铟锌锡铜共伴生多金属矿资源高效利用关键技术及产业化

一、项目基本情况成果登记号：1072016Y0003项目名称铟锌锡铜共伴生多金属矿资源高效利用关键技术及产业化候选人童雄、何庆浪、兰希雄、莫峰、谢贤、卢致明、尤腾胜、崔毅琦、朱俞仿、简胜、张旭东候选单位云南华联锌铟股份有限公司、昆明理工大学、中国恩菲工程技术有限公司、昆明冶金研究院推荐单位（盖章）文山壮族苗族自治州科学技术局推荐专业(学科)评审委员会地球科学国土资源与利用项目所属学科1 选矿工程项目所属学科2 项目所属学科3已呈交的科技报告编号所属国民经济行业采矿业任务来源 A.国家计划计划下达单位/部门国家发展和改革委员会、国家自然科学基金委员会、云南省科技厅计划名称和编号1、国家发展和改革委员会重大产业技术开发专项1项：“难选锌锡铜铟多金属硫化矿综合回收共伴生金属的选矿关键技术”，编号：发改办高技【2009】606号；2、国家自然科学基金一般项目2项：“复杂多金属矿中稀贵金属铟、锗、银载体矿物选择性浮选的理论与应用”，编号：51174103；“综合回收文山都龙锌锡矿中稀贵金属的理论与应用研究”，编号：50464003；3、国家自然科学基金重点项目1项：“从锡矿山尾矿中综合回收有价金属的理论与应用研究”，编号为U0937602；4、云南省科技计划项目“都龙锌锡矿选矿技术开发及产业化示范”，编号为2012AA008。

项目开始时间2005年1月1日项目结束时间2015年12月31日密级/期限（年）定密机构成果应用于生产时间2014年1月成果应用单位数量1成果类别应用技术类授权发明专利（项）6授权的其他知识产权（项）10二、项目简介云南文山都龙矿区是以铟、锌、锡为主的超大型复杂多金属矿床，并共伴生丰富的铜、铁、硫、银、镉等有价资源，其铟和锡资源探明储量均居全国第三、保有储量均居全国第一，潜在经济价值超过2000亿元。

然而，长期以来，都龙复杂多金属矿的选矿仅以锡石为主且回收率仅为30%-40%；铁闪锌矿由于难以活化、可浮性差异大而未被回收，而铜矿物则由于含量低、嵌布粒度细、精矿品质差等原因未能得到合理开发利用，造成大量的锡、锌、铟、铜、银、铁、硫、镉等资源损失在尾矿中。

都龙多金属矿的高效利用一直面临着“一低两近三多六高”的复杂特性与技术难题，即矿石中铜品位低（0.1%～0.2%），部分铁闪锌矿与铜矿物的可浮性相近并与可浮性较好的磁黄铁矿和黄铁矿相近，有用成分多、连生体多、细粒黄铜矿和磁黄铁矿及脉石矿物的包裹体多；硫含量高（10%～15%），铁闪锌矿中铁含量高（12%～21%），破碎产品中-19μm粒级含量高（10%～25%），细粒锡石含量高，次生微细粒锡石含量高，铜精矿含锌高（含锌15%左右）。

为此，云南华联锌铟股份有限公司、昆明理工大学、中国恩菲工程技术有限公司和昆明冶金研究院等单位，针对都龙铟锌锡铜多金属矿的物性特点，以“产学研”协同模式，持续开展了都龙铟锌锡铜共伴生多金属矿资源高效利用关键技术与产业化应用研究，主要创新点如下：1、突破传统选矿思维模式，构建了复杂多金属矿资源高效分选的药剂、工艺和粒度等多层次互补效应，克服了以碎磨、重磁浮等划分选矿学科的缺陷，为复杂矿高效利用与和谐选矿奠定了重要基础。

2、基于分子轨道相互作用原理，采用分子力学中MS软件CASTEP 模块，系统研究了富铟铁闪锌矿特殊的表面性质及驰豫效应，揭示了常规活化剂硫酸铜难以高效活化的本质，据此发明了高效的X-系列新型活化剂，在生产实践取得了显著效果，为复杂矿中黄铜矿-富铟铁闪锌矿、铁闪锌矿-硫化铁矿物的高效分离与回收奠定了坚实基础。

