某铜锌多金属硫化矿石选矿工艺试验研究

聂世华

摘要：某铜锌多金属硫化矿石含铜0.38 %、锌1.69 %、硫12.48 %，铜、锌、硫为主要有价回收元素。为实现铜、锌、硫的有效分离回收，开展了选矿工艺流程及药剂制度试验研究。结果表明：采用铜锌硫顺序优先浮选工艺，即优先选铜、再选锌、最后选硫工艺，在Z-200作为选铜捕收剂，硫酸锌和亚硫酸钠组合作为锌抑制剂，石灰作为硫抑制剂，乙基黄药和丁基黄药作为选锌捕收剂的条件下，闭路试验获得了铜精矿铜品位21.95 %、铜回收率80.52 %，锌精矿锌品位45.29 %、锌回收率83.22 %，硫精矿硫品位49.79 %、硫回收率85.02 %的试验指标。

关键词：多金属矿；优先浮选；铜锌分离；锌抑制剂；硫

中图分类号：TD923          文章编号：1001-1277（2023）06-0055-04

文献标志码：Adoi：10.11792/hj20230612

铜是国民经济生产中的重要金属［1］，近年来，随着新能源等产业的快速发展，对铜的需求日益增加。铜锌多金属硫化矿是生产铜、锌等金属的主要原料之一。但是，由于铜锌多金属硫化矿石性质复杂多变，铜锌分离技术已成为选矿领域的重要研究课题之一［2-3］。铜锌难以分离的原因主要有2个：一是铜、锌嵌布粒度细，且共生存在，黄铜矿常呈细粒浸染状存在于闪锌矿中［4-5］，矿石往往需要细磨，若铜矿物和锌矿物单体解离不完全，则不能很好地实现2种矿物的浮选分离；二是闪锌矿易被铜离子活化，在浮选矿浆中有微量铜离子时，闪锌矿会吸附铜离子而被活化。常用的选矿工艺流程是优先浮选法，其次是铜锌混合浮选、部分优先浮选—混合浮选、等可浮浮选等［6］。本文针对某铜锌多金属硫化矿石，在分析矿石性质的基础上，进行了系统的选矿试验研究，取得了较好的指标。

1 矿石性质

某铜锌多金属硫化矿石中有价元素主要是铜、锌、硫，还含有一定量的金。铜主要为硫化铜矿物，氧化铜矿物的含量很低。硫化铜矿物中原生硫化铜约占总铜的56.4 %，次生硫化铜约占41 %；铜矿物主要为黄铜矿、铜蓝、辉铜矿，其次为孔雀石、自然铜、斑铜矿及赤铜矿。锌主要为硫化锌，分布率为95.12 %，其他以氧化物形式存在；鋅矿物主要为闪锌矿。硫主要以黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿等金属硫化物形式存在。脉石矿物主要有石英、方解石，其次为绿泥石、白云母、透辉石、白云石等。矿石主要化学成分分析结果见表1。

2 选矿试验结果与讨论

2.1 试验方案选择

对铜锌多金属硫化矿石可采用的浮选原则流程有优先选铜流程、锌铜混选流程、锌铜等可浮浮选流程、易选铜快速优先浮选流程等四大类。针对矿石性质，前期开展了探索试验，选择铜锌硫顺序优先浮选原则工艺流程，在此基础上进行了条件试验，考察了捕收剂、磨矿细度等因素，确定了最终的药剂制度和选矿工艺流程。

2.2 磨矿细度

在捕收剂Z-200用量20 g/t，抑制剂硫酸锌和亚硫酸钠用量均为800 g/t的条件下，开展磨矿细度试验。试验流程见图1，试验结果见表2。

由表2可知：随着磨矿细度逐渐增大，铜回收率逐渐升高。当磨矿细度-0.074 mm占比超过80 %时，铜回收率保持稳定，表明最佳磨矿细度为-0.074 mm占80 %左右。后续试验选择磨矿时间360 s，此时磨矿细度-0.074 mm占81.00 %。

2.3 捕收剂种类

适宜的捕收剂是获得良好分选指标的重要因素。

由于硫化铜矿物的可浮性好于硫化铅、硫化锌和硫化铁等矿物，因此，硫化铜矿物的捕收剂常选用捕收能力较弱但选择性较强的药剂。采用硫酸锌和亚硫酸钠作为锌抑制剂，选取Z-200、乙基黄药、丁基黄药、丁铵黑药和丁钠黑药5种捕收剂开展试验。试验流程见图2，试验结果见表3。

由表3可知：5种捕收剂对铜的选择性顺序为Z-200>丁铵黑药>丁钠黑药>丁基黄药>乙基黄药。在品位接近的情况下，采用Z-200作为捕收剂，铜回收率最高，达到74.80 %。因此，确定采用Z-200作为铜捕收剂。

2.4 捕收剂用量

固定磨矿细度-0.074 mm占81.00 %，开展捕收剂Z-200用量试验。试验流程见图1，试验结果见表4。

由表4可知：随着捕收剂Z-200用量的增加，产率逐渐增大，铜粗精矿铜品位逐渐下降、锌品位先升高后下降，铜、锌的回收率均逐渐增大。当捕收剂Z-200用量为15 g/t时，继续增加Z-200用量，铜回收率增幅较小，但锌回收率仍在不断提高。为保证铜粗精矿铜回收率，且使铜粗精矿中锌品位较低，确定捕收剂Z-200的最佳用量为15 g/t。

