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选矿技术
含炭复杂铜、铅、钴、镍多金属硫化矿选矿工艺技术研究
来源:北京矿冶研究总院 矿物加工科学与技术国家重点实验室 卢烁十 2017-04-127229

一、前言

某多金属硫化矿石属铜、铅、钴、镍多金属硫化物矿石,铜、铅、钴含量较高,而锌和镍含量较低。本研究的主要目的是最大限度回收铜、铅、钴。矿石中有用金属矿物的嵌布粒度细,硫化矿矿物之间、硫化矿和脉石矿物之间共生关系非常密切,有用金属矿物浮选回收、分离难度较大。矿石中炭质含量为3.17%,白云母、伊利石等脉石矿物占56.02%,增加了选矿分离难度1

二、矿石性质研究

(一)矿石中主要化学成分分析

矿石中的金属矿物主要有方铅矿、黄铁矿、黄铜矿、铜蓝、闪锌矿和硫镍钴矿等,脉石矿物主要为炭质物、白云母、伊利石等。矿石中主要化学成分分析结果见表1。

(二)矿石化学物相分析

矿石中主要有价金属铜、铅、钴化学物相分析结果分别见表2~表4。物相分析结果表明,矿石中铜、铅、锌、钴、镍等金属元素主要赋存在硫化物中,氧化率都不高。

(三)主要金属矿物的粒度分析

矿石中黄铜矿、铜蓝及黄铁矿的粒度较粗,而方铅矿、闪锌矿及硫镍钴矿的粒度较细。在+0.074mm粒级中黄铁矿的占有率达68.77%,黄铜矿、铜蓝占有率达54.19%,而硫镍钴矿、闪锌矿、方铅矿的占有率都不高,分别为37.47%、30.64%和26.66%;而在-0.01mm粒级中方铅矿的占有率最高,达5.06%,其次是硫镍钴矿,在该粒级中的占有率为3.58%。

矿石中硫化物的粒度组成如图1所示。

从图1看出,硫化物在矿石中的嵌布粒度不均匀。在+0.074mm粒级中硫化物的占有率为53.69%。在-0.01mm粒级中硫化物的占有率不高,仅为100%。可见,硫化物具有中细粒嵌布特点,细磨矿时多数硫化物应易于与脉石矿物解离。

(四)矿石中重要金属矿物的单体解离分析

矿石中重要金属矿物单体解离度分析结果见图2。

结果表明,铜矿物与其他有价金属矿物连生不多,单体解离度较好。其他几种主要金属矿物方铅矿、闪锌矿、硫镍钴矿解离度都较低,矿物之间紧密共生。

三、选矿工艺流程的确定

矿石中含铜、铅、钴、镍、锌等多种有用金属,最有回收价值的金属为钴、铅和铜。钴是该矿床中最具经济价值的矿物,需要保证其最大的回收2

矿石中含炭高,硫化矿物主要与炭质物料共生,需要考虑炭的处理。

矿石中有用金属的嵌布粒度很细,绝大多数的硫化矿物嵌布粒度极细,硫化矿矿物之间、硫化矿和脉石矿物之间共生关系非常密切,为达到解离,需要细磨。

矿石中锌和镍的含量较低,尤其是锌的含量只有0.56%,很难得到各的锌精矿,而镍和钴大部分赋存在同一种矿物-硫镍钴矿中,在选矿回收过程中,将同时得到回收。

综上所述,确定采用铜铅钴混选、分离工艺,即脱炭后进行铜铅钴混合浮选、混合浮选尾矿浮选钴;混合精矿精选后再磨,经再次脱炭后再磨产品进行铜、铅、钴分离,得到铅精矿和铜钴精矿。选矿工艺流程如图3所示。

四、选矿工艺试验研究

(一)脱炭浮选试验研究

在脱炭浮选试验中,CaO用量为1000g/t,煤油用量为360g/t,2号油用量为16g/t时,试验结果见表5。

(二)铜铅钴精选磨矿细度试验研究

铜铅钴混选原则试验流程如图4所示。铜铅钴精选磨矿细度试验结果见图5。

粗选磨矿细度确定为-0.074mm粒级占99%(即-0.043mm粒级占92%)。

(三)铜铅钴混选试验研究

进行了铜铅钴混选条件试验研究,确定了混选调整剂、捕收剂等药剂的用量。其中捕收剂BK906为无色固体。试验流程如图6所示,试验结果如表6所示。

    (四)铜钴铅分离试验研究

进行了选矿条件试验研究,确定了铜钴铅分离药剂种类、药剂用量、浮选时间等试验条件。铜钴铅混选再分离开路试验流程如图7所示,试验结果如表7所示。得到了含铅54.13%以上、含铜2.87%的开路铅精矿2,同时得到了含铜11.57%、含铅8.36%、含钴0.73%的铜钴精矿。

(五)闭路试验

闭路试验采用“浮选脱炭-铜铅钴混合浮选-混选尾矿浮选钴,混选精矿精选-再磨-再次脱碳-铜、铅、钴分离”的工艺流程,试验流程图如图8所示,试验的结果见表8。所得产品中,铅精矿可直接销售3;其他产品中的铜、钴、铅则可通过冶金工艺回收。

五、结论

(一)试验矿石属含炭复杂多金属硫化矿,铜品位为1.01%、铅品位为5.89%、钴品位为0.14%、锌品位为0.59%、镍品位为0.11%,含炭3.19%。矿石中的金属矿物主要有方铅矿、黄铁矿、黄铜矿、铜蓝、闪锌矿和硫镍钴矿等,有用金属的嵌布粒度非常细,硫化矿矿物之间、硫化矿和脉石矿物之间共生关系非常密切。

(二)采用脱炭后进行铅铅钴混合浮选,混合浮选尾矿浮选钴;混合精矿精选后再磨,经再次脱炭后再磨产品进行铜、钴、铅分离,得到铅精矿和铅钴精矿。试验得到了合格的铅精矿,钴精矿和铜钴混合精矿,实现了有价金属的有效回收。

参考文献

[1]北京矿冶研究总院.某硫化矿选矿工艺技术研究报告[R].2008.

[2]胡熙庚.有色金属硫化矿选矿[M].北京:冶金工业出版社,1987(11):184~225。

[3]选矿手册,第八卷,第一分册[M].北京:冶金工业出版社,1989(10):189~203。

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