马尾山铜锌铅银硫多金属矿铜浮选试验研究

鲍 雷 胡 崴 孙 锐

（1.安徽省地质矿产勘查局322地质队；2.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司）

安徽省司尔特肥业股份有限公司下属的宣城市宣州区马尾山铜锌铅银硫多金属矿具有矿物组成复杂，种类繁多等特征，其中金属矿物主要以黄铜矿为主。矿石中铜品位0.37%～0.79%、铅品位0.40%～0.90%、锌 品 位1.66%～1.92%、硫 品 位15.78%～17.48%、铁品位21.49%～21.80%、银品位27.00～54.00 g/t、金品位0.15～0.30 g/t，属复杂难选低品位铜铅锌硫多金属矿。近年，市场对精铜矿需求量巨大，应矿山企业要求，对铜矿石进行最优浮选试验研究，以提高铜矿利用率，节约矿山成本。

1 矿物学特征

矿石中的矿物赋存形式复杂，铜矿物主要以黄铜矿的形式存在，含有少量黄铁矿，磁铁矿含量极少。非金属矿物以方解石、透辉石、石英为主［1-2］。

1.1 矿物结构特征

（1）脉状结构。银砷黝铜矿、黄铜矿、方铅矿组成网脉状交代闪锌矿。

（2）压碎结构。黄铁矿多被压碎成碎斑、碎粒，经裂纹发育后被石英充填。

（3）交代骸晶结构。黄铁矿自形晶被磁黄铁矿交代，从中心向边缘呈骸晶结构分布。

（4）填隙结构。黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿沿脉石粒间充填。

（5）花岗变晶结构。胶状黄铁矿重结晶成为黄铁矿，与粒状分布的磁黄铁矿相互镶嵌。

1.2 矿物构造特征

（1）块状构造。黄铜矿、闪锌矿、方铅矿和黄铁矿、磁黄铁矿组成致密块状结构。

（2）脉状构造。黄铜矿呈不规则脉状穿切方铅矿、闪锌矿。

（3）浸染状构造。黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿呈稠密不等浸染状分布。

马尾山矿石中矿物包裹交代明显，其中黄铜矿多被方铅矿、黄铁矿、磁黄铁矿包裹交代；方铅矿和黄铜矿常相互连生包裹，并形成致密的连生体和集合体，嵌布特征复杂，相互分离困难。矿物典型构造特征见图1～图4。

2 选矿试验方案

矿石工艺矿物学研究结果表明，马尾山铜铅锌硫多金属矿中原矿铜含量0.79%，属于复杂难选低品位铜硫多金属矿［3］，其中铜矿物以黄铜矿为主。矿石中矿物嵌布特征复杂，铜矿物嵌布粒度较细，且铜与矿石中的铅、锌矿物单体解离较差，对该多铜铅锌硫金属矿的选矿回收不利，再加上黄铁矿、磁黄铁矿及铜离子的干扰，导致铜、铅、锌、硫矿物间浮选分离困难。

根据工艺矿物学和影响因素研究结果，进行详细的铜选矿试验研究，以确定适合该铜硫矿石的最佳工艺流程和药剂制度，研究对铜矿石的利用提升程度，并选择最优试验结果［4］。

3 试验设备及药剂

试验用矿量1 000 g，磨矿浓度66.7%，磨矿采用XMB2000.05×240型三辊四筒磨矿机与XMQ240×90型锥形球磨机。

铜矿石浮选采用XFD系列单槽和XFG系列挂槽浮选机。试验药剂除捕收剂、起泡剂为工业级外，其他药剂均为分析纯，用水为试验室清水。矿浆pH值和矿浆电位使用哈纳pH211A型酸度离子计测定，所配电极为HI1131B玻璃复合电极。

4 铜浮选试验

4.1 捕收剂种类条件试验

参照有关铜矿物浮选试验，铜粗选捕收剂种类的选择是关键［5］。固定磨矿细度-0.074 mm 70%，ZnSO4+Na2SO3用量（200+200）g/t，石灰用量1 500 g/t，2#油用量21 g/t，捕收剂用量60 g/t，考察多种捕收剂对铜浮选指标的影响。捕收剂种类试验流程见图5，试验结果见表1。

由表1可知，各种捕收剂对铜矿物均有一定的捕收能力，其中LP-01对铜矿物的选择性最好，铜选矿指标最佳，此时可获得含铜4.45%，铜回收率29.77%的铜精矿。因此，选取LP-01作为铜粗选的捕收剂。

