铅锌硫化矿中铜综合回收的试验研究报告.docx
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铅锌硫化矿中铜综合回收的试验研究报告
铅锌硫化矿中铜综合回收的
试验研究报告
北京矿冶研究总院
2007年2月
1.前言
根据南京栖霞山锌阳矿业有限公司和北京矿冶研究总院签订的“铅锌硫化矿中铜综合回收的试验研究”合同要求,北京矿冶研究总院对南京栖霞山锌阳矿业有限公司提供的矿样进行了试验室小型试验研究。
合同要求分别对现场的铅精矿和原矿进行选矿试验研究,探索其中铜综合回收的可能性,力争试验指标:
铜精矿主品位大于18%;其中从现场铅精矿中综合回收铜的回收率大于50%,从原矿中综合回收铜的回收率大于40%。
根据合同要求,北京矿冶研究总院在收到矿样后立即开展了小型试验研究工作。
整个试验研究由两部分组成,一是从现场铅精矿中综合回收铜的试验研究,为详细小型试验研究;二是从原矿中综合回收铜的试验研究,为初步探索性小型试验研究。
本次研究的从现场铅精矿中综合回收铜的试验部分,应用新型、高效、无毒的铅抑制剂PMA和铜活化剂YC,经过一粗两精一扫,可以获得如表1-1所示的试验指标,其中铜精矿主品位31.43%,铜回收率84.86%。
对从原矿中综合回收铜的试验部分,进行了优先选铜和铜铅混选分离两种方案的对比试验研究。
研究结果表明,以上两种方案均能从原矿中对铜进行有效的综合回收,两种方案的试验指标分别如表1-2和表1-3所示。
其中应用优先选铜方案获得的铜精矿主品位为19.66%,铜回收率为62.17%;应用铜铅混选分离方案获得的铜精矿主品位为21.62%,铜回收率为60.44%。
以上试验指标均达到并超过了合同要求。
表1-1对现场铅精矿进行铜综合回收的试验指标
产品
名称
产率
品位
回收率
Cu
Pb
Cu
Pb
铜精矿
7.27
31.43
4.90
84.86
0.59
铅精矿
92.73
0.44
64.65
15.14
99.41
给矿
100.00
2.69
60.30
100.00
100.00
表1-2对原矿应用优先选铜方案进行铜综合回收的试验指标
产品
名称
产率
品位
回收率
Cu
Pb
Zn
Cu
Pb
Zn
铜精矿
1.32
19.66
7.97
8.71
62.17
2.26
1.33
尾矿
98.68
0.16
4.61
8.67
37.83
97.74
98.67
原矿
100.00
0.42
4.65
8.67
100.00
100.00
100.00
表1-3对原矿应用铜铅混选分离方案进行铜综合回收的试验指标
产品
名称
产率
品位
回收率
Cu
Pb
Zn
Cu
Pb
Zn
铜精矿
1.18
21.62
6.81
7.63
60.44
1.72
1.04
铅精矿
7.20
0.41
59.41
6.21
6.99
91.43
5.18
尾矿
91.62
0.15
0.35
8.83
32.57
6.85
93.78
原矿
100.00
0.42
4.68
8.63
100.00
100.00
100.00
2.试验矿样
2.1矿样的准备
本试验研究用矿样由南京栖霞山锌阳矿业公司负责采集,并提供给北京矿冶研究总院。
试验用矿样于2006年12月23日到达北京矿冶研究总院,其中原矿(干矿样)200kg,铅精矿(矿浆样)200kg。
北京矿冶研究总院对原矿矿样进行了破碎、混匀、缩分和取样。
对铅精矿矿浆搅匀取样后,先脱水浓密至67%,然后加新鲜水调节浓度至25%以供试验用。
2.2工艺矿物学描述
2.2.1光谱分析
铅精矿和原矿的光谱分析结果分别如表2-1和表2-2所示。
表2-1铅精矿光谱分析结果
元素
Al
As
Ba
Be
Bi
Ca
Cd
含量,%
0.04
0.71
<0.005
<0.01
0.17
0.36
0.042
元素
Co
Cr
Cu
Fe
K
Li
Mg
含量,%
<0.005
<0.005
2.71
7.64
0.005
<0.005
0.091
元素
Mn
Mo
Na
