新疆某鉛鋅鐵礦選礦工藝流程研究

楊建強,張麗敏,葉從新

(1.中鋼集團湖南有限公司,湖南鳳凰 416200;2.湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

·采 選·

新疆某鉛鋅鐵礦選礦工藝流程研究

楊建強1,張麗敏2,葉從新2

(1.中鋼集團湖南有限公司,湖南鳳凰 416200;2.湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

某復雜鉛鋅鐵礦,鋅鐵嵌布粒度不均勻,分離難度較大。依據礦物特性,采用優先浮選回收鉛、鋅-浮鋅尾礦先磁后浮回收鐵的工藝流程,在原礦含Pb 1.94%、Zn 2.24%、TFe 21.90%的情況下,獲得了含鉛57.93%,鋅5.13%,鉛回收率90.93%的鉛精礦;含鋅49.97%,含鉛1.54%的鋅精礦,鋅回收率83.95%;以及含鐵65.08%、鐵回收率47.30%,含鉛0.09%,鋅0.06%,硫0.14%的鐵精礦,達到了綜合回收鉛鋅鐵的目的。

鉛鋅鐵礦;優先浮選;磁選

某鉛鋅鐵礦屬于中粗粒嵌布的多金屬硫化礦,主要為浸染狀礦石,部分為塊狀礦石,礦樣中鉛、鋅、硫、鐵分別主要以方鉛礦、鐵閃鋅礦、磁黃鐵礦以及黃鐵礦、磁鐵礦和假象赤鐵礦的形式存在,根據原礦的這些性質,本研究采用優先浮選方案對原礦中鉛鋅進行回收,對鋅尾礦采用先磁后浮的方法回收鐵。優先浮選鉛采用25#黑藥為鉛捕收劑、硫酸鋅為鋅抑制劑;浮鋅采用丁黃藥為捕收劑,硫酸銅為活化劑,石灰為硫抑制劑;鐵的回收:采用弱磁對浮鋅尾礦進行處理;磁精礦脫硫:采用硫酸調節pH,硫酸銅和LN為硫的活化劑,LM為捕收劑。試驗取得了良好的效果。

1 礦石性質

該鉛鋅鐵礦主要的金屬礦物有磁黃鐵礦、黃鐵礦等,其次為閃鋅礦(主要為鐵閃鋅礦)、方鉛礦、磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦等。微量的黃銅礦、毒砂、斑銅礦等。非金屬礦物主要有黑云母、角閃石、透輝石、石英、白云母,其次為方解石、石榴子石、橄欖石、綠泥石等,少量或微量的粘土礦物、螢石、電氣石、斜黝簾石、磷灰石等。礦石中的閃鋅礦主要為鐵閃鋅礦,鐵閃鋅礦與磁黃鐵礦浮游性質相近,欲獲得較高鋅精礦品位可能較困難[1,2]。

閃鋅礦主要呈不規則他形晶粒狀,在礦石中呈浸染狀分布,嵌布粒度不均勻,粗粒者可達1 mm以上,細粒者不足0.005 mm,主要在0.04～0.2 mm之間。方鉛礦主要呈他形粒狀,部分呈他形-半自形粒狀,嵌布粒度主要在0.03～0.15 mm之間。鉛鋅礦物總體上呈中粗粒嵌布,但部分鉛鋅礦物呈微細粒嵌布于云母解理面,角閃石、透輝石、石英等脈石裂隙中及黃鐵礦裂隙中,這部分鉛鋅解離困難,將影響鉛鋅的回收率。

鐵以磁鐵礦為主,赤鐵礦較少,褐鐵礦微量,部分磁鐵礦蝕變為赤鐵礦。主要呈他形粒狀,磁鐵礦嵌布粒度呈兩極分化趨勢,與硫化物浸染狀分布的磁鐵礦粒度相對較粗,多在0.1 mm以上,甚至達1.0 mm以上,一般0.1～1.0 mm。呈彌散狀分布及橄欖石、黑云母中析出的磁鐵礦嵌布粒度相對細小,嵌布粒度從0.05～0.001 mm不等。原礦化學多元素分析見表1、主要元素鉛鋅鐵物相分析見表2～表4。