4.2 捕收剂LP-01用量条件试验

固定磨矿细度-0.074 mm70%，ZnSO4+Na2SO3用量（200+200）g/t，石灰用量1 500g/t，进行粗选LP-01用量试验。为充分发挥LP-01的效果，起泡剂改用与LP-01配套的LQ-01，并固定其用量为7 g/t。试验流程见图5，试验结果见表2。

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由表2可知，随着LP-01用量的增加，铜回收率升高；当LP-01用量为35 g/t时，铜回收率较高；若继续增大LP-01用量，铜回收率升高不明显，铜品位降幅较大；故选取LP-01用量35 g/t适宜。

4.3 ZnSO4+Na2SO3用量条件试验

由于ZnSO4+Na2SO3组合抑制剂对铜矿石中铅、锌矿物具有较好的抑制作用，能在很宽的pH值范围内实现铜矿物的浮选，故采用组合抑制剂ZnSO4+Na2SO3作铜粗选锌矿物的抑制剂，并固定其质量配比为1∶1。固定磨矿细度-0.074 mm70%，LP-01用量35 g/t，石灰用量1 500 g/t，2#油用量21 g/t，进行组合抑制剂用量试验，试验流程见图5，试验结果见表3。

由表3可知，当ZnSO4+Na2SO3用量为（300+300）g/t时，铜粗精矿浮选指标最好，故选取组合抑制剂用量为（300+300）g/t。

4.4 ZnSO4+Na2SO3配比试验

固定磨矿细度-0.074 mm70%，LP-01用量35 g/t，石灰用量1 500 g/t，2#油用量21 g/t，ZnSO4+Na2SO3总用量600 g/t，进行组合抑制剂质量配比试验，试验流程见图5，试验结果见表4。

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由表4可知，当ZnSO4与Na2SO3的质量配比为2∶1时，铜粗精矿浮选指标最好；故选取组合抑制剂ZnSO4与Na2SO3的质量配比为2∶1，即ZnSO4用量400 g/t，Na2SO3用量200 g/t。

4.5 石灰用量条件试验

石灰对铜矿石中的Zn、S矿物具有一定的抑制作用，且石灰用量的多少对铜浮选指标影响较大。因此，固定磨矿细度-0.074 mm70%，LP-01用量35 g/t，ZnSO4+Na2SO3总用量（2∶1）600 g/t，2#油用量21 g/t，考察石灰用量（矿浆pH值）对铜浮选指标的影响，试验流程见图5，试验结果见表5。

由表5可知，随石灰用量的增加，铜品位和铜回收率均升高；当矿浆pH值为8.0时，铜回收率最佳；因此，选取石灰用量1 000 g/t，即矿浆pH值为8.0。

4.6 磨矿细度条件试验

磨矿细度决定了有价金属矿物与脉石矿物及金属矿物之间的单体是否充分解离。固定LP-01用量35 g/t，ZnSO4+Na2SO3用量（2∶1）600 g/t，2#油用量21 g/t，石灰用量1 000 g/t，进行磨矿细度试验，试验流程见图5，试验结果见表6。

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由表6可知，随着磨矿细度的增加，铜回收率升高；当磨矿细度为-0.074 mm75%时，铜浮选指标最佳，可获得含铜4.11%、铜回收率41.61%的铜精矿；故选取磨矿细度-0.074 mm75%适宜。

4.7 铜精选次数对铜浮选的影响

为得到合格品位的铜精矿，进行了铜粗精矿精选次数试验，试验条件及流程见图6，试验结果见表7。

由表7可知，铜粗精矿经过3次精选即可获得品位较高的铜精矿，此时可获得含铜14.69%，铜回收率31.83%的铜精矿；此后若继续增加精选次数，铜精矿中的铜品位略有升高，但回收率降幅较大，因此确定铜精选次数为3次。

4.8 铜优先浮选闭路试验

根据条件试验及开路试验所确定的各工艺条件和药剂制度，进行了全闭路流程试验，试验结果见表8。

由表8可知，铜优先浮选工艺方案在原矿含铜0.21%的基础上，可获得含铜8.02%、铜回收率40.86%的铜铅精矿。

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5 结论

（1）马尾山铜锌铅银硫多金属矿试验结果表明，在最佳试验条件下，3次精选试验可获得铜品位14.69%、铜回收率31.83%的铜精矿，全流程闭路试验可获得铜品位8.02%、铜回收率40.86%的铜铅精矿。

（2）试验所得新工艺的浮选条件生产过程稳定，易于操控，适应性强，指标稳定；但对于矿石中的锌、铅、硫等矿物的综合回收研究较少，后续将提升对锌、铅、硫等矿物的综合回收，更有利于矿山环境保护及清洁生产。