铜铅锌多金属硫化矿浮选分离研究探析

铜铅锌多金属硫化矿浮选分离研究探析

本文首先介绍了铜铅锌等金属的性质、作用和资源概况，并阐述了铜铅锌多金属硫化矿分离难的原因，然后重点分析了目前我国在开采铜铅锌多金属硫化矿中常用技术之一的“浮选分离”技术，对其概念、特点、工艺流程和作用进行了具体说明，期待能为矿产开发人员提供一点微不足道的借鉴方法。

标签：铜铅锌多金属硫化矿;浮选分离

一、引言

众所周知，金属矿产资源是一种不可再生的资源，我国虽然地大物博，矿产资源较为丰富，但是我国矿产资源有先天的缺陷或者说特性，比如品位低、有用矿物嵌布粒度细以及矿物共生复杂等，这就使得在开采矿产时，需要经过很多道工艺和流程，结合先进技术对矿产的各种金属元素进行分离，极其费时费力。经验和历史都证明，矿物浮选分离技术是先进的选矿方法之一，在处理低品位和复杂难选的矿产时具有其他技术和方法不可比拟的优势。

二、铜铅锌多金属硫化矿的特点

铜铅锌多金属硫化矿大多形成于热液型或卡矽岩型矿床中，砂卡岩型矿床矿石以中等品位为主，热液型矿床矿石的品位较低，但热液型矿床工业意义更大，绝大多数的铜铅锌多金属硫化矿石均开釆自深成热液型及中、低温热液型矿床。

该类矿石的主要铜矿物有黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿，铅矿物主要为方铅矿，锌矿物主要为闪锌矿、铁闪锌矿，主要的铁矿物为黄铁矿、磁黄铁矿，矿石中还可能含有部分氧化矿物如孔雀石、蓝铜矿、白铅矿等。铜铅锌多金属硫化矿除含铜、铅、锌等金属元素外，还常伴生镉、铟、金、银，有时矿石还含有硒、钽等稀散元素。因此，对该类矿石进行综合回收具有巨大的经济价值。

三、铜铅锌多金属硫化矿浮选分离难的原因

铜铅锌多金属硫化矿的矿物组成通常较为复杂，难以分离，其原因主要有几点：

（1）高温热液型的矿石中，铜矿物往往呈細粒或微细粒浸染状态存在于闪锌矿中。这矿石中有用矿物致密共生，结晶粒度非常细小，导致三种矿物难以单体解离，分离困难。即使通过磨矿使三者单体解离，但矿物粒度过细，浮游速度变慢，同时矿粒的比表面积增大，使铜矿物等颗粒的可溶性增加，矿浆中难免离子浓度增大，导致分离效果变差。

（2）闪锌矿容易被铅、铜离子活化，导致其可浮性与铜矿物相似，从而导致铅铜锌难以分离。对铜锌矿物而言，由于矿石在矿床中、开采、运输、储存以

及磨矿过程中产生的次生铜矿物产生的铜离子，使闪锌矿受到活化，致使铜锌矿物可浮性差别缩小，造成铜铅锌分离困难。

（3）硫化矿物之间可浮性交错的影响。对于同一种矿物，由于受到一些如被氧化、变质以及表面受到污染等外界因素影响，其矿物的可浮性也会产生较大差异，而不同种矿物之间也存在可浮性差异。各种矿物可浮性交错，造成铜铅锌分离困难。

四、铜铅锌多金属硫化矿浮选分离研究

4.1浮选分离技术的概述

浮选分离技术是目前应用最为广泛的选矿方法之一，是指通过鉴别分析矿物表面的物理性质和化学性质，然后通过这些性质的差异来选别矿物颗粒的过程。浮选分离技术也有很多种类，比如超细浮选分离和离子浮选分离，各种浮选分离技术的理论基本相同，都是利用矿粒自身表面的疏水特性或者经过浮选药剂作用后得的疏水特性，金属颗粒可在液、气或水、油界面发生聚集。

一般来说，所有的矿石都可用浮选分离技术进行选别。浮选分离技术可以处理极细粒的矿物，甚至可以处理小于10μm的微细矿粒，可回收的粒度下限更低，有的浮选分离技术甚至可以回收从胶体颗粒到呈分子、离子状态的各类物质。浮选分离技术的生产指标和设备效率均较高，用浮选分离技术处理铅锌铜多金属硫化矿并从矿石中分离出多种精矿，且能得到很高的选别指标。