表1 原礦化學多元素分析結果 %

表2 鉛的化學物相分析結果 %

表3 鋅的化學物相分析結果 %

表4 鐵的化學物相分析結果 %

2 選礦工藝研究

根據原礦的礦石性質特征,參考眾多科研工作者的研究成果[3～6],本次試驗采用了優先浮選方案對原礦中鉛鋅進行選礦回收,對鉛鋅尾礦中的鐵采用先磁后浮的工藝流程進行回收。

2.1 磨礦細度試驗

磨礦細度試驗工藝流程及藥劑制度如圖1所示,試驗結果見表5。由表5試驗結果可知:隨著磨礦細度的增加,鉛粗精礦中鉛回收率增高,在磨礦細度為65%-74μm左右,鉛回收率較高,再提高磨礦細度,回收率無明顯提高。適宜的磨礦細度為65% -74μm。

圖1 磨礦細度條件試驗工藝流程

2.2 鉛浮選條件試驗

2.2.1 抑制劑條件試驗

鋅抑制劑最終以單獨使用硫酸鋅效果最佳。試驗工藝流程如圖2所示,硫酸鋅用量試驗結果見表6。由表6試驗結果可知:隨著硫酸鋅用量的增加,鋅回收率與品位降低,但在硫酸鋅用量達到750 g/t后,變化不明顯,因此,硫酸鋅用量以750 g/t為宜。

表5 磨礦細度試驗結果 %

圖2 鉛粗選條件試驗工藝流程

表6 鉛粗選硫酸鋅用量試驗結果

2.2.2 捕收劑條件試驗

捕收劑主要考察了乙黃藥、乙硫氮、丁銨黑藥、25#黑藥對鉛浮選的影響,試驗結果表明在鉛粗精礦品位與回收率相近的情況下,采用25#黑藥為浮鉛捕收劑,鉛精礦含鋅較使用其他捕收劑低。25#黑藥用量工藝流程如圖2所示,試驗結果見表7,由表7試驗結果可知:25#黑藥用量以25 g/t為宜。

表7 25#黑藥用量試驗結果

2.3 鋅浮選試驗研究

鉛浮選時,為強化鉛與鋅硫的有效分離,添加了鋅的抑制劑,致使鋅受到了強烈的抑制,必需活化后才能浮選回收。試驗采用石灰為黃鐵礦與磁黃鐵礦的抑制劑,采用硫酸銅為鋅浮選活化劑,丁黃藥為鋅捕收劑。經調優試驗確定鋅粗選藥劑丁黃藥用量為20 g/t。

2.3.1 石灰用量試驗

石灰用量固定條件為:硫酸銅400 g/t,丁黃藥20 g/t。試驗工藝流程如圖3所示,試驗結果見表8,從表8試驗結果可知鋅粗選石灰用量以1500 g/t為宜。

圖3 鋅粗選試驗工藝流程

表8 鋅粗選石灰用量試驗結果

2.3.2 硫酸銅用量試驗

硫酸銅用量試驗固定條件為:石灰1 500 g/t,丁黃藥20 g/t。試驗工藝流程如圖3所示,試驗結果見表9,從試驗結果可知鋅粗選硫酸銅用量以300 g/t為宜。2

表9 鋅粗選硫酸銅用量條件試驗結果

.4 鉛鋅浮選尾礦回收鐵試驗

對于鉛鋅浮選尾礦中的鐵采用先磁后浮的工藝流程進行回收。

2.4.1 磁選工藝流程

經過探索試驗,確定磁選采用一粗一掃粗精礦再磨再磁的工藝流程,試驗工藝流程如圖4所示,試驗結果見表10。從表10試驗結果可知,鐵精礦鐵品位64.62%,鐵回收率60.08%,含硫5.03%,鐵精礦需進一步脫硫。

