一種難選銅鋅硫化礦浮選分離的工藝

浮選工藝是銅礦選別中最為常用的工藝，北京奧納泰科礦業(yè)公司自成立之初至今已有20余年的歷史，在公司不斷的發(fā)展歷程中，銅礦選別的項(xiàng)目有很多，經(jīng)過不斷的探索和研發(fā)，在銅礦浮選方面獲得更大進(jìn)展，特別是在浮選藥劑、浮選工藝技術(shù)和銅礦浮選設(shè)備等方面。經(jīng)過多年不斷的總結(jié)和革新，最終形成了四大銅礦浮選工藝體系：銅礦優(yōu)先浮選工藝、銅礦混合浮選工藝、銅礦正浮選工藝和反浮選工藝四種。

銅礦

銅礦優(yōu)先浮選工藝

銅礦優(yōu)先浮選工藝的工藝流程是：破碎篩分→磨礦分級(jí)→優(yōu)先浮選銅精礦→活化浮選其它精礦→濃縮脫水。優(yōu)先浮選工藝是按照礦石的可浮性進(jìn)行劃分，首先浮選出單一銅精礦，同時(shí)抑制其余精礦;銅精礦浮選完成后再將其余精礦分別活化并浮選。

銅礦優(yōu)先浮選工藝具有容易操作、藥劑用量得到嚴(yán)格控制及銅精礦品位較高的優(yōu)勢。

銅礦混合浮選工藝流程圖

銅礦混合浮選工藝

銅礦混合浮選工藝流程：磨礦分級(jí)→經(jīng)混合浮選獲得混合精礦→精礦分離粗精選→濃縮脫水。銅礦混合浮選工藝是將銅精礦與礦石中含有的其它礦物一起浮選得到混合精礦，然后再將混合精礦進(jìn)行分選，最后得到銅精礦。

銅礦混合浮選項(xiàng)目現(xiàn)場

銅礦正浮選工藝

銅礦正浮選工藝是利用陰離子捕收劑,將銅礦浮入泡沫產(chǎn)物中，脈石礦物留在礦漿中。銅礦正浮選工藝流程是：破碎篩分，磨礦分級(jí)，粗選、精選、掃選，濃縮脫水。

銅礦正浮選工藝的優(yōu)勢是：1、應(yīng)用浮選藥劑簡單;2、操作流程簡易;3、加工成本較低;4、銅礦富集化程度高，回收率高。

銅礦反浮選工藝

銅礦反浮選工藝的工作原理是利用鑫海捕收劑, 調(diào)整PH值，將脈石礦物浮入泡沫產(chǎn)物中，銅礦留在礦漿中。工藝流程是：破碎篩分，磨礦分級(jí)，粗選、精選、掃選，濃縮脫水。

銅礦反浮選工藝的優(yōu)勢是：1、節(jié)省基建投資；2、銅精礦品位較高；3、浮選速度快，浮選效率高。

本文中列舉了這四種銅礦浮選工藝的工作原理和優(yōu)勢，選擇哪種方法進(jìn)行銅礦的選別還要根據(jù)礦物性質(zhì)來確定，一切選礦方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施都應(yīng)該依照選礦試驗(yàn)報(bào)告來確定。

硫化銅鉛鋅礦的特點(diǎn)是礦物種類多；有用礦物嵌布粒度細(xì)，并且致密共生；硫化銅礦物與方鉛礦的可浮性很相近；閃鋅礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦易被礦石中次生銅礦物溶出的銅離子活化；即使是同一種礦物往往由于氧化程度不一，其可浮性亦有難易之分，所以分選這種礦石是比較困難的。

1硫化銅鉛鋅礦浮選實(shí)例

某鉛鋅螢石礦，該礦屬中溫?zé)嵋撼涮畹亩嘟饘俚推肺坏V床，金屬礦物為方鉛礦、閃鋅礦和少量黃銅礦和黃鐵礦。非金屬礦物為螢石，脈石礦物以石英為主。金屬礦物的嵌布粒度較粗，是比較好選的礦石。該礦選廠采用銅鉛部分混選再分離、混選尾礦依次浮鋅、浮螢石的流程，回收銅、鉛、鋅、螢石四種有用成分。該廠生產(chǎn)的原則流程如圖1所示。