3、针对铟锌锡铜共伴生复杂矿嵌布粒度粗细不均、共生关系复杂的特点，采用“SAB”碎磨工艺，并用立式搅拌磨对铜锌粗精矿再磨，降低了过粉碎现象，提高了解离度和磨矿效率，实现了多金属矿物的阶段磨矿阶段选别以及分步解离、分级归一分选、分步回收的集成工艺。

4、基于富铟铁闪锌矿可浮性差异大、锡石颗粒粗细不均的特点，采用铜锌等可浮-铜锌分离-锌硫混选-锌硫分离-分步浮选脱硫、磁选脱铁-锡石窄级别分级-粗粒重选、细粒浮选的整套浮-磁-重联合流程，高效回收了锌铟锡铜铁硫资源。

5、采用“柱机联合”、“柱柱联合”组合设备在不同作业实现了深度精选，解决了常规浮选机械夹带严重而导致铜/锌精矿品质差、金属互含高的技术难题。

6、开发了高效脱泥的组合工艺和设备，解决了高含泥量、细粒级锡石浮选回收的难题。

7、建成了国内外同类矿石单系列处理量规模最大的8000吨/日选矿厂，获得了显著的技术经济和环境社会效益。

其铜精矿、富铟锌精矿和锡精矿品位和回收率分别达到16.46%和50.85%、46.66%和90.50%（其中铟含量和回收率分别为801.6g/t和66.27%）以及40.62%和46.78%；2014年1月～2015年12月，累计新增销售收入21.77亿元、上缴税金6.0亿元，利润总额7.12亿元，经济效益13.12亿元。

经孙传尧院士等专家组鉴定：该项目对同类资源高效开发利用具有重要的引领和示范作用，该项成果整体达到国际领先水平。

通过该项目的研究，获授权发明专利6项、实用新型专利10项；发表论文46篇，其中SCI 论文7篇、EI论文11篇；出版专著4部，其中教材2部；获批省级科技创新平台4个、省科技创新团队1个；培养博士研究生4名、硕士研究生6名。

三、候选人对项目的贡献情况（推广应用情况）童雄：项目总负责人，主要负责项目相关研究方案的制定、理论创新与关键技术的理论研究等；揭示了复杂多金属矿高效利用过程的“粒度互补、工艺互补、药剂互补、设备协同、产品结构互补”等互补效应，深入研究了铟和铁取代对闪锌矿晶体结构、表明物理化学性质及浮选行为的影响，研发了具有自主知识产权、低碱性条件下铁闪锌矿的新型系列活化剂，对项目的理论研究与创新做出了突出贡献；作为第一作者发表SCI论文2篇、EI论文1篇，出版学术专著2部，是核心发明专利“铁闪锌矿与闪锌矿的浮选活化剂及制备方法”、一种回收氧化型脉锡矿泥尾矿中细粒和微细粒锡石的方法”的第一发明人，本项目研究中投入的工作量占到本人全部工作量的70%以上。

何庆浪：项目主要负责人之一，主要负责关键技术产业化应用方案的制定与实施；制定了关键技术产业化应用的整体方案与措施，对8000d/t产业化示范工程的建设作出了重要贡献，对浮选柱、立式搅拌磨等的产业化应用进行了大量的前期论证和工业试验，通过浮选柱和立式搅拌磨的应用，显著提高了铜矿物、锌矿物的单体解离度及精矿品质，为“机柱联合”、“柱柱联合”深度精选提质工艺的研发与产业化应用做出了突出贡献，是核心发明专利“一种高效脱泥工艺及其组合设备”的主要发明人，本项目研究中投入的工作量占到本人全部工作量的70%以上。

兰希雄：项目主要负责人之一，主要负责关键技术的产业化实施与应用，对关键技术的产业化应用效果进行分析与评价，同时研发了旋流器组串联闭路强化脱泥技术，并推进了该技术的产业化应用，显著提高了锡石的选别指标；同时，研究和推进了微细粒锡石浮选工艺的产业化应用，在锡石选别工艺及锡精矿提质降杂技术的研究和产业化应用等方面做出了突出贡献，是核心发明专利“一种高效脱泥工艺及其组合设备”的第一发明人，本项目研究中投入的工作量占到本人全部工作量的70%以上。