圖4 鉛鋅尾礦磁選回收鐵全流程開路試驗工藝流程

表10 磁選全流程試驗結果 %

2.4.2 鐵精礦脫硫試驗

磁選獲得的鐵精礦鐵品位達到64%以上,但含硫較高,為5%～6%,說明該精礦中有相當數量的磁黃鐵礦,采用磁選無法實現鐵與硫的完全分離,因此必須進行鐵精礦的浮選脫硫,才能獲得合格的鐵精礦產品。鐵精礦浮選脫硫試驗工藝流程如圖5所示。

圖5 鐵精礦脫硫試驗工藝流程

2.4.2.1 硫酸用量條件試驗

試驗采用硫酸為pH調整劑,試驗固定條件為: LN 20 g/t,硫酸銅50 g/t,丁黃藥20 g/t,LM 5 g/t。硫酸用量對鐵精礦中鐵與硫指標影響結果見表11,試驗結果表明:硫酸用量對鐵精礦中鐵的指標影響不明顯,但隨著硫酸用量的增加,鐵精礦中硫的品位與回收率顯著降低。綜合考慮,硫酸用量以100 g/t為宜,此時pH值為5.5±,精礦中含鐵65.39%,鐵回收率77.70%,精礦含硫0.41%。

表11 硫酸用量試驗結果

2.4.2.2 活化劑條件試驗

考察了硫酸銅、LN+硫酸銅、LN對硫的活化效果,試驗結果表明LN+硫酸銅為活化劑時鐵精礦中硫的含量最低,因此確定采用LN+硫酸銅為鐵精礦脫硫的活化劑。并進行了LN與硫酸銅用量試驗。

LN用量試驗固定條件為:硫酸100 g/t,硫酸銅50 g/t,丁黃藥20 g/t,LM 5 g/t。LN用量試驗結果見表12,試驗結果表明:隨著LN用量的增加,鐵精礦中硫的含量降低,當LN用量達到20 g/t后,鐵精礦中的硫含量變化不明顯,因此,LN的用量以20 g/t為宜。

表12 LN用量試驗結果

硫酸銅用量條件試驗固定條件為:硫酸100 g/t, LN 20 g/t,丁黃藥20 g/t,LM 5 g/t。硫酸銅用量對鐵精礦中鐵與硫指標影響結果見表13,試驗結果表明:隨著硫酸銅用量的增加,鐵精礦中硫含量降低,當硫酸銅用量達到35 g/t后,精礦指標變化不明顯,因此,硫酸銅用量以35 g/t為宜。

表13 硫酸銅用量試驗結果

2.4.2.3 捕收劑條件試驗

試驗考察了多種捕收劑對硫的捕收情況,鐵精礦含硫相近,考慮到LM做捕收劑時鐵精礦回收率略高,試驗采用LM為硫浮選的捕收劑。

LM用量試驗固定條件為:硫酸100 g/t,LN 20 g/t,硫酸銅35 g/t,丁黃藥20 g/t。LM用量對鐵精礦中鐵與硫指標影響結果見表14,試驗結果表明:隨著LM用量的增加,鐵精礦中硫含量降低,當丁黃藥用量達到20 g/t后,精礦指標變化不明顯,因此,LM用量以20 g/t為宜。

表14 LM用量試驗結果

2.5 實驗室閉路試驗

在條件試驗的基礎上,進行了實驗室小型閉路試驗。試驗工藝流程如圖6所示,試驗結果見表15。

表15 實驗室小型閉路試驗結果%

在原礦含Pb 1.94%、Zn 2.24%、TFe 21.90%的情況下,獲得了鉛精礦含鉛57.93%,鉛回收率90.93%,含鋅5.13%;鋅精礦含鋅49.97%,鋅回收率83.95%,含鉛1.54%;鐵精礦含鐵65.08%,鐵回收率47.30%,含鉛0.09%,鋅0.06%。

