四川祁家河鉛鋅硫多金屬礦選礦試驗研究

石 磊，趙華倫，杜 新，雷 力，邱允武

（四川省冶金地質勘查院，成都 610051）

0 引言

鉛、鋅的地球化學性質和成礦地質條件相同或相似，常常共生形成鉛鋅礦床［1］。四川省滎經縣祁家河鉛鋅礦的主要金屬礦物為閃鋅礦，次為黃鐵礦，少量為方鉛礦，是一鉛鋅硫多金屬礦。本文針對礦石性質，參考國內對多金屬硫化礦在選礦工藝流程和藥劑制度方面的研究成果［2－6］，采用優先浮選流程對該礦進行了鉛、鋅、硫分離試驗研究，獲得的最終產品具有較好的經濟指標：鉛精礦品位w（Pb）＝56.50％，回收率為75.45％；鋅精礦品位w（Zn）＝50.58％，回收率為92.87％；硫精礦品位w（S）＝47.22％，回收率71.76％。

1 原礦性質

1.1 原礦化學性質

對原礦進行了化學多元素分析（表1）和鉛、鋅物相分析（表2）。結果表明，礦石中可利用的有價元素為鉛、鋅和硫，質量分數分別為0.55％，6.11％和15.8％，礦石類型以硫化礦為主。

1.2 原礦主要礦物嵌布特征

原礦中金屬礦物以閃鋅礦為主，次為黃鐵礦，少量方鉛礦等；脈石礦物主要有石英、方解石等。

表1 原礦多元素分析結果Table 1 Multi-element analysis of the crude ore

表2 鉛、鋅物相分析結果Table 2 Phase analysis of Pb，Zn minerals

（1）閃鋅礦：呈半自形、自形粒狀晶及其部分為集合體，不等粒或相對較等粒，粒徑一般在0.035～0.1176 mm之間，不均勻或相對較均勻分布于巖石中。大部分呈單體狀產出，少量與方鉛礦或黃鐵礦連體產出，并被方鉛礦包裹其中。閃鋅礦具微弱的非均質性。

（2）黃鐵礦、膠狀黃鐵礦：黃色，反射率較高（＞50％），等軸，均質。他形集合體，成團塊狀、塊狀體產出。其中殘留有大量的莓群、莓粒、藻膠團結構，分布不均勻。黃鐵礦具裂紋，局部碎粒化發育。

（3）方鉛礦：呈他形集合體或斑狀晶，零星分布于閃鋅礦石中。三角凹陷清楚。量少，呈細小團粒嵌布。

2 選礦試驗研究

目前，方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦的分選仍以浮選為主。浮選工藝分為優先浮選、混合浮選和等可浮等類型。根據礦石性質，本次試驗采用優先浮選流程進行鉛、鋅、硫分離試驗。值得注意的是，該礦石中的銅離子對鋅礦物具有活化作用，因此必須在浮鉛流程中找到對鋅礦物有高效抑制作用的藥劑。

2.1 鉛的浮選試驗

2.1.1 礦漿p H值試驗

礦漿p H值是影響浮選指標的重要因素之一，常選用石灰調整p H值。石灰不但價格低廉，還對黃鐵礦有很好的抑制作用，故試驗選用石灰作為浮鉛的調整劑。在磨礦細度為－0.074 mm占75％，組合捕收劑乙基黃藥＋硫氮9號（1∶1）用量為60 ×10－6，組合抑制劑硫酸鋅＋亞硫酸鈉（2∶1）用量為3 000×10－6的條件下，采用一段粗選一段掃選流程進行了p H值試驗。結果（圖1）表明，隨著p H值的增高，鉛的品位有所增高，回收率基本不變，硫的品位和回收率急劇下降，當p H＝11時，硫品位和回收率下降趨勢平緩。綜合考慮，本次試驗最佳的p H值應為11。

2.1.2 鋅抑制劑種類試驗

閃鋅礦的常用抑制藥劑有硫酸鋅，此外還有硫化鈉、亞硫酸鹽和硫代硫酸鹽等。本次試驗對單獨使用硫酸鋅和硫酸鋅＋亞硫酸鈉組合藥劑進行了對比試驗，其余試驗條件與鉛浮選礦漿p H值試驗條件相同。結果（表3）表明，該礦石中的閃鋅礦只添加硫酸鋅就能得到很好的抑制。

2.1.3 鋅抑制劑用量試驗

硫酸鋅作為鋅的抑制劑，在磨礦細度為－0.074 mm占75％，乙基黃藥＋硫氮9號（1∶1）用量為60×10－6的條件下，采用一段粗選一段掃選流程進行了硫酸鋅用量試驗。結果（圖2）表明，隨著硫酸鋅用量的增加，鋅的品位有所降低，當硫酸鋅用量為1 500×10－6時，再增加硫酸鋅的用量，鋅的品位下降幅度不大，鋅回收率無明顯變化。所以最佳的硫酸鋅用量應為1 500×10－6。

