矿产保护与利用   2019   Vol 39 Issue (4): 83-87
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云南某铅锌尾矿中金银硫的综合回收[PDF全文]
叶岳华 , 王立刚 , 陈旭波 , 胡志强 , 周高云     
北京矿冶科技集团有限公司 矿物加工科学与技术国家重点实验室,北京 102628
摘要:云南某铅锌矿浮选尾矿含Pb 0.21%,Zn 0.25%,Au 0.76 g/t,Ag 44.72 g/t,S 26.55%,其中除了铅、锌之外,金、银、硫具有一定回收价值。为了综合回收其中的金、银、硫,文章针对该尾矿,开展了系统的试验研究。通过工艺矿物学研究可知,待回收矿物嵌布粒度较细,且微细粒级分布率较高,同时,样品中黄铁矿含量高,与待回收矿物共生关系密切,要想充分回收有用元素难度较大。依据样品性质及工艺矿物学研究,本次试验制定了"铅锌混合浮选—尾矿选硫"的原则工艺流程,采用乙硫氮与BK-N组合用药,加强金、银的捕收,实验室闭路试验结果:铅锌混合精矿Pb品位15.62%,Zn品位38.55%,含Au 15.83 g/t,含Ag 2 268.57 g/t,Pb回收率28.03%,Zn回收率53.69%,Au回收率7.63%,Ag回收率18.47%;硫精矿S品位48.77%,S回收率89.70%。通过试验进一步降低了尾矿中的有用组分含量,有效资源得到最大化利用。
关键词铅锌浮选尾矿综合回收组合用药
Comprehensive Recovery of Gold, Silver and Sulfur from a Lead-Zinc Tailings in Yunnan
YE Yuehua , WANG Ligang , CHEN Xubo , HU Zhiqiang , ZHOU Gaoyun     
BGRIMM Technology Group, State Key Laboratory of Mineral Processing, Beijing 102628, China
Abstract: The flotation tailings of a lead-zinc mine in Yunnan contain 0.21% lead, 0.25% zinc, 0.76 g/t gold, 44.72 g/t silver and 26.55% sulfur. Gold, silver and sulfur have certain recycling value expect lead and zinc. In order to comprehensively recover the gold, silver and sulfur, a systematic experimental study was carried out on the tailings. According to the study of process mineralogy, the mineral to be recycled has a finer dissemination size and a higher distribution rate of fine grain size. What's more, the high content of pyrite in the sample was closely related to the symbiosis of the mineral to be recovered, so it is difficult to fully recover the useful elements. Based on the properties of the sample and the investigation of process mineralogy, this experiment has established the principle process of "lead-zinc bulk flotation- sulfur dressing of tailings", and adopted the combination agent of ethyl sulfide and BK-N to strengthen the collection of gold and silver. The closed-circuit test results of the laboratory showed that the lead-zinc mixed concentrate with lead grade of 15.62%, zinc grade of 38.55%, gold content of 15.83 g/t, silver of 2 268.57 g/t, lead recovery of 28.03%, zinc recovery of 53.69%, gold recovery of 7.63%, silver recovery of 18.47%; and the sulfur concentrate with sulfur grade of 48.77%, sulfur recovery rate of 89.70% were obtained. The content of useful components in tailings was further reduced through experiments, and the effective resources were maximized.
Key words: lead-zinc flotation tailings; comprehensive recovery; gold; silver; sulfur; combination agent

矿产资源具有不可再生和不可替代性,是国家经济建设可持续发展的重要保障,是人类赖以生存和发展的重要物质基础[1, 2]。随着社会发展需求的增加和对矿产资源的不断开发,矿产资源面临着枯竭的危机。因此,各国政府和矿山企业越来越重视从选矿厂尾矿中二次回收矿产资源[3-6]

我国铅锌矿产[7-11]分布广泛,具有贫矿多、富矿少、结构构造和矿物组成复杂的特点,部分铅锌矿选矿难度高,由于受生产技术水平和条件约束,在加工生产中产生的大量尾矿富含可供回收的有价金属矿物,若不加以回收利用,会造成资源浪费,另外也导致环境污染。

云南某铅锌矿浮选尾矿含Pb 0.21%,Zn0.25%,Au 0.76 g/t,Ag 44.72 g/t,S 26.55%,其中的金、银、硫,均具有较大的回收利用价值。文章以该尾矿作为研究对象,开展了金、银、硫综合回收试验研究。试验研究制定铅锌混浮-尾矿选硫原则工艺流程,采用乙硫氮与BK-N作为铅锌混浮的捕收剂,其中BK-N为油状有机酯类药剂,低毒、高效,对方铅矿具有较好的捕收作用,通过组合药剂的使用,强化捕收尾矿中的铅锌矿物,金、银随铅锌矿物同步富集得到综合回收;铅锌混选的尾矿再进行选硫,获得硫精矿。