3 結 論

1.原礦中主要有價元素Zn 2.24%、Pb 1.94%、Fe 21.96%。閃鋅礦主要呈不規則他形晶粒狀,在礦石中呈浸染狀分布,嵌布粒度不均勻,粗粒可達1 mm以上,細粒不足0.005 mm,主要在0.04～0.2 mm之間。方鉛礦主要呈他形粒狀,部分呈他形-半自形粒狀,嵌布粒度主要在0.03～0.15 mm之間。鐵以磁鐵礦為主,赤鐵礦較少,褐鐵礦微量,部分磁鐵礦蝕變為赤鐵礦,主要呈他形粒狀,磁鐵礦嵌布粒度呈兩極分化趨勢,與硫化物浸染狀分布的磁鐵礦粒度相對較粗,多在0.1 mm以上,甚至達1.0 mm以上,一般0.1～1.0 mm,呈彌散狀分布,橄欖石、黑云母中析出的磁鐵礦嵌布粒度相對細小,嵌布粒度從0.05～0.001 mm不等。

2.本次試驗采用了浮選+磁選工藝流程對原礦中的鉛、鋅、鐵三種有價元素進行了回收,經條件試驗及全流程開路試驗,最終采用工藝流程為在磨礦細度為65%-74μm的條件下,鉛浮選為一粗三精二掃,鋅浮選為一粗三精二掃,浮選尾礦磁選回收鐵,磁選精礦再磨再磁選,磁選產品經浮選脫硫后獲得鐵精礦。試驗獲得的鉛精礦:Pb 65.78%,含Zn 3.42%;鋅精礦:Zn 52.13%,Pb 1.67%,鉛鋅浮選尾礦可降至 Pb 0.095%,Zn 0.099%;鐵精礦:TFe 65.42%,S 0.14%。

圖6 實驗室小型閉路試驗工藝流程

[1] 崔毅琦,童雄,周慶華,等.國內外磁黃鐵礦浮選的研究概況[J].金屬礦山,2005,(5):24-26.

[2] 余潤蘭,邱冠周,胡岳華,等.Cu2+活化鐵閃鋅礦的電化學[J].金屬礦山,2004,(2):35-37.

[3] 許時.礦石可選性研究[M].北京:冶金工業出版社,1989.

[4] 王淀佐.浮選理論的新進展[M].北京:科學出版社,1992.

[5] 陳天修.某鐵精礦浮選柱脫硫試驗研究[J].金屬礦山,2010, (3):62-65.

[6] 張忠寶,張宗華.高硫鐵精礦降硫試驗研究[J].中國礦業, 2006,(9):64-66.

Experimental Study on the Flotation Technology of Intricate

YANGJian-qiang1,ZHANGLi-min2,YE Cong-xin2

(1.Sinosteel Hunan,Fenghuang416200,China;2.Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

The mineralogy study of an intricate Pb-Zn-Fe ore shows that Zn-Fe has the characteristics of irregular dissemination size,close intergrowth which made them quite difficult to be separated.A flowsheet consists of Pb-Zn differential flotation,Fe recover from tailings of Pb-Zn flotation by magnetic separation and flotation was introduced,and for a run-of-mine ore with a Pb grade of 1.94%,Zn grade of 2.24%and TFe grade of 21.90%,Pb concentrate with Pb grade and recovery of 57.93%and 90.93%,Zn concentrate with Zn grade and recovery of 49.97%and 83.95%,Fe concentrate with Fe grade and recovery of 65.08%and 47.30%,respectively,were produced,and the comprehensive recovery of Pb,Zn,Fe minerals can thus be achieved.

Pb-Zn-Fe ore;preferential flotation;magnetic separation

TD92

A

1003-5540(2011)02-0001-06

楊建強(1963-),男,工程師,主要從事有色金屬、黑色金屬選礦工藝、選礦管理工作。

2010-11-22