元阳县华西黄金有限公司 云南红河元阳 662400
摘要:金属铜、铅在现代工业中应用非常广泛,在我国有色金属铜铝消耗巨大,而铅不可或缺一家有色金属矿业开发、加强国民经济中越来越重要,已广泛应用电力、机械、化工、冶金、医药、军工等领域。文章以某复杂含金铜铅混合精矿为试验对象,在确保铜、铅浮选指标相近的情况下,采用抑铅浮铜方案,在最佳的工艺条件下大大提高了选矿厂的技术经济指标,同时也为选厂的技术改造提供了理论依据。
关键词:金铜铅;混合精矿;分离试验
1引言
矿山铜和铅华占30%左右的锌铜矿和硫化关系。但在硫化铜和铅的复杂和多变,和浮选自然差别很小,通常混合浮选后获得一个浓缩的铜和铅然后按照“去除多浮少”的原理去除浮铜或浮铅铜,实现铜与铅的分离。目前常用的无机抑制剂如氰化物、重铬酸盐等抑制铅矿物的效果较好,但对环境污染较大,已不能满足当今可持续发展的要求。无毒有机抑制剂因其选择性强、适用性好而得到开发和应用。然而,单一催化剂的使用并没有达到预期的效果,联合抑制剂的使用逐渐成为主流。
2含金铜铅混合精矿细筛再磨工艺改造内容
选矿厂磨选车间分为两个系列。第二阶段磨级作业为细筛再磨作业,是细筛球磨与提前分级、检查分级相结合的工艺。球磨机为MQY3264溢流式球磨机,各系列1台,单机处理能力140~160t/h。新给矿石为一段磁选精矿,其-0.074mm粒度含量为32.50%,TFe品位为40.01%,筛下产物经两段磁选(双筒磁选机)获得铁精矿。每个系列采用鲁凯D4MVSK2418C3四重复合高频细筛3套,筛面尺寸0.11mm×0.22mm,单屏面积4.32m2。生产过程中存在筛分效率低、循环负荷大的问题。为提高筛分质量效率,对细筛再磨工艺进行了改进。系列精筛再磨工艺将原有的预筛和检验筛合为一体,两系列精筛再磨工艺将预筛和检验筛分分开,预筛采用3套D4MVSK2418C3四套重叠高频精筛,筛分尺寸为0.20mm×0.40mm(筛分尺寸为0.15mm×0.30mm作比较)[1]。两台2SG48-60-W-5STKDrake五向重叠高频细筛用于检查筛选。屏幕尺寸为0.10mm×2.46mm,单面屏幕尺寸为1.0m×1.4m。单机筛分面积7m2。德雷克高频细筛振动功率强,可达7.3G(一般振动筛仅4.0-5.0g),筛分效率较高。
工艺在稳定的条件下,在现场一套筛来采矿,一套产品上筛再上筛,两套筛来采矿,提前筛产品,筛产品,检查一套产品上筛,每隔15分钟进行一次采样,在合成三次样品,作为一批样品,每批样品的质量为300~500g。对两个系列的每批样品进行混合、分选,制备用于粒度筛选和TFe等级测试的样品。粒度筛选采用实验室标准设置筛分,+0.074mm各粒径采用干式筛分,-0.074mm各粒径采用湿式筛分。矿石、屏幕上产品和屏幕外产品共采样7批。在对两系列细筛再磨工艺进行改造时,为了确定合适的预筛孔尺寸,保持振幅、筛分面积等相一致,选用0.15mm×0.30mm和0.20mm×0.40mm两种筛孔尺寸,两种筛面筛分矿石,对筛上产品和筛下产品分别进行取样。通过比较两种筛孔尺寸的筛选效果,提前确定合适的筛孔尺寸。TFe品位与一系列筛下产品和两个系列筛下产品-0.074mm含量之间呈线性拟合关系。选用孔径为0.180mm、0.125mm、0.074mm、0.053mm和0.038mm的标准筛。对两种分子筛下的产物进行了分析,并计算了各粒径的得率和金属分布率[2]。在磁场强度为7.96×104A/m的条件下,用磁选管对筛下两个系列产品进行检测。统计两个系列的日平均小时处理能力,用皮带秤称重,连续记录,比较两个系列的原矿处理能力。
3含金铜铅混合精矿分离试验分析
在铜铅混合浮选过程中,矿物表面吸附有大量的药剂,不利于铜铅浮选分离。因此,有必要在分离操作前清除纸浆中残留的化学物质。
3.1药物去除条件试验
硫化钠和活性炭是矿物表面捕收剂的良好解吸剂和吸附剂,需要控制适当的用量。剂量过大会严重影响后续操作。为了确定硫化钠和活性炭作为解吸剂的用量和解吸时间,确定解吸料浆浓度为50%,铜抑制剂BK520用量为5000g/t,浮选分离料浆浓度为20%,硫代硫氨酸用量为200g/t,山品油用量为100g/t。
3.1.1活性炭用量试验
活性炭是一种强吸附性的有机剂,具有较大的表面积,吸附能力大,在溶液中能迅速达到吸附平衡。硫化钠的用量固定为1300g/t,搅拌时间为8min。研究了活性炭用量对铜铅浮选分离指标的影响。随着活性炭用量的增加,铅粗精矿的铅品位逐渐提高,铅回收率逐渐降低,其中铜含量逐渐降低,说明活性炭的添加对铅粗精矿中铜含量的降低效果显著。当活性炭投加量超过3500g/t时,铅粗精矿中铅的回收率迅速下降。活性炭的最佳用量为3500g/t。
3.1.2去药时间试验
搅拌时间也是影响药物去除效果的关键因素。固定用量的硫化钠,活性炭用量为3500g/1300g/t,脱药时间对铜、铅的分离指数、药效作用时间、铅粗精矿品位增加、铅回收率逐渐降低、铅粗精矿含铜逐渐减少,建议延长脱药时间以提高药物效果非常有效,但当脱药时间超过8min时,粗铅精矿中铅的回收率急剧下降。最佳出药时间为8min[3]。