Ni
Pb
Sb
Se
含量,%
0.24
<0.001
0.049
<0.005
>50
0.23
<0.01
元素
Sn
Sr
Ti
V
Zn
含量,%
<0.01
<0.005
0.005
<0.01
4.14
表2-2原矿矿光谱分析结果
元素
Al
As
Ba
Be
Bi
Ca
Cd
含量,%
0.21
0.11
<0.005
<0.01
<0.01
7.26
0.053
元素
Co
Cr
Cu
Fe
K
Li
Mg
含量,%
<0.005
<0.005
0.39
23.02
0.087
<0.005
0.63
元素
Mn
Mo
Na
Ni
Pb
Sb
Se
含量,%
2.82
<0.01
0.017
<0.005
4.39
0.10
<0.01
元素
Sn
Sr
Ti
V
Zn
含量,%
<0.01
0.007
<0.005
<0.01
7.99
2.2.2化学成分分析
对铅精矿和原矿的化学成分分析结果分别如表2-3和表2-4所示。
表2-3铅精矿化学成分分析结果
元素
Cu
Pb
Zn
Fe
Mn
Au,g/t
Ag,g/t
含量,%
2.71
60.57
4.04
11.19
0.20
3.00
3951
元素
S
As
SiO2
AL2O3
CaO
MgO
C
含量,%
20.92
0.42
0.19
0.05
0.32
0.066
1.99
表2-4原矿化学成分分析结果
元素
Cu
Pb
Zn
Fe
Mn
Au,g/t
Ag,g/t
含量,%
0.42
4.52
8.65
20.42
3.42
0.94
238
元素
S
As
SiO2
AL2O3
CaO
MgO
C
含量,%
25.77
0.077
10.34
0.40
10.84
1.26
3.49
2.2.3原矿的矿物组成
矿石的矿物组成比较复杂。
矿石中铅、锌、硫、铁、铜、锰、银、砷等都主要以独立矿物存在。
铅的独立矿物主要为方铅矿,尚有少量铅矾及白铅矿、硫锑铅矿;锌的独立矿物为闪锌矿;硫的独立矿物主要为黄铁矿,其次有少量的白铁矿和磁黄铁矿;铜矿物主要为黄铜矿,其次为锌锑黝铜矿、砷黝铜矿;铁矿物主要为赤铁矿,其次为磁铁矿和褐铁矿;锰矿物主要为菱锰矿;银的独立矿物主要为银黝铜矿、硫锑铜银矿,其次为辉银矿;砷的独立矿物为毒砂,有相当部分砷是赋存于砷黝铜矿,锌锑黝铜矿中。
脉石矿物主要为白云石、方解石、长石、石英等,其它脉石矿物还有绢云母、粘土矿物,白云母、碳质物、绿泥石、重晶石、黑云母、石榴石、滑石等。
2.2.4原矿中铜的赋存状态
2.2.4.1黄铜矿(CuFeS2)
矿石中铜品位不高,仅为0.42%,铜矿物主要为黄铜矿及锌锑黝铜矿。
黄铜矿主要呈不规则状嵌布于脉石矿物中(照片1),黄铜矿与锌锑黝铜矿关系密切,常紧密共生在一起,以集合体的形式嵌布于脉石矿物中。
黄铜矿与闪锌矿也较为密切,由于固溶体分离作用的结果,部分黄铜矿呈“乳滴状”嵌布于闪锌矿中,这部分黄铜矿由于难充分单体解离,故特易损失于锌精矿中。
有时还可见黄铜矿以包体的形式嵌布于粗粒黄铁矿中,包体粒度一般为0.0058mm~0.011mm。
黄铜矿的嵌布粒度一般为0.015mm~0.208mm,扫描电镜能谱分析结果表明,黄铜矿中铜的含量为35.32%,铁的含量为30.47%,硫的含量为34.21%,与黄铜矿中铜、铁、硫的理论含量十分接近。
照片1黄铜矿(Cu)与锌锑黝铜矿(Fe)的嵌布特征
反光260×
2.2.4.2锌锑黝铜矿Cu12(SbAs)4S13
黝铜矿中Sb-As为一完全类质同象,依二等分法Sb>As或As>Sb划分为两个亚种,即锑黝铜矿和砷黝铜矿。
锑黝铜矿和砷黝铜矿的化学组成中类质同象代替现象较广泛,有限代替铜的有银、锌、铁和汞,代替锑、砷的有铋,代替硫的有硒和碲,因此根据主要代替元素的不同可分为若干变种,锌锑黝铜矿、银黝铜矿就是其中之一。
锌锑黝铜矿是矿石中重要的铜矿物之一,也是最主要的银的载体矿物,主要呈不规则状嵌布于脉石矿物中(照片2)。
锌锑黝铜矿与黄铜矿关系密切,常以集合体的形式产出,黄铜矿也常可见呈包体的形式嵌布于锌锑黝铜矿中。