銅鉛混選時(shí)，主要用ZrISO4+ Na2S2O3，抑制閃鋅礦。試驗(yàn)和生產(chǎn)表明，添加少量氰化物（5g/t左右）對降低混合精礦的含鋅量有明顯的效果。在混選循環(huán)的掃選作業(yè)中，添加硫化鈉30 g/t活化氧化鉛，對提高鉛的回收率有利。銅鉛分離時(shí)，在活性炭脫藥后用重鉻酸鈉抑鉛，補(bǔ)加少量松醇油浮銅，只要保證活性炭和重鉻酸鈉有足夠的作用時(shí)間（約30min )，就能使銅較好地分離。

2銅鉛分離方法

（1）常用的銅鉛分離方法。其分離方法如表1所示。

表1中所列舉的抑制劑方案實(shí)質(zhì)上可歸納為三種方法：氰化物法、重鉻酸鹽法和亞硫酸及其鹽法，各法中都或多或少配用了其他化合物。用氰化物法抑銅（或重鉻酸鹽法抑鉛）進(jìn)行銅鉛分離，分離效果好，操作穩(wěn)定，但兩者都有毒。當(dāng)今使用亞硫酸及其鹽法者較多。亞硫酸對黃銅礦、斑銅礦和輝銅礦不具抑制作用，由于它能清洗銅礦物表面，故具有活化銅礦物的作用，亞硫酸及其鹽與硫化鈉或與淀粉等配用抑鉛浮銅，有利于提高分選效果和穩(wěn)定性。有人使用“努恰爾法”——硅鉻纖維素組合劑法將銅鉛混合精礦用活性炭脫藥，加重鉻酸鈉和水玻璃的等量混合物攪拌，再加羧甲基纖維素（CMC）抑鉛浮銅。

（2）分離方法選擇的原則。在多金屬硫化礦浮選中，無論是鉛鋅分離、鋅硫分離、銅鋅分離或銅鉛分離，其分離方法（含流程和藥劑方案）都很多，特別是銅鋅分離和銅鉛分離的抑制方案更多，選擇的原則可從如下幾方面來考慮：

1）原礦或混合精礦中礦物組成及可浮性是選擇分離方法的主要依據(jù)。銅礦物的種類較多，以黃銅礦為主的原生銅礦物容易被氰化物抑制，礦漿中游離Cu2+少，方鉛礦、閃鋅礦不易被Cu2+活化。在這種情況下，用氰化物法抑銅進(jìn)行銅鉛分離是有效的，但不宜用氰化物法抑鋅進(jìn)行銅鋅分離，因黃銅礦易受氰化物抑制。以輝銅礦、銅藍(lán)為主的次生銅礦物不易被氰化物抑制，且礦漿中游離Cu2+多，方鉛礦、閃鋅礦易被Cu2+活化。在這種情況下，用氰化物法、重鉻酸鹽法效果都差，常用亞硫酸及其鹽法。對方鉛礦而言，未經(jīng)Cu2+活化或表面氧化者，容易被重鉻酸鹽和亞硫酸類抑制，被Cu2+活化了的方鉛礦就難被重鉻酸鹽抑制，可用亞硫酸與硫化鈉配用或硫代硫酸鈉與硫酸亞鐵（或三氯化鐵）配用抑鉛浮銅。

2）混合精礦中有價(jià)成分的礦物含量比。一般的原則是“抑多浮少”，這樣可以減少泡沫產(chǎn)品的夾雜，以獲得較好的分離指標(biāo)。

3）原礦石中稀、貴金屬的含量。當(dāng)?shù)V石中稀、貴金屬含量較高，應(yīng)盡量富集在精礦中（如金銀盡量富集在銅鉛精礦中，鎘盡量富集在鋅精礦中）。為防止金銀溶解而流失，氰化物法最好不用。