4.2浮选分离技术的工艺流程及特点

4.2.1浮选分离技术的工艺流程及条件

在矿山开采领域中，对铜铅锌多金属硫化矿进行浮选分离一直是个难题。一般来说，矿石性质不同，浮选分离的工艺流程也稍有差异。在研究确定矿石性质之后，还要根据矿石中主要金属矿物的嵌布关系，铜矿物嵌布特点等，才能确定采取何种流程为最佳。在开采矿产的实践活动中，铜铅锌多金属硫化矿中的铜矿物嵌布颗粒细，而且还有部分次生铜，其中部分铅矿物的可浮性与黄铜矿相近。根据这些特点，进行多方案的探索对比试验，最终确定采用铜铅等可浮—铜铅再磨分离—铅锌依次浮选的工艺流程为最佳选矿方案。经详细的工艺流程及条件试验，确定铜铅等可浮采用一粗一扫，铜铅分离采用一粗一精一扫，铅浮选采用二粗一精一扫，锌浮选采用二粗三精一扫的流程结构，同时，确定各部分粗选作业的最佳工艺条件见表1。

表1 各粗选作业最佳浮选分离工艺条件

4.2.2浮选分离技术的工艺特点

根据上述分析，对于铜铅锌多金属硫化矿，采取的最佳浮选分离方案是铜铅

等可浮—铜铅再磨分离—铅锌依次浮选，该浮选分离技术具有如下工艺特点：

（1）根据矿石特点，采用铜铅等可浮-铜铅再磨分离-铅锌依次浮选的分离工艺流程，充分利用了矿物间的自然可浮性差异，使部分可浮性好的方铅矿与铜矿物一起上浮，避免了浮选过程中“强拉强压”，降低了铜铅分离难度和药剂成本，获得了较好的选矿指标。

（2）铜铅等可浮作业，一般采用的调整剂是T-11，捕收剂A-22，这是专门针对铜矿物进行选别的药剂，可以提高铜的粗选回收率，使后续铜铅分离的难度大大降低。其中，尤其是A-22这种药剂最为重要，虽然价格比经常用的低级黄药、黑药等捕收剂要贵，但是选择性能比黄药、黑药好很多。随着选矿技术的不断进步和日益成熟，A-22、Z-200以及酯-205等捕收剂因其对铜矿物的高效选择性能会得到愈来愈广泛的应用。在进行大量试验探索后，发现A-22的选择性能和捕收能力比其他几种都要强，而且还有起泡的特性，在铜铅等可浮作业这一步运用该药剂，可以获得较好的技术指标，同时降低了后续铜铅分离的难度。

（3）铜铅再磨分离作业，采用的是抑铅浮铜工艺，添加绿色环保的铅矿物抑制剂NY-89，实现了铜铅矿物的高效分离。铜铅矿物分离是铜铅锌多金属硫化矿分选中最为典型的难题之一，抑铅浮铜是最为常用的工艺，此工艺的关键在于选择合适的抑制剂。目前方铅矿的抑制剂主要有重铬酸钾、亚硫酸、硫化钠、羧甲基纤维素等。其中，重铬酸钾容易污染环境，对水体和土壤容易造成巨大破坏，而且之后不容易处理，所以一般不宜采用。用其它几种药剂试验对比后发现，亚硫酸和NY-89是性能较好的药剂，能较好地进行铜铅混合精矿的分离，美中不足的是亚硫酸在现场不易制备和储存，且其放出的二氧化硫气体会对浮选分离的技术环境造成负面影响，而NY-89对环境没有伤害，且对方铅矿抑制作用强、无毒、绿色、环保，是铜铅再磨分离作业最为合适的药剂选择。

4.3小型浮选闭路试验

为验证上述浮选分离工艺是否适合于铜铅锌多金属硫化矿，根据浮选分离的工艺流程及条件，制作了小型浮选闭路试验（见图1），试验结果见表2。

从试验结果可以看出，经过浮选分离工艺，可以分离出铅、锌、铜等精矿，且选别指标和回收率都很高。而且，配置的药剂用量较小，减轻了环境污染，为矿山生产提供一个清洁的技术环境。

表2 小型浮选闭路试验结果（%）

五、结束语

综上所述，浮选分离技术不仅工艺流程较为简单，而且配置的药剂低毒高效，在分离铜铅锌多金属硫化矿方面是其它选矿方法所难以匹敌的，这将是今后复杂多金属矿产的选矿方法之一。