锌锑黝铜矿与闪锌矿、黄铁矿嵌布关系也是比较密切,往往紧密共生。
闪锌矿有时也以包体形式嵌布于锌锑黝铜矿中,在黄铁矿中也可见锌锑黝铜矿包体,包体粒度很细,一般为0.002mm~0.011mm,这是造成黄铁矿中含银较高的重要原因。
由于锌锑黝铜矿普遍含银,这部分微细锌锑黝铜矿难于单体分离,故将损失于硫精矿中,从而直接影响银的浮选回收率。
锌锑黝铜矿的嵌布粒度一般为0.010mm~0.31mm。
锌锑黝铜矿的扫描电镜能谱分析结果见表2-5。
从表2-5可知,锌锑黝铜矿中普遍含银,银的含量为1.84%~3.95%,平均为2.69%,其中铜平均含量为38.40%,硫为24.43%,锌为8.04%,砷为4.40%,锑为22.04%。
照片2锌锑黝铜矿(Te)与闪锌矿(Sp)的嵌布特征
反光260×
表2-5锌锑黝铜矿扫描电镜能谱分析结果(%)
测点
序号
化学成分
S
Cu
Zn
As
Ag
Sb
合计
nj-1-1
25.45
39.62
7.64
7.84
2.00
17.46
100.00
nj-1-3
24.08
36.46
7.16
1.70
3.95
26.65
100.00
nj-1-5
25.12
40.53
8.34
7.62
2.13
16.26
100.00
nj-1-6
24.97
39.08
7.47
5.43
1.84
21.22
100.00
nj-1-7
24.30
37.53
7.97
4.19
3.12
22.89
100.00
nj-1-8
23.71
37.60
7.66
2.71
3.93
24.39
100.00
nj-1-9
23.53
37.71
8.95
3.44
3.04
23.33
100.00
nj-1-10
25.32
37.18
8.83
2.83
2.46
23.38
100.00
nj-8-1
24.37
39.14
9.06
4.40
2.01
21.02
100.00
nj-8-2
23.48
39.14
7.27
3.89
2.41
23.80
100.00
平均
24.43
38.40
8.04
4.40
2.69
22.04
100.00
2.2.4.4银黝铜矿
银黝铜矿是黝铜矿的变种之一。
银黝铜矿是矿石中重要含银矿物,主要以不规则状产出。
银黝铜矿与锌锑黝铜矿、方铅矿、黄铁矿关系比较密切,常与锌锑黝铜矿紧密共生,在方铅矿及黄铁矿中多以包体产出(照片3),包体粒度很细,一般为0.002mm~0.010mm,这部分包体银黝铜矿在浮选流程中的走向取决于载体矿物的走向。
在方铅矿中呈包体产出的银黝铜矿在浮选作业中进入铅精矿,而呈微细包体赋存于黄铁矿中的银黝铜矿同样由于难以单体解离而损失于硫精矿中,从而直接影响银的浮选回收率。
银黝铜矿的扫描电镜能谱分析表2-6。
从表2-6看出,矿石中银黝铜矿中银的平均含量为16.99%,铜的平均含量为24.49%,硫为24.60%,锌为5.61%,锑为28.31%。
表2-6银黝铜矿的扫描电镜能谱分析结果%
测点
序号
化学成分
S
Cu
Zn
Ag
Sb
总量
Nj-5-1
23.41
24.83
5.33
17.14
27.30
100.00
Nj-5-4
24.10
24.69
4.63
17.49
29.08
100.00
Nj-5-5
24.29
23.69
6.87
17.02
28.13
100.00
Nj-5-7
27.11
23.90
3.73
16.30
28.96
100.00
Nj-5-8
24.10
25.33
7.51
16.98
26.09
100.00
平均
24.60
24.49
5.61
16.99
28.31
100.00
照片3银黝铜矿(Te)呈包体嵌布于方铅矿(Ga)中,反光260×
3.现场铅精矿铜综合回收试验研究
根据合同要求,进行了现场铅精矿铜综合回收的详细小型试验研究。
并针对该铅精矿的性质,研发出了一种新型无毒高效铅抑制剂PMA和铜活化剂YC,此两种药剂在常温下均为白色、无味固体。
3.1磨矿细度试验
