云南某铅锌尾矿中金银硫的综合回收 | ![]() |
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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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。
从表 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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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 |
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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。
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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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