinc concentrate is 45.46%, and its recovery rate is 81.81%. Comprehensive recovery of silver, copper, and zinc in rich Ag-Cu-Zn polymetallic ore is achieved.

non-ferrous metallurgy; polymetallic ore; flotation; comprehensive recovery; silver; copper; zinc

TD923

A

1004-0676(2022)02-0063-06

2021-08-18

国家重点研发计划“固废资源化”锡尾矿复合力场综合回收与无害化充填关键技术及示范(2019YFC1904202)

邹坚坚，男，硕士，高级工程师。研究方向：稀有、有色、贵金属选矿工艺研究。E-mail: zou19876557@126.com