低品位铜铅锌铁复杂多金属资源清洁高效综合利用技术研究与应用

荆晓雷，郑桂兵，任爱军，阎文强，刘云志

（1.赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司，内蒙古 赤峰 025462；2.北京矿冶科技集团有限公司，北京 100160）

由于矿产资源禀赋的特点，大力发展清洁、高效、绿色的选矿技术，是开发多金属难处理矿技术发展的主要趋势。铜铅锌多金属硫化矿是典型的复杂多金属资源，其高效综合利用一直是选矿领域的研究热点和难点[1]。

1 主要创新技术成果

为了尽可能获得合格的精矿和较高的金属回收率，在大量试验的基础上，红岭多金属矿联合北京矿冶研究总院创新性地开发出了“铜铅混选再分离-混选尾矿选锌-选锌尾矿选铁”主干工艺流程，获得了铜品位21.37%、含铅5.82%、含锌10.28%的铜精矿，铜回收率为49.24%；铅精矿铅品位58.66%、含铜5.72%、含锌4.58%，铅回收率51.21%；锌精矿品位50.29%、含铜0.53%，锌回收率为91.83%，获得了合格的铜精矿、铅精矿、锌精矿和铁精矿，为实现红岭多金属矿综合回收、科学利用和提质增效迈出了重要的一步。通过药剂分子设计技术开发出新型铜铅分离小分子抑制剂BK510-1，量子化学计算结果如图1所示，由乙硫氮、BK510-1及水与黄铜矿、方铅矿的相互作用能、前线轨道能量和费米能级分析可知，BK510-1更易于吸附在黄铜矿表面，而乙硫氮更易于吸附于方铅矿表面，且相互作用都强于水分子。基于此计算结果，成功开发了一种黄铜矿选择性抑制剂BK510-1，该药剂应用于红岭多金属矿铜铅分离作业，成功实现了无铬铜铅分离。

图1 药剂与矿物作用量子化学计算结果

开发了“中矿跨越式返回-一段磨矿异步解离”技术。在现有的设备条件下，将铜铅混选精选作业低解离度中矿返回一段磨矿作业，实现了目标矿物异步解离，改善了铜铅浮选环境，提高了分离指标。

为消除铜铅分离作业的铜锌矿物连生体对浮选指标的影响，在尽量避免有用矿物过磨的前提下，将铜矿物解离度相对较低的精选中矿的返回位置从铜铅混选粗选作业调整为一段磨矿作业，中矿返回位置跨越式的调整实现了目标矿物解离度的精准控制。采用“多碎少磨”的理念，改变入磨前检查筛分作业的筛孔尺寸（由16mm降低到12mm），降低了入磨矿石粒度，在提高矿石处理量的同时强化了目标矿物的解离效果，磨矿细度从65%提高到70%，为浮选分离创造了条件。

选矿车间生产用水包括：尾矿回水、井下水和清水，其中磨浮系统流程用水全部为尾矿回水。

通过研究残余重金属离子和有机药剂在尾矿中的生命周期，结合尾矿废水pH环境，将所有精矿过滤水与尾矿集中排至尾矿库，使矿浆中大部分残留药剂实现自然降解，并通过增加铜铅混选作业含锌矿物抑制剂硫酸锌和亚硫酸钠用量和精准控制选矿过程中活化剂硫酸铜用量等措施，减小直至消除了回水中残留药剂对铜铅混浮的影响，实现了回水全部循环利用。

2 技术成果应用前后指标对比

通过技术创新，红岭多金属矿各产品的互含大幅降低，提高了精矿产品的质量，成果应用前后主要指标对比，铜回收率提高45%左右；铅回收率由13.78%提高到51.56%；在锌原矿品位下降38.8%（由3.71%降低至2.26%）的情况下，锌精矿维持了93%左右的回收率；提高了Au、Ag在铅精矿和铜精矿中的富集（铅精矿含Au 4.07g/t，含Ag 4390 g/t，铜精矿含Au1.48g/t，含银950g/t），Au、Ag在铜精矿和铅精矿中的总回收率分别为22.51%、68.2%。

3 第三方评价

该技术成果已通过中国有色金属工业协会组织的评价会。科技成果总体评价结论认为：“该成果整体技术处于国际先进水平，其中伴生低品位铅的综合回收技术国际领先”。

4 经济效益和社会效益

通过该项目研究成果在生产上的应用和实施，使选矿技术指标都有了明显提升，尤其是铜回收率由原来的21.44%提高到了76.85%，铅回收率由13.78%提高到51.56%，并提高了贵金属金、银在铜铅精矿中富集，实现了金的计价销售；关键含杂指标锌含铜、铜含锌降低明显，锌含铜由0.64%降低到0.42%；铜含锌由20.19%降低到11.88%。通过选矿指标的提升，提高了金属产量，增加了企业经济效益，可为企业年增加经济收入3000多万元。

5 结论

本技术成果由赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司、北京矿冶研究总院历经6年共同完成，开发了适合红岭多金属矿的“铜铅混选再分离-混选尾矿选锌-选锌尾矿选铁”的主干工艺流程，形成了集精准控制、流程优化、新药剂应用为一体的技术体系，实现了低品位铜铅锌铁复杂多金属资源清洁高效综合利用技术的在工业应用中的稳定高效运行，使得主要有价金属元素包括铁、锌、铜、铅等，另外还伴生有金、银等元素得到有效回收，大大提升了其综合利用率，技术经济指标先进。该技术难题的成功突破，对于提高红岭多金属硫化矿资源的高效回收具有重要意义，同时对拉动周边经济发展、保护矿区生态环境，促进行业的可持续发展意义重大。