莫峰：项目主要完成人之一，主要完成了关键技术的产业化应用，结合都龙复杂多金属矿的物性特征和选矿工艺流程特点，制定了关键技术产业化实施的具体考核指标，并按照项目研究制定的工艺流程组织生产，完成了微细粒锡石浮选工艺的试验研究，对微细粒锡石浮选工艺的产业化应用做出了重要贡献，是核心发明专利“一种高效脱泥工艺及其组合设备”的主要发明人，本项目研究中投入工作量占到本人全部工作量的60%以上。

谢贤：项目主要完成人之一，主要完成了实验室试验和相关技术的理论研究；通过实验室研究，找到了适合于都龙铟锌锡铜多金属矿中铜、锌高效回收的工艺流程，并详细研究了新型活化剂的活化机理，推进了新型活化剂的产业化应用，对新型活化剂的产业化应用做出了重要贡献，是核心发明专利“铁闪锌矿与闪锌矿的浮选活化剂及制备方法”、一种回收氧化型脉锡矿泥尾矿中细粒和微细粒锡石的方法”的主要发明人之一，在本项目研究中投入的工作量占到本人全部工作量的60%以上。

卢致明：项目主要完成人之一，主要对选锌尾矿的矿物组成和主要矿物物性特征进行了研究，对选锌尾矿的磁选脱铁、浮选工艺进行了大量的工业化试验，显著降低了锡精矿中硫、铁的含量，对锡精矿提质降杂工艺的产业化应用做出了重要贡献，在本项目研究中投入的工作量占到本人全部工作量的60%以上。

尤腾胜：项目主要完成人之一，主要参与了8000t/d产业化示范工程的设计、施工和建设，针对复杂多金属矿现场生产流程长、人员多、管理难等问题，通过开展大量的调研及工业试验等研究工作，在新建的8000t/d产业化示范工程引入了多项自动化控制技术，实现了生产全流程的自动化与精细化控制，显著提高了生产效率；为生产全流程自动化控制做出了重要贡献，在本项目研究中投入的工作量占到本人全部工作量的60%以上。

崔毅琦：项目主要完成人之一，主要完成了关键技术的理论研究，通过实验室试验，筛选出了铜粗选的组合捕收剂BK320+Z-200，对富铟铁闪锌矿与捕收剂的作用机理进行了大量的单矿物试验研究，为深度精选提质工艺的产业化应用作出了重要贡献，在本项目研究中投入的工作量占到本人全部工作量的60%以上。

朱俞仿：项目主要完成人之一，主要完成了8000t/d产业化示范工程的集成自动化控制技术研究，通过引入先进的过程检测和控制系统，为操作、维护、管理及生产调度搭建了友好平台，为生产流程的全流程自动化控制做出了重要贡献，在本项目研究中投入的工作量占到本人全部工作量的50%以上。

简胜：项目主要完成人之一，主要完成了都龙铟锌锡铜多金属矿的工艺矿物学研究，查明了都龙矿石的主要矿物组成及主要稀贵金属铟、银的主要赋存状态，为选别工艺流程的制定提供了重要参考，并对集成关键技术的产业化应用做出了重要贡献，在本项目研究中投入的工作量占到本人全部工作量的50%以上。

张旭东：项目主要完成人之一，主要完成了都龙铟锌锡铜多金属矿选矿工艺流程考查，为工艺流程的参数制定和关键技术的改进提供了重要依据，并对集成关键技术的产业化应用做出了重要贡献，在本项目研究中投入的工作量占到本人全部工作量的50%以上。

四、候选单位对项目的贡献情况（推广应用情况）1. 云南华联锌铟股份有限公司云南华联锌铟股份有限公司是本项目的主要组织、研发和应用单位，对“铟锌锡铜共伴生多金属矿资源高效利用关键技术及产业化”项目做出如下创造性贡献：（1）主要完成了关键技术的研究及产业化应用；（2）发明了“强化脱泥-分步脱硫-分级归一分选”的浮重联合选锡新工艺，实现了微细粒锡石浮选的产业化应用，并引进、消化、吸收了浮选柱、立式搅拌磨、大型球磨机和半自磨机等国内外先进设备和装备；（3）成功地将选择性碎磨、铜-锌矿物强化解离、机柱联合、柱柱联合深度精选提质、多级旋流器组串联闭路强化脱泥等关键技术实现了产业化应用；（4）在清洁、高效生产的前提下，实现了多种矿物资源的高效回收利用，取得了显著的经济效益和社会效益，对国内外同类矿山企业做出了重要示范作用。