4）應(yīng)從選礦指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)成本、環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)條件諸方面綜合考慮選擇方案。對于某些礦石，用氰化物確實(shí)更有效，提高指標(biāo)所得的經(jīng)濟(jì)效益超過用氰帶來的損失時(shí)，氰化物法還是可取的。目前，在國內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)中，還有不少廠家沿用氰化物重鉻酸鹽法。尤其西方國家用氰化物優(yōu)先浮鉛抑鋅還比較常見。

3精礦脫雜

在浮選多金屬硫化礦時(shí)，由于原礦性質(zhì)和過程復(fù)雜，各種金屬礦物常常分離不好，會(huì)產(chǎn)生所謂“互含”（即甲精礦中含有乙精礦，乙精礦中含有甲精礦）過高的現(xiàn)象，這樣不僅會(huì)降低精礦質(zhì)量，而且會(huì)降低回收率。為了解決這個(gè)問題，可以采用精礦脫雜的過程。所謂精礦脫雜，就是將精礦再處理，以便降低其中雜質(zhì)的含量。

精礦脫雜的過程常用于鉛精礦脫鋅、鋅精礦脫鉛、銅精礦脫鉛、鉛精礦脫銅、鋅精礦脫銅等。精礦脫雜的方法一般都與獲得粗精礦的浮選方法相反。例如含鋅過高的鉛精礦是用浮鉛抑鋅的方法得到的，則鉛精礦脫鋅時(shí)，應(yīng)該采用浮鋅抑鉛的方法。即脫雜時(shí)一般采用反浮選。

4混合精礦脫藥

混合精礦在進(jìn)行分離之前，為了提高分離效果，往往要預(yù)先進(jìn)行脫藥以除去礦物表面的藥劑薄膜及礦漿中過剩的藥劑。

混合精礦脫藥的方法有以下幾種：

（1）機(jī)械脫藥法。該法包括多次精選、再磨、濃縮、擦洗、過濾和洗滌等方案。多次精選既是提高混合精礦品位的過程，又是一個(gè)脫藥的過程。在一般精選過程中，礦漿濃度都很低，因此能通過解吸除去一部分過剩的藥劑，但效果是有限的?；旌暇V再磨主要是促使混合精礦中的連生體進(jìn)一步單體解離，同時(shí)也可以剝落一部分多余的藥劑?；旌暇V濃縮可以通過脫水帶走水中的藥劑，這個(gè)過程可以在濃密機(jī)或水力旋流器中進(jìn)行。擦洗法是在濃漿中攪拌，靠礦粒之間摩擦來脫藥的，應(yīng)用的條件是礦物不易泥化。過濾洗滌法是將混合精礦過濾，并在過濾機(jī)上噴水洗滌，然后將濾餅重新調(diào)漿浮選，這是機(jī)械脫藥法中最徹底的一種。但是，其工藝復(fù)雜，耗費(fèi)大，常受物質(zhì)條件限制，很少采用。

（2）解吸法。解吸法是利用硫化鈉在礦物表面吸附力強(qiáng)的特點(diǎn)解吸礦粒表面的藥劑，利用活性炭吸附礦漿中的藥劑使吸附在礦粒表面上的藥劑返回礦漿。這兩種方法可以同時(shí)使用。但是當(dāng)硫化鈉用量大時(shí)，要同時(shí)用濃密機(jī)脫藥，使過程復(fù)雜化。

（3）加溫及焙燒法。例如，將銅鉬混合精礦在石灰介質(zhì)中通蒸汽加熱，以破壞礦物表面的捕收劑膜，然后再加水稀釋進(jìn)行分離?；?qū)~鉬混合精礦進(jìn)行焙燒，使銅礦物表面氧化而變得難浮，然后調(diào)漿浮出鉬精礦。這兩個(gè)方法成本都比較高。