1 样品性质

试验样品中主要金属矿物为黄铁矿,其次是方铅矿、闪锌矿,并有微量的黄铜矿、磁黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿、毒砂、铅矾等。非金属矿物主要为白云石、方解石,其次为石英,还有少量绢云母、高岭石、长石、石榴石、滑石等。试验样品化学多元素分析结果见表 1,铅、锌、金、银的化学物相分析结果分别见表 2表 3

表 1 样品化学多元素分析结果           /% Table 1 Chemical component analysis result of the sample

表 2 样品中铅、锌化学物相分析结果           /% Table 2 Lead and Zinc chemical phase analysis result of the sample

表 3 样品中金、银化学物相分析结果 Table 3 Gold and Silver chemical phase analysis result of the sample

表 2中铅、锌的物相结果显示,样品中铅、锌矿物主要为硫化矿,氧化铅、氧化锌分别占比11.90%、10.40%。

表 3中金、银物相结果显示,样品中金、银矿物主要以裸露或硫化物包裹状态存在。

2 主要有价金属的赋存状态及铅、锌粒度组成

采用工艺矿物学研究方法,对样品中的铅、锌、金、银、硫等的赋存状态进行了考查,并对其中的铅、锌粒度组成进行了分析,分析结果见表 4

表 4 样品中铅、锌的粒级分布特征 Table 4 The grain size distribution of Pb and Zn in the sample

铅:样品含铅0.21%,其中88.10%的铅以硫化铅的形式存在,主要矿物是方铅矿,11.90%的铅以氧化铅的形式存在,偶见白铅矿和铅矾。

锌:样品含锌0.25%,其中89.60%的锌以硫化锌的形式存在,主要矿物是闪锌矿,10.40%的锌以氧化锌的形式存在,偶见菱锌矿。

表 4中可以看出,铅、锌矿物粒度分布均较细,-0.020 mm粒级以下部分铅、锌分布率分别占48.48%、48.53%。

金:样品含Au 0.76 g/t,金主要呈黄铁矿等硫化物包裹金形式产出,分布率为55.26%,其次以裸露金形式产出,裸露金主要指与硫化物或脉石连生但经磨矿后裸露表面的金矿物,分布率为32.89%,还有11.85%以脉石矿物包裹金形式存在。

银:样品含Ag 44.72 g/t,其中60.17%以硫化银或硫化物包裹银的形式存在。

硫:样品含S 26.55%。绝大部分硫以黄铁矿的形式存在,其次以闪锌矿、方铅矿、毒砂、黝铜矿、磁黄铁矿等硫化矿物的形式产出。

3 选矿试验结果与讨论

由于样品为铅锌浮选的尾矿,其中的铅、锌品位均较低,为了更好地综合回收,确定采用铅锌混合浮选—尾矿选硫的原则工艺流程进行试验,分别获得铅锌混合精矿和硫精矿,其中的金、银随铅、锌浮选同步富集在铅锌混合精矿中。试验原则工艺流程图见图 1

图 1 原则工艺流程图 Fig.1 The principle process flowsheet

3.1 铅锌混选条件试验 3.1.1 捕收剂种类对比试验

为了加强对样品中有用组分的捕收,进行了多种捕收剂(或组合)的对比试验,试验流程为先对样品磨矿,磨至细度-0.074 mm含量占75%,磨矿时添加石灰2 000 g/t,调整矿浆pH值至12.0左右,然后浮选过程依次加入调整剂亚硫酸钠500 g/t、硫酸铜100 g/t,以及捕收剂乙硫氮+BK-N为(60+14) g/t、起泡剂14 g/t,进行一次粗选,得到粗精矿和尾矿。试验结果见图 2。从图中可以看出,同时添加乙硫氮和BK-N时,产品中铅、锌回收率相对较高。

图 2 捕收剂种类试验 Fig.2 Effect of collector types on flotation experiments

3.1.2 磨矿细度试验

样品中大部分的铅锌以贫连生体的形式存在,极少数呈现单体的形式。因此,首先考察细磨能否进一步使铅、锌矿物单体解离。磨矿细度试验流程为对样品进行磨矿(其中不磨时样品细度为-0.074 mm占65.8%),固定石灰用量2 000 g/t,亚硫酸钠用量500 g/t、硫酸铜用量100 g/t,以及捕收剂乙硫氮+BK-N为(60+14)g/t、起泡剂14 g/t,进行一次粗选,得到粗精矿和尾矿。试验结果见图 3。从图中可以看出,随着磨矿细度的增加,粗精矿中铅、锌品位变化不显著,铅、锌、金、银的回收率均逐渐增加后略有下降,在磨矿细度为-0.074 mm占75%左右时粗选指标较好。

图 3 磨矿细度试验 Fig.3 Effect of grinding fineness on flotation experiments

3.1.3 pH试验

在确定磨矿细度为-0.074 mm含量占75%,亚硫酸钠和硫酸铜用量分别为500 g/t、100 g/t,捕收剂乙硫氮和BK-N的用量分别为60 g/t、14 g/t,起泡剂BK202用量14 g/t,进行pH值试验。通过添加不同量的石灰,调节矿浆的pH值。试验结果见图 4。试验结果表明,随着矿浆pH值的不断升高,粗精矿中铅、锌的品位略有增加,铅回收率变化不明显,锌回收率增加后趋于平稳,金、银回收率有所降低但不显著。