对现场的铅精矿进行了磨矿细度对比试验,试验流程如图3-1所示,试验结果如表3-1所示。
图3-1磨矿细度试验流程图
表3-1磨矿细度试验结果
磨矿
细度
产品
名称
产率
品位
回收率
Cu
Pb
Cu
Pb
不磨81.7%
铜精矿
9.45
21.86
5.10
76.78
0.80
铅精矿
90.55
0.69
65.81
23.22
99.20
给矿
100.00
2.69
60.07
100.00
100.00
85%
铜精矿
9.81
22.08
14.02
75.47
2.26
铅精矿
90.19
0.78
65.79
24.53
97.74
给矿
100.00
2.87
60.71
100.00
100.00
90%
铜精矿
9.24
22.78
13.94
72.48
2.15
铅精矿
90.76
0.88
64.70
27.52
97.85
给矿
100.00
2.90
60.01
100.00
100.00
95%
铜精矿
9.69
22.41
15.41
79.76
2.47
铅精矿
90.31
0.61
65.30
20.24
97.53
给矿
100.00
2.72
60.47
100.00
100.00
从表3-1中试验结果可以看出,如对铅精矿进行再磨会造成铅过磨,恶化浮选指标,故对现场铅精矿无需再磨而直接进行铜综合回收。
3.2活性炭用量试验
对现场的铅精矿进行了脱药剂活性炭用量的对比试验,试验流程如图3-2所示,试验结果如表3-2所示。
图3-2活性炭用量试验流程图
表3-2活性炭用量试验结果
活性炭
用量
产品
名称
产率
品位
回收率
Cu
Pb
Cu
Pb
0
铜精矿
12.13
20.32
18.51
91.81
3.71
铅精矿
87.87
0.25
66.34
8.19
96.29
给矿
100.00
2.68
60.54
100.00
100.00
500
铜精矿
9.42
23.23
15.41
82.85
2.40
铅精矿
90.58
0.50
65.23
17.15
97.60
给矿
100.00
2.64
60.54
100.00
100.00
1000
铜精矿
8.87
23.39
16.40
78.32
2.43
铅精矿
91.13
0.63
64.07
21.68
97.57
给矿
100.00
2.65
59.84
100.00
100.00
1500
铜精矿
7.95
24.60
18.07
72.41
2.39
铅精矿
92.05
0.81
63.85
27.59
97.61
给矿
100.00
2.70
60.21
100.00
100.00
从表3-2中试验结果可以看出,随着活性炭用量的增加,铜精矿的主品位呈上升趋势,回收率呈下降趋势,综合考虑铜精矿的质量与回收率,活性炭用量宜选用500g/t。
3.4脱药搅拌时间试验
对现场的铅精矿进行了脱药搅拌时间对比试验,试验流程如图3-4所示,试验结果如表3-4所示。
图3-4脱药搅拌时间试验流程图
表3-4脱药搅拌时间试验结果
搅拌
时间
产品
名称
产率
品位
回收率
Cu
Pb
Cu
Pb
2min
铜精矿
11.26
20.87
18.16
86.88
3.43
铅精矿
88.74
0.40
64.96
13.12
96.57
给矿
100.00
2.71
59.69
100.00
100.00
5min
铜精矿
10.36
21.75
17.61
82.59
3.02
铅精矿
89.64
0.53
65.35
17.41
96.98
给矿
100.00
2.73
60.40
100.00
100.00
10min
铜精矿
11.28
20.66
22.10
83.21
4.14
铅精矿
88.72
0.53
65.13
16.79
95.86
给矿
100.00
2.80
60.28
100.00
100.00
15min
铜精矿
10.58
20.76
19.22
80.91
3.40
铅精矿
89.42
0.58
64.63
19.09