圖1 鉛浮選pH值與品位和回收率的關系Fig.1 pH vs grade and recovery plot for floatation

表3 鋅抑制劑種類試驗結果Table 3 Test results of sphalerite inhibitors

圖2 鋅抑制劑用量試驗結果Fig.2 Plot showing results of sphalerite inhibitor volume used during beneficiation test

圖3 鉛浮選捕收劑用量試驗結果Fig.3 Plot showing Pb collector volume used during beneficiation test

圖4 鋅浮選p H值試驗結果Fig.4 Plot showing pH value during teneficiation test

2.1.4 捕收劑用量試驗

研究表明，乙黃藥對方鉛礦捕收能力較強，硫氮9號對方鉛礦的選擇性較好，因此本次試驗選擇二者的組合作為方鉛礦的捕收劑，兩者的比例為1∶1。在磨礦細度為－0.074 mm占75％，硫酸鋅用量為1 500×10－6的條件下，采用一段粗選一段掃選流程進行了捕收劑用量試驗。試驗結果見圖3。結果表明，當捕收劑用量為60×10－6時，鉛、鋅的分離效果最好，因此選用捕收劑的用量為60×10－6。

2.2 鋅的浮選試驗

圖5 硫酸銨用量試驗結果Fig.5 Plot showing（NH 4）2 SO4 volume used during benefiantes test

對選鉛礦物的尾礦進行了鋅浮選藥劑條件試驗，分別進行了p H值試驗、硫酸銅用量試驗和捕收劑用量試驗。

2.2.1 礦漿p H值試驗

依然采用石灰作為p H調整劑，硫酸銅作為活化劑，丁黃作為捕收劑進行了p H值試驗，試驗結果（圖4）表明，p H值對鋅的浮選影響不大，但隨著p H值的增加，硫的回收率降低，鋅、硫分離效果較好。綜合考慮，最佳的p H值應為11。

2.2.2 硫酸銅用量試驗

硫酸銅不但對硫化鋅礦物有很好的活化作用，而且對硫也同樣有活化作用，因此硫酸銅的用量對鋅、硫分離至關重要。在p H值為11，采用丁黃做捕收劑的條件下，進行了硫酸銅用量試驗。結果（圖5）表明，隨著硫酸銅用量的增加，鋅的品位逐漸降低，回收率基本不變，硫的品位逐漸升高，回收率略有升高。最終得到硫酸銅的最佳用量為150× 10－6。

2.2.3 捕收劑用量試驗

采用丁黃作為捕收劑，在p H值為11，硫酸銅為活化劑的條件下，進行丁黃用量試驗。結果表明，最佳的丁黃用量為40×10－6。

2.3 硫浮選硫酸銨用量試驗

浮硫常用的活化劑有硫酸、硫酸銅、硫酸銨等，考慮到硫酸銨成本更低，便于儲存運輸，試驗采用硫酸銨作為活化劑。對選鋅礦物的尾礦以丁黃為捕收劑進行了硫浮選硫酸銨用量試驗。試驗結果（圖5）表明，隨著硫酸銨用量的增加，硫的品位逐漸降低，回收率逐漸升高；當硫酸銨用量超過3 000×10－6后，再增加硫酸銨用量，硫的回收率變化不大。因此最佳的硫酸銨用量為3 000×10－6。

表4 閉路試驗結果Table 4 Results of close circuit beneficiation test

2.4 閉路試驗

根據原礦性質和上述條件試驗結果，對原礦樣進行了閉路流程試驗。結果見表4，試驗流程見圖6。

圖6 閉路試驗流程圖Fig.6 Flow sheet for close circuit

3 結論

（1）工藝礦物學研究結果表明，祁家河鉛鋅硫多金屬礦的礦石中主要金屬礦物為方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦。原礦w（Pb）＝0.55％，w（Zn）＝6.11％，w（S）＝15.38％，是一鉛鋅硫多金屬礦，礦石主要為硫化礦。

（2）針對礦石性質，試驗采用優先浮選流程，對礦石進行了一系列的藥劑條件試驗。經過不斷調整優化，最終閉路試驗取得的分選指標為：鉛精礦w（Pb）＝55.50％，鉛回收率75.45％；鋅精礦w（Zn）＝50.58％，鋅回收率92.87％；硫精礦w（S）＝47.22％，硫回收率71.76％。

［1］王迺琳，黃淦祥，東乃良，等.選礦手冊：第8卷［M］.北京：冶金工業出版社，2000.

［2］戴新宇，王昌良，饒系英.某鉛鋅礦選礦工藝試驗研究［J］.有色金屬：選礦部分，2006（2）：1-5.

［3］李長穎，莊故章，鐘旭群.云南某鉛鋅礦浮選試驗研究［J］.有色金屬：選礦部分，2009（6）：27-30.

［4］陳志強，胡真，葉威.廣東某鉛鋅礦鉛鋅分離試驗研究［J］.有色金屬：選礦部分，2011（2）：8-11.

［5］毛富邦.內蒙古某難選鉛鋅礦選礦研究［J］.有色金屬，2011（2）：12-14.

［6］姜濤，鄒安華，王爽，等.山西某鉛鋅礦的分選研究［J］.有色金屬：選礦部分，2011（4）：34-37.