印尼某地难分离铜铅锌多金属矿选矿技术研究

一、矿石性质

矿石采自印尼某地，矿石金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、银、金等，其中黄铜矿的赋存状态及嵌布粒度较为复杂。脉石矿物主要有石英、云母、绿泥石、辉石、帘石、方解石等。

闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等金属矿物呈稀疏浸染－稠密浸染状构造及次块状构造。部分矿石呈多孔状、白色石英晶簇状生长，使矿石同时具多孔状构造及晶簇状构造。具粒状变晶结构、显微鳞片变晶结构、放射状、束状、鳞片状结构、蚀变粉砂泥质结构、碎裂结构、自形－半自形－它形粒状结构、包含结构、乳滴状结构、海绵陨铁结构。

闪锌矿为主要锌矿物，其多呈不规则它形粒状、边缘齿状、部分呈破碎粗砂－角砾状，少数呈半自形粒状。常见与黄铜矿、方铅矿连生，少数包裹于黄铁矿中，同时也包裹黄铜矿、方铅矿，很少有独立颗粒产出的闪锌矿，多数闪锌矿晶体中有固熔体分离出来的乳滴状黄铜矿，形成于两个期次。早期闪锌矿呈黑色，碎裂状或破碎粗砂－角砾状，边缘齿状；后期闪锌矿呈黄色，它形粒状，局部可见沿早期闪锌矿裂隙分布，不均匀稀疏－稠密浸染状分布，与脉石矿物呈不规则毗连镶嵌，粒度一般在0.01～10mm。

方铅矿为主要铅矿物，多与早期闪锌矿共生，呈它形粒状或破碎粗砂－角砾状，产于石英变晶颗粒之间，与脉石矿物呈不规则毗连镶嵌，其部分呈独立颗粒产出，部分与闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿连生，少数与闪锌矿相互包裹，或包裹于自形－半自形黄铁矿中。局部可见方铅矿呈胶结物状，胶结自形－半自形石英；粒度一般在0.006～3mm。

黄铜矿为主要铜矿物，呈它形粒状、破碎粗砂－角砾状。其少部分呈独立颗粒产出，大部分包裹于闪锌矿中，部分-5μm黄铜矿呈微细粒乳滴状于闪锌矿中，常与闪锌矿、方铅矿、黄铁矿连生。

其它硫化物主要为黄铁矿（磁黄铁矿）矿物，多呈自形－半自形粒状，少数呈它形粒状，部分呈独立颗粒产出。矿石中常见自形－半自形黄铁矿（磁黄铁矿）包裹闪锌矿、方铅矿，或黄铜矿包裹自形黄铁矿，呈浸染状或稀疏浸染状分布。部分黄铁矿（磁黄铁矿）与黄铜矿相互包裹，粒度极细。偶见自形黄铁矿与石英呈不规则毗连镶嵌。

原矿的多元素化学分析结果见表1，铅物相分析结果见表2，锌物相分析结果见表3，铜物相分析结果见表4。

表1    原矿多元素化学分析结果

（续表1）

表2    原矿铅物相分析结果

表3    原矿锌物相分析结果

表4    原矿铜物相分析结果

从表2～4可见，矿石中铅、锌矿属于混合矿，铜属于硫化矿。银作为伴生矿物可综合回收利用。

二、浮选工艺研究

（一）选矿工艺的确定

在开展铅、锌、铜探索性选矿试验时，发现方铅矿、闪锌矿、黄铁矿（磁黄铁矿）可浮性较好但分离较为困难；而铜铅优先浮选时，铜矿可浮性极差。虽然铜矿是以黄铜矿形态赋存且原矿品位达0.63%，但试验中大量黄铜矿并未随铅粗精矿一起混合浮起，其品位在铅粗精矿中仅为1.86%，回收率也只有20%左右。这一反常现象经系统的工艺矿物学研究发现，造成黄铜矿品位及回收率不高主要是因为“大部分黄铜矿包裹于闪锌矿中，部分-5μm黄铜矿呈微细粒乳滴状于闪锌矿中”，使其在磨矿中难以将其与闪锌矿分离形成相对独立的矿物。造成原矿中虽含铜较高，但在优先浮选铅时，包裹于闪锌矿中、微细粒乳滴状黄铜矿则随着锌矿被抑制而抑制，并分散在锌精矿及锌中矿中，难以单独回收。针对铅锌分离难、铜难浮选这一问题，经大量铅捕收剂、锌抑制剂等多种组合的药剂制度探索性试验，最终确定了铅锌优先浮选工艺流程。