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銅硫礦是我國主要的銅礦類型之一。其礦床多屬含銅黃鐵礦床和含銅矽卡巖礦床，分布較廣。如甘肅白銀、湖北大冶、安徽銅陵、江西永平；武山、河北等地區(qū)都有這類礦床。銅硫礦有致密塊狀含銅黃鐵礦和浸染狀含銅黃鐵礦兩種。前者黃鐵礦的含量高，后者黃鐵礦的含量低。浮選這種礦石除了回收硫化銅以外，還要回收其中的硫化鐵作為硫精礦。

影響含銅黃鐵礦浮選的主要因素有：

(1)銅、鐵硫化物的嵌布粒度和共生關(guān)系。一般黃鐵礦的嵌布粒度較粗，而銅礦物特別是次生硫化銅礦，與黃鐵礦共生密切，要磨到比較細(xì)時(shí)，才能使銅礦物與黃鐵礦解離。可以利用這一特性。選出銅硫混合精礦，廢棄尾礦，然后將混合精礦再磨再分離。

(2)次生硫化銅礦物的影響。次生硫化銅礦物含量高時(shí)，礦漿中銅離子增多，會(huì)使黃鐵礦受到活化，增加銅硫分離的困難。

(3)磁黃鐵礦的影響。磁黃鐵礦含量高，會(huì)影響硫化銅礦物的浮選。磁黃鐵礦氧化，消耗礦漿中的氧，嚴(yán)重時(shí)，浮選開始階段銅礦物不浮。可以加強(qiáng)充氣來改善這種情況。

A銅硫礦的浮選流程

其常用的浮選流程有三種：

(1)優(yōu)先浮選。一般是先浮銅，然后再浮硫。致密塊狀含銅黃鐵礦，礦石中黃鐵礦的含量相當(dāng)高，常采用高堿度(游離CaO含量>600～800g/m3)、高黃藥用量的方法浮銅抑制黃鐵礦。其尾礦中主要是黃鐵礦，脈石很少，所以尾礦便是硫精礦。對于浸染狀銅硫礦石，采用優(yōu)先浮選流程，浮銅后的尾礦要再浮硫，為了降低浮硫時(shí)硫酸的消耗及保證安全操作，浮銅時(shí)，盡量采用低堿度的工藝條件。

(2)混合-分離浮選。對于原礦含硫較低，銅礦物易浮的銅硫礦石選用這種流程較有利。銅硫礦物先在弱堿性礦漿中進(jìn)行混合浮選，混合精礦再加石灰在高堿性礦漿中進(jìn)行銅硫分離。

(3)半優(yōu)先混合-分離浮選。半優(yōu)先混合-分離浮選是以選擇性好的Z-200或OSN-43、酯-105等作為半優(yōu)先浮銅作業(yè)的捕收劑，先浮出易浮的銅礦物，得到部分合格的銅精礦，然后再進(jìn)行銅硫混合浮選，所得的銅硫混合精礦使用浮銅抑硫的分離浮選。這種分離流程，避免了高石灰用量下對易浮銅礦物的抑制，也不需耗大量硫酸活化黃鐵礦。生產(chǎn)實(shí)踐表明：這種流程結(jié)構(gòu)合理，操作穩(wěn)定，指標(biāo)好，具有盡早回收目的礦物的特點(diǎn)。

就磨浮流程來說，對于難選銅礦石，采用階段磨浮流程較為有利，如粗精礦再磨再選，混合精礦再磨再分離，中礦再磨單獨(dú)處理等方法，廣為國內(nèi)外選廠所采用。

B銅硫分離方法

對銅硫礦石無論采用哪一種流程，都存在一個(gè)銅硫分離的問題，分離的原則一般是浮銅抑硫，即抑制黃鐵礦。

(1)石灰法。用石灰抑制黃鐵礦是銅硫分離的常用方法。采用石灰法進(jìn)行銅硫分離時(shí)，礦漿的pH值或礦漿中的游離CaO含量能明顯地影響分離效果。一般的規(guī)律是，處理含黃鐵礦量多的致密塊礦時(shí)，需加大量石灰，使礦漿中的游離CaO含量達(dá)到800g/m3左右才能抑制黃鐵礦。對含黃鐵礦少的浸染礦，用石灰控制礦漿0H值在9～12就能浮銅抑硫。有時(shí)為了避免石灰用量過大造成“跑槽”和精礦難以處理的毛病，可補(bǔ)加少量氰化物或者選用對黃鐵礦捕收力弱的酯類捕收劑。

