某鉛鋅礦原礦含鉛約4%,鋅約5.5%,硫約26%,銀約175g/t,選礦廠采用鉛、鋅依次浮選流程生產鉛精礦和鋅精礦,所得鉛精礦含鉛大于57%,鉛回收率大于89%,銀回收率67%,鋅精礦鋅品位大于53%,鋅回收率大于91%。雖然鉛鋅的價值在該資源中占有極其重要的地位,但在生產過程中發現,鉛精礦中含有一定量的銅礦物,且其品位較高,大于1.3%,進一步分離回收鉛精礦中的銅礦物,對于提高企業的經濟效益以及資源的綜合利用程度都具有重要的意義。為此,本研究對該礦石進行了從鉛精礦中分離銅的浮選試驗。

1礦石性質

某鉛鋅礦礦石的構造以塊狀構造、斑雜狀構造、浸染狀構造與脈狀構造為主,結構以自然晶結構、他形晶結構、固溶體分離結構、交代殘余結構、骸晶結構、網狀結構、格子狀結構、嵌晶結構、碎裂結構和交錯結構為主。

試樣中的黃銅礦與閃鋅礦、方鉛礦連生關系較復雜,主要以他形粒狀集合體組成團塊狀或脈狀穿切交叉閃鋅礦、黃鐵礦;有的與方鉛礦、銀黝銅礦組成微脈穿切閃鋅礦;有的沿閃鋅礦裂紋和解理充填,成格子狀分布于閃鋅礦中。黃銅礦還與閃鋅礦構成固溶體分離結構,黃銅礦以出溶物形式分布于閃鋅礦中,呈乳滴狀、網狀定向排列。在黃銅礦中也可見到微細星狀、十字形、棒形的閃鋅礦出溶物分布。黃銅礦多包裹毒砂和金銀礦,毒砂呈串珠狀,短束脈狀在黃銅礦中分布。黃銅礦還呈不規則狀充填于方解石等脈石礦物中,有時還包裹脈石礦物”。

試樣中主要元素的化學分析結果見表1。

鉛鋅礦的鉛精礦新型選銅工藝表1

鉛鋅礦的鉛精礦新型選銅工藝表1

2試驗方案

由于現場現有鉛、鋅依次浮選工藝流程可獲得優良的鉛、鋅生產指標,故試驗中不研究鉛、鋅的選別,而直接套用現場選鉛流程及條件,著重對產生的含銅鉛精礦進行銅鉛分離研究。

在銅鉛鋅多金屬礦石中,銅礦物和鉛礦物常致密共生,鑲嵌關系復雜多變。浮選時,由于兩者的天然可浮性相似,一般采用銅鉛混合浮選后再分離的技術,銅鉛分離效果的好壞是處理銅鉛鋅多金屬硫化礦的關鍵性問題之一。目前,銅鉛分離的傳統方法如氰化法和重鉻酸鹽法由于對環境產生污染而逐漸被淘汰,利用組合抑制劑進行銅鉛分離成為主流。但利用組合抑制劑進行銅鉛分離存在藥劑制度復雜、藥劑成本高、工藝流程對不同性質的礦石適應性差等問題。傳統的重鉻酸鹽法雖然存在著環境污染問題,但其銅鉛分離效果好、適應性強,若能解決環境污染問題,則重鉻酸鹽法用于銅鉛分離就有明顯的優勢。重鉻酸鹽法銅鉛分離的環境污染問題主要是由高價鉻離子引起的,而采用亞硫酸鈉+石灰還原沉淀工藝去除高價鉻離子在技術上是可以完全實現的。因此,本試驗采用重鉻酸鉀法進行銅鉛分離,采用亞硫酸鈉+石灰還原沉淀工藝進行選礦廢水處理。

從圖3可以看出,隨著重鉻酸鉀粗選用量不斷增大,獲得的銅精礦中鉛的含量不斷下降,銅的品位不斷升高,但當重鉻酸鉀粗選用量達到2500g/t時,獲得的銅精礦銅品位變化不大,而銅回收率有較大幅度降低。因此,選取重鉻酸鉀粗選用量2000g/t作為后續試驗條件。

4.1.3丁黃藥用量試驗

由于對含銅鉛精礦進行了脫藥處理,若不加適量的捕收劑則銅礦物會因表面疏水性不夠而不能充分上浮;但若加入的捕收劑過量,則上浮的鉛礦物會增加,從而導致銅鉛分離效果不理想。為此,以丁黃藥為捕收劑,按圖1流程,固定活性炭用量為2000g/t,重鉻酸鉀粗選用量為2000g/t,進行了丁黃藥用量試驗。試驗結果表明,當銅鉛分離過程中加入適量丁黃藥時,獲得的銅精礦產率明顯增大,但丁黃藥加入量稍大,則銅精礦中銅的品位大幅下降,鉛的含量明顯升高,說明丁黃用量已經過量。根據試驗結果,選取丁黃藥用量5g/t作為后續試驗條件。

4.2閉路流程試驗

在條件試驗的基礎上,進行了閉路流程試驗。試驗流程見圖4,試驗結果見表2。

鉛鋅礦的鉛精礦新型選銅工藝表2

從表2可以看出,通過銅鉛銅鉛分離,可使礦石中的銅礦物得到有效利用。但在銅鉛分離過程中使用了重鉻酸鉀,對環境不友好,產生的選礦廢水需處理后才能循環利用。