图 4 pH值试验 Fig.4 Effect of pH value on flotation experiments

3.1.4 亚硫酸钠用量试验

亚硫酸钠对黄铁矿有一定的抑制作用。因此,在确定其他条件的前提下,进行亚硫酸钠用量试验,试验结果见图 5。试验结果表明,随着亚硫酸钠用量的增加,粗精矿中铅、锌的品位逐渐增加,增加幅度不大,回收率逐渐降低,同时,金、银回收率也呈下降趋势。因此,在混合粗选作业无需添加亚硫酸钠。

图 5 亚硫酸钠用量试验 Fig.5 Effect of sodium sulfite dosage on flotation experiments

3.1.5 硫酸铜用量试验

硫酸铜对闪锌矿具有一定的活化作用,在确定其他条件的前提下,进行调整剂硫酸铜用量试验,试验结果见图 6。试验结果表明,随着硫酸铜用量的增加,粗精矿中铅、锌、金、银的回收率均呈上升趋势,可见,添加适量的硫酸铜有利于目的矿物的上浮,用量在100 g/t左右为宜。

图 6 硫酸铜用量试验 Fig.6 Effect of copper sulfate dosage on flotation experiments

3.1.6 精选再磨细度试验

从样品工艺矿物学研究可知,样品中铅锌矿物粒度均较细,为了提高精矿铅、锌品位,以粗精矿作为给矿,进行铅锌混合精选的再磨细度试验。试验流程为再磨过程中加入石灰300 g/t,调整矿浆pH值至12以上,然后添加捕收剂BK-N 7 g/t,进行三次精选,得到铅锌混合精矿。试验结果见图 7。从试验结果可以看出,随着再磨细度的增加,精矿中铅、锌品位逐渐升高,作业回收率逐渐降低,当再磨细度在-0.043 mm含量占85%左右时精矿指标较好。

图 7 精选再磨细度试验 Fig.7 Fineness test of cleaning-regrinding

3.1.7 精选pH值试验

pH值的变化在硫化矿浮选过程中起着重要的作用,在确定精选再磨细度之后,考察pH值变化对精矿产品指标的影响,进行了石灰用量试验,试验结果见图 8。从试验结果可以看出,随着pH值逐渐升高,精矿中铅、锌品位逐渐升高,作业回收率先升高后降低。

图 8 精选pH值试验 Fig.8 Effect of pH value on concentrate product index

3.2 硫浮选

以铅锌混合浮选的尾矿作为选硫的给矿,进行硫浮选。选硫采用硫酸作为活化剂,丁黄药作为捕收剂,BK202作为起泡剂。经条件试验确定硫酸用量为2 000 g/t,选硫矿浆pH值调整为7.0左右,丁黄药用量为100 g/t,起泡剂用量为7 g/t。选硫流程为一次粗选、两次扫选、两次精选,获得硫精矿和尾矿。

3.3 闭路试验

在确定前面全部试验条件之后,进行全流程闭路试验。闭路试验流程见图 9,试验结果见表 5

图 9 全流程闭路试验流程 Fig.9 Flowsheet of whole flow closed-circuit test

表 5 全流程闭路试验结果 Table 5 Result of whole flow closed-circuit test

试验获得的铅锌混合精矿以闪锌矿为主,方铅矿次之,杂质矿物主要有黄铁矿、黄铜矿以及少量矿物等。在生产中可将该混合精矿作为给矿,返回铅锌浮选主回路,以期进一步提高铅锌产品总回收率;也可探索进行铅锌分离,分别获得铅精矿和锌精矿。

对尾矿进行镜下检查,结果表明其中的铅锌矿物主要以微细粒贫连生体的形式损失,如图 10所示。

图 10 尾矿中铅、锌的损失状态 Fig.10 Loss state of of Pb, Zn in tailings

4 结语

云南某铅锌矿浮选尾矿含Pb 0.21%,Zn 0.25%,Au 0.76 g/t,Ag 44.72 g/t,S 26.55%,其中的金、银、硫,均具有较大的回收利用价值。

文章针对该样品展开金、银、硫综合回收试验研究,依据样品性质及工艺矿物学研究结果,制定了铅锌混浮-尾矿选硫原则工艺流程,采用乙硫氮与BK-N作为组合捕收剂进行铅锌混合浮选,实验室闭路试验结果为:铅锌混合精矿Pb品位15.62%,Zn品位38.55%,含Au 15.83 g/t,含Ag 2 268.57 g/t,Pb回收率28.03%,Zn回收率53.69%,Au回收率7.63%,Ag回收率18.47%;硫精矿S品位48.77%,S回收率89.70%。

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