96.60
给矿
100.00
2.72
59.82
100.00
100.00
从表3-4中试验结果可以看出,脱药搅拌时间选用5分钟即可。
3.5铅抑制剂PMA用量试验
对现场的铅精矿进行了铅抑制剂PMA用量的对比试验,试验流程如图3-5所示,试验结果如表3-5所示。
图3-5PMA用量试验流程图
表3-5PMA用量试验结果
PMA
用量
产品
名称
产率
品位
回收率
Cu
Pb
Cu
Pb
0
铜精矿
41.84
5.95
49.64
89.73
34.19
铅精矿
58.16
0.49
68.74
10.27
65.81
给矿
100.00
2.77
60.75
100.00
100.00
10000
铜精矿
28.39
8.17
45.13
86.62
21.23
铅精矿
71.61
0.50
66.38
13.38
78.77
给矿
100.00
2.68
60.35
100.00
100.00
15000
铜精矿
10.78
21.28
13.50
82.12
2.42
铅精矿
89.22
0.56
65.76
17.88
97.58
给矿
100.00
2.79
60.12
100.00
100.00
20000
铜精矿
12.36
18.27
16.96
85.99
3.44
铅精矿
87.64
0.42
67.26
14.01
96.56
给矿
100.00
2.63
61.04
100.00
100.00
从表3-5中试验结果可以看出,PMA在一定用量范围内,随着用量的增加,可显著提高铜精矿的主品位及降低铜精矿中的铅含量,但当PMA过量时,反而还会恶化浮选指标。
故PMA用量以选用15000g/t为宜。
3.6铜活化剂YC用量试验
对现场的铅精矿进行了铜活化剂YC用量的对比试验,试验流程如图3-6所示,试验结果如表3-6所示。
图3-6YC用量试验流程图
表3-6YC用量试验结果
YC
用量
产品
名称
产率
品位
回收率
Cu
Pb
Cu
Pb
0
铜精矿
11.15
13.14
43.83
54.44
8.15
铅精矿
88.85
1.38
62.01
45.56
91.85
给矿
100.00
2.69
59.98
100.00
100.00
5000
铜精矿
17.67
10.78
48.55
69.61
14.45
铅精矿
82.33
1.01
61.69
30.39
85.55
给矿
100.00
2.74
59.37
100.00
100.00
10000
铜精矿
9.82
22.33
16.07
79.95
2.62
铅精矿
90.18
0.61
65.16
20.05
97.38
给矿
100.00
2.74
60.34
100.00
100.00
20000
铜精矿
10.00
20.52
15.31
78.09
2.54
铅精矿
90.00
0.64
65.31
21.91
97.46
给矿
100.00
2.63
60.31
100.00
100.00
从表3-6中试验结果可以看出,随着铜活化剂YC用量的增加,既可以显著提高铜精矿中铜的品位和回收率,又可以大幅降低铜精矿中铅的含量。
综合考虑经济技术指标,YC用量以选用10000g/t为宜。
3.7捕收剂BK901C用量试验
选用目前现场在选铅作业中正在使用的捕收剂BK901C作为从铅精矿中综合回收铜的捕收剂,对现场的铅精矿进行了捕收剂BK901C用量的对比试验,试验流程如图3-7所示,试验结果如表3-7所示。
图3-7BK901C用量试验流程图
表3-7BK901C用量试验结果
BK901C
用量
产品
名称
产率
品位
回收率
Cu
Pb
Cu
Pb
0
铜精矿
10.87
20.22
16.90
81.49
3.01
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- 硫化 矿中铜 综合 回收 试验 研究 报告
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