3.2分离试验
3.2.1分离工艺对比试验
除分离效果外,铜精矿金富集在产品定价系数和销售渠道方面的优势更为突出。为了比较分选效果,使选矿厂的经济效益最大化,对两种分选工艺进行了对比试验。两种工艺获得的铜、铅指标基本一致,但抑铅浮铜工艺铜精矿中金回收率提高23.83个百分点,金品位提高17.95g/t。BK520是矿冶科技集团有限公司研发的绿色环保、铜矿物选择性良好的有机抑制剂,该药物为液体,是利用小分子有机物、产硫碳酸盐(促进剂)和大分子有机物,进行有效协同、选择性抑制,使铜矿物在抗菌铜浮铅分离过程中指标较好;BSC是一种环保、选择性的铅矿物抑制剂,由有机化合物和无机化合物按一定比例组成。从制药成本上看,BSC原料获取容易,制备简单方便,生产成本远低于BK520[4]。因此,确定了抑铅浮铜工艺,实现铜铅分离。为了更好地确定抑制剂的用量,进行了平衡计分卡的用量优化试验。
3.2.2铅抑制剂
BSC投加试验固定脱氧矿浆浓度50%,硫化钠投加量1300g/t,活性炭投加量3500g/t,搅拌时间8min,浮选矿浆浓度20%,Z-200投加量150g/t,考察BSC投加量对铜铅分离指标的影响。随着BSC投加量的增加,粗铜精矿铜品位逐渐升高,含铅量逐渐降低,铜回收率先升高后降低。当BSC投加量超过9000g/t时,粗铜精矿铜品位和铜回收率变化不大。综合考虑,粗平衡计分卡的适宜用量为9000g/T。
3.2.3铜投加量
Z-200投加量试验固定脱氧矿浆浓度50%,硫化钠投加量1300g/t,活性炭投加量3500g/t,脱氧时间8min,浮选矿浆浓度20%,抑铅剂BSC投加量9000g/t,考察Z-200投加量对铜铅分离指标的影响。随着Z-200掺量的增加,粗铜精矿中铜品位逐渐降低,铜回收率逐渐提高,铜粗精矿含铅量逐渐增加,当Z-200掺量超过150g/t时,铜回收率降低[5]。综合考虑,粗选Z-200的适宜分离量为150g/t。
3.2.4闭路验证试验
在最佳条件下进行闭路验证试验,获得铜品位为22.82%、铅含量为5.63%、金含量为71.97g/t、银含量为596.39g/t的铜精矿,铜回收率为89.66%、金回收率为93.17%、银回收率为28.33%。铅品位75.43%,铜含量2.80%,金含量4.61g/t,银含量1136.51g/t的铅精矿,铅回收率91.79%,金回收率6.83%,银回收率71.67%。铜铅分离指标理想,金银在产品中分布合理,提高了选矿厂的经济效益,为矿山的技术改造提供了理论依据[6]。
4结束语
原矿石性质分析结果表明,原矿石铜含量为0.924%,铅含量为1.302%,锌含量为2.41%。有用矿物主要为黄铜矿、方铅矿和闪锌矿,脉石矿物主要为菱铁矿、石英、白云石、方解石等硅酸盐矿物。黄铜矿的解离度为68.12%,未解离矿石主要与方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、其他硫化物和脉石伴生,方铅矿的解离度为64.90%,未解离矿石主要与黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、其他硫化物和脉石伴生。
通过对比,CMC:水玻璃:亚硫酸钠=1∶2∶5的铅复合缓蚀剂的抑制效果优于过氧化氢和硫代硫酸钠。采用复合抑制剂对混合精矿铜铅分离进行闭路试验,铜品位为24.11%,铅品位为1.77%,铜回收率为96.31%。铅回收率为6.17%的铜精矿和铅品位为31.82%、铜品位为1.09%、铅回收率为93.83%、铜回收率为3.69%的铅精矿具有显著的分离效果。
在最佳工艺条件下进行闭路试验,铜精矿铜品位为22.82%,铅为5.63%,金为596.39g,银为71.97g/t/t,铜回收率为89.66%,金分配回收率为93.17%,银回收率为28.33%;铅精矿品位75.35%,铜品位2.80%,金品位4.61g/t,银品位1136.51 g/t,铅回收率91.79%,金回收率6.83%,银回收率71.67%。与抑铜浮铅工艺相比,铜精矿中金品位提高17.95g/t,回收率提高23.83个百分点,提高了选矿厂的综合经济效益,为矿山技术改造提供了理论依据。
参考文献
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[2]尚衍波,张行荣,王荣生,等.分子模拟技术在铜铅分离机理研究中的应用[J].有色金属(选矿部分),2015(6):83-87.
[3]米丽平,孙春宝,李青,等.用组合抑制剂实现铜铅高效分离的试验研究[J].金属矿山,2009(8):53-56.
[4]姜亚雄,谢海云,刘畅,等.铜铅硫化矿混合精矿浮选分离研究现状[J].矿冶,2012(2):37-41,46.
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[6]张行荣,刘崇峻,朱阳戈,等.采用密度泛函方法研究铜铅分离的抑制机理[J].中国有色金属学报,2017(4):843-849.