（二）磨矿细度试验

不同的入选细度，其选别效果不一样，为了寻求一个铅锌适宜的入选细度，分别考察了磨矿细度在-74μm占65%、75%、80%、85%时，不同入选粒度对铅锌精矿品位、回收效果的影响。试验方案为铅一次粗选、两次扫选，锌一次粗选浮选工艺，试验流程见图1。试验结果见图2。从铅粗精矿品位、回收率及锌粗精矿品位及回收率等综合考虑，磨矿细度以-74μm占75%较为宜。

图1  条件试验流程

图2  磨矿细度条件试验结果

1-铅粗精矿品位；2-锌粗精矿品位；3-铅粗精矿回收率；4-锌粗精矿回收率；下同

（三）铅粗选主要抑制剂条件试验

1、石灰用量试验

该矿中部分黄铁矿（磁黄铁矿）可浮性极好，难以被抑制，而石灰则是目前黄铁矿（磁黄铁矿）最廉价有效的抑制剂。黄铁矿（磁黄铁矿）主要抑制剂是石灰，试验结果见图3。可以看出，石灰用量为11.0kg/t较为适宜。

图3  石灰用量条件试验结果

2、硫酸锌抑制剂条件试验

由于闪锌矿可浮性极好，仅使用硫酸锌、亚硫酸钠为锌抑制剂时，锌矿难以被抑制。为降低铅精矿中含锌量，增加硫化钠与硫酸锌、亚硫酸钠组合为锌矿的抑制剂，其目的就是为了加强抑锌效果。铅粗选固定条件硫化钠1.0kg/t；亚硫酸钠500g/t，石灰用量11.0kg/t；捕收剂SN-9用量为100g/t，起泡剂松醇油为50g/t，浮选时间为6min，硫酸锌为变量。试验结果见图4，从铅粗精矿中锌品位及回收率可以看出，在锌组合抑制剂中，当硫酸锌用量为2.5kg/t较为适宜。

图4  硫酸锌抑制剂条件试验结果

3、抑制剂添加地点试验

根据上述铅粗选试验结果，较适宜的锌组合抑制剂用量是硫酸锌2.5kg/t，亚硫酸钠500g/t，硫化钠1.0kg/t。选择不同的药剂添加地点，考察锌组合抑制剂对铅锌回收效果的影响。药剂添加地点其一为加入磨机中，随着矿石被磨细达到抑锌的目的；其二磨矿后加入浮选槽内，通过对矿浆的搅拌达到抑锌的目的。从铅粗精矿中含锌品位及回收率对比，当锌组合抑制剂加入磨机内时，其铅粗精矿回收率高于将抑制剂添加在磨机外1%，同时铅粗精矿中含锌量略有降低。说明组合抑制剂在磨机内随着矿石粒度变细，锌组合抑制剂与锌矿表面充分发生反应，在铅粗选时达到了抑锌的目的。

（四）锌矿可浮性试验

铅矿经一次粗选、两次扫选后，其尾矿进入选锌系统。由于锌矿可浮性较好，在保持pH值不变的情况下，采用硫酸铜为活化剂，丁基黄药为捕收剂，起泡剂为松醇油。经锌矿药剂用量条件试验后，较适宜的锌矿粗选条件是硫酸铜为600g/t，丁基黄药为180g/t，松醇油为50g/t。

（五）闭路浮选流程试验

依据铅锌在浮选条件试验所确定的磨矿细度、各类抑制剂、活化剂用量参数条件下，进行全流程闭路浮选工艺试验。其闭路浮选流程见图5，闭路试验结果见表5。

图5  全流程闭路浮选工艺流程

表5    全流程闭路浮选工艺试验结果

由表5可以看出，在较佳的分选条件下，原矿经铅锌优先浮选闭路流程选别后，可获得铅精矿产率5.81%、品位61.85%、含锌7.47%、回收率81.64%，锌精矿产率22.48%、品位50.29%、含铅1.47%、回收率93.78%的技术经济指标。此外，富集在铅精矿中的银品位567.0g/t、回收率50.76%；稀有元素铟品位0.49g/t，伴生有益元素银、稀有元素铟得到了综合回收利用。

三、结语

（一）原矿铜品位偏低，且有部分黄铜矿呈乳浊状于闪锌矿中；部分黄铜矿与（磁）黄铁矿相互包裹，粒度极细，磨矿难以使其单体解离。

（二）铜与锌、黄铁矿（磁黄铁矿）共生关系密切且粒度微细，在优先浮选铅抑制锌、硫铁时，铜也随之被抑制，造成铅精矿中铜品位及回收率极低，在锌精矿中也难以分离成为独立矿物。

（三）黄铁矿（磁黄铁矿）、闪锌矿可浮性极好，为达到浮铅抑制锌、硫目的，使得石灰、硫酸锌在各选别段用量较大。