2.5 锌抑制剂用量

常用的锌抑制剂有氰化物、亚硫酸盐、硫酸锌、硫化钠等。采用硫酸锌和亚硫酸钠组合作为抑制剂，固定磨矿细度-0.074 mm占81.00 %，捕收剂Z-200用量15 g/t，考察硫酸锌和亚硫酸钠用量对锌的抑制效果。试验流程见图1，试验结果见表5。

由表5可知：随着硫酸锌和亚硫酸钠用量的逐渐增大，铜粗精矿含铜、含锌都逐渐升高；当二者总用量超过1 200 g/t后，再继续增大其用量，铜粗精矿含铜、含锌反而有所降低。因此，选择硫酸锌用量600 g/t、亚硫酸钠用量600 g/t为最佳用量。

2.6 锌硫顺序浮选开路试验

针对选铜后的尾矿，开展了优先选锌再选硫试验。选锌采用石灰抑制硫，硫酸铜活化锌，乙基黄药和丁基黄药作为选锌的捕收剂，2号油作为起泡剂；选硫采用硫酸铜活化硫，丁基黄药作为捕收剂，2号油作为起泡剂。选锌、选硫均采用一次粗选、一次扫选、一次精选的流程结构，试验流程及条件见图3，试验结果见表6。由表6可知：开路试验获得的锌粗精矿锌品位达47.87 %、锌回收率为79.12 %，锌粗精矿与2个锌中矿合计锌回收率为90.38 %；硫粗精矿含硫达50 %以上、硫回收率为78.61 %，硫精矿与2个硫中矿合计硫回收率高达86 %以上。

2.7 全流程閉路试验

在上述条件试验的基础上，开展了优先选铜、再选锌、最后选硫的铜锌硫顺序优先浮选全流程闭路试验。试验流程见图4，试验结果见表7。

由表7可知：全流程闭路试验获得了较好指标，铜精矿含铜21.95 %、铜回收率80.52 %，锌精矿含锌45.29 %、锌回收率83.22 %，硫精矿含硫49.79 %、硫回收率85.02 %。

3 结 论

1）某铜锌多金属硫化矿石含铜0.38 %、含锌1.69 %、含金1.8 g/t、含硫12.48 %。铜主要为硫化铜矿物，氧化铜矿物含量较低。原生硫化铜约占总铜的56.4 %，次生硫化铜约占41 %。锌以硫化锌为主，分布率为95.12 %，其他以氧化物形式存在。

2）采用优先选铜、再选锌、最后选硫的铜锌硫顺序优先浮选流程，在确定的磨矿细度-0.074 mm占81.00 %， Z-200作为铜捕收剂，硫酸锌+亚硫酸钠组合作为抑制剂的最佳试验条件下，全流程闭路试验获得了较好指标，铜精矿含铜21.95 %，锌精矿含锌45.29 %，硫精矿含硫49.79 %，铜、锌、硫回收率分别为80.52 %、83.22 %、85.02 %。

［参 考 文 献］

［1］ 王可祥，祁忠旭，江旭，等.某低品位复杂难选铜锌矿选矿工艺研究［J］.矿业研究与开发，2021，41（9）：137-140.

［2］ 朱一民，周菁，张晓峰，等.内蒙古某难选铜锌硫化矿浮选分离试验研究［J］.有色金属（选矿部分），2014（4）：9-12.

［3］ 袁明华，普仓凤.多金属复杂铜矿铜锌硫分离浮选试验研究［J］.有色金属（选矿部分），2008（1）：1-3.

［4］ 余新阳，王强强，刘诚，等.河南某高硫难选铜锌矿选矿试验研究［J］.有色金属工程，2016，6（4）：53-57，62.

［5］ 白洁，孙志健，于洋，等.某难选铜锌硫化矿锌回收选矿试验研究［J］.矿冶，2020，29（5）：45-49，68.

［6］ 邱廷省，邱仙辉.铜锌硫化矿浮选分离技术的研究与进展［J］.世界有色金属，2009（2）：28-31.

Abstract：A copper-zinc polymetallic sulfide ore contains 0.38 % copper，1.69 % zinc，and 12.48 % sulfur，of which copper，zinc，and sulfur are the main valuable elements for recovery.To achieve effective separation and recovery of copper，zinc，and sulfur，experimental research on the ore-dressing process and reagent regime was carried out.The results showed that using a copper-zinc-sulfur preferential flotation process，that is，separating copper first，then zinc，and finally sulfur，with Z-200 as the copper collector，zinc sulfate and sodium sulfite combination as the zinc depressant，lime as the sulfur depressant，and ethyl xanthate and butyl xanthate as the zinc collector，closed-circuit experiments obtained a copper grade of copper concentrates of 21.95 %，a copper recovery rate of 80.52 %;a zinc grade of zinc concentrates of  45.29 %，a zinc recovery rate of 83.22 %;and a sulfur grade of sulfur concentrates of 49.79 % and a sulfur recovery rate of 85.02 % for experimental indicators.

Keywords：polymetallic ore;preferential flotation;copper-zinc separation;zinc depressant;sulfur