(2)石灰+亞硫酸鹽法。這種方法是廣泛使用的無氰抑制黃鐵礦的方法。對于原礦含硫高或含硫雖然不高，但含泥高，或黃鐵礦活性較大不易被石灰抑制的銅硫礦石，可采用石灰加亞硫酸鹽抑制黃鐵礦進(jìn)行銅硫分離的方法。此法的關(guān)鍵是要根據(jù)礦石性質(zhì)控制合適的礦漿pH值及亞硫酸鹽(或s02)的用量，并注意適當(dāng)加強(qiáng)充氣攪拌。有的實(shí)驗(yàn)研究指出：在pH=6．5～7的弱酸性介質(zhì)中，采用石灰加亞硫酸鹽法抑制黃鐵礦較有效。石灰加亞硫酸鹽法與石灰法比較，具有操作穩(wěn)定、銅的指標(biāo)好、硫酸等活化劑用量低的優(yōu)點(diǎn)。

(3)石灰+氰化物法。對于浮游活性大的黃鐵礦，用石灰加氰化物法抑制是有效的，但由于氰化物有毒，會(huì)污染環(huán)境，故人們力圖用石灰加亞硫酸法取代之。

在銅硫分離浮選中，采用選擇性好的捕收劑，不僅可以減少抑制劑和活化劑用量，而且操作穩(wěn)定。

C銅硫礦浮選實(shí)例

某礦床屬于變質(zhì)火山巖系中的黃鐵礦型多金屬礦床，礦石類型較復(fù)雜，按結(jié)構(gòu)構(gòu)造可分為浸染狀、致密塊狀、半塊狀三種，以前兩種為主。

主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦，銅藍(lán)、輝銅礦及閃鋅礦。塊狀礦石中黃鐵礦含量占85％以上。主要脈石礦物有石英、綠泥石和絹云母。有用礦物間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，嵌布關(guān)系多種多樣，但主要金屬礦物和脈石的關(guān)系較簡單。銅礦物呈中細(xì)粒嵌布。黃鐵礦常以自形晶、半自形晶和粒狀集合體產(chǎn)出，嵌布粒度在0．1～0．5mm之間，部分與黃銅礦致密共生。

入選礦石按塊狀含銅黃鐵礦石、浸染狀銅硫礦石及塊狀銅鋅黃鐵礦石三大類，分別用不同的工藝流程及條件進(jìn)行分選。這節(jié)只介紹銅硫礦石的浮選方法。

塊狀含銅黃鐵礦石經(jīng)兩段連續(xù)磨礦至80％-0．074mm，進(jìn)行浮選(一粗一掃三精)，用石灰作黃鐵礦的抑制劑，在高堿度(含游離CaOS00～1000g/m3)下，用丁黃藥和松醇油浮銅，尾礦即為硫精礦。

當(dāng)浸染狀銅硫礦與塊狀含銅黃鐵礦同時(shí)處理時(shí)，選廠采用“摻礦法”處理這兩類礦石：即在低堿度(含游離 Ca050～100g/m3)礦漿條件下，從浸染狀銅礦石中選出銅硫混合精礦，加入塊狀礦石的磨礦作業(yè)中，在高堿度礦漿條件下，與塊狀礦石一起進(jìn)行銅硫分離，選出銅精礦與硫精礦。從流程效果分析，它具有分支串流的實(shí)質(zhì)。其主要特點(diǎn)是，流程簡單，操作方便，節(jié)省藥劑。

有時(shí)處理單一浸染狀銅硫礦石采用低鈣、低藥(虧量加藥)優(yōu)先浮選粗精礦再磨的流程。

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