某低品位鋅硫鐵多金屬礦選礦工藝流程研究

李天霞，朱一民，周 菁

(1.中南大學資源加工與生物工程學院，湖南長沙 410083;2.湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100)

隨著國民經濟的快速發展，我國礦產危機日益明顯。由于礦產資源越來越貧瘠，可利用的有效成分日漸減少，過去不被看好的低品位鉛鋅硫化礦，逐漸進入人們的綜合回收研究范圍。某鋅硫礦原礦含S 2.63%，Zn 0.40%，TFe 16.45%，由于礦石性質復雜難選，一直以來僅回收了礦石中的硫礦物，鋅礦物尚未回收。為了綜合回收鋅礦和鐵礦資源，提高資源綜合利用水平，對原礦進行了詳細的選礦試驗研究。

1 礦石性質

原礦中主要的金屬礦物是磁鐵礦、黃鐵礦;少量的假象赤鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等;脈石礦物主要是石英、綠泥石、白云石等，其次為絹云母、鉀長石、黑云母等;礦石中的鐵礦物主要是磁鐵礦，其次是赤鐵礦、褐鐵礦，嵌布粒度從0.01～0.2 mm不等。鋅以閃鋅礦為主，其它有部分菱鋅礦等，嵌布粒度相對較細，一般0.005～0.07 mm。原礦的主要化學成分分析結果見表1，原礦中鋅的化學物相分析結果見表2。

表1 原礦主要化學成分分析結果 %

表2 鋅的化學物相分析結果 %

2 選礦試驗研究

根據工藝礦物學研究結果，該礦石中可回收的礦物分別為S、Zn、Fe。硫、鋅礦物采用浮選法回收，鐵礦物采用磁選方法回收。鋅硫浮選進行了抑硫浮鋅、抑鋅浮硫、硫鋅混浮三個不同流程方案對比試驗，確定方案原則流程后，通過對磨礦細度、浮選藥劑等參數條件的反復調整驗證，確定了最佳參數條件及適合處理該礦石最終的鋅硫浮選技術方案:抑鋅浮硫優先浮選工藝流程。回收鐵礦物進行了浮選前和浮選后兩個方案的對比試驗，最終確定適合該礦石的選礦技術方案:浮選－磁選。

2.1 鋅硫浮選原則流程的確定

對原礦樣主要擬定三種工藝流程進行鋅硫浮選探索試驗，其分別為:(1)抑硫浮鋅工藝流程;(2)抑鋅浮硫工藝流程;(3)硫鋅混合浮選工藝流程。對三種工藝流程探索試驗的結果進行對比來確定適合于本原礦樣鋅硫浮選的原則流程。方案探索試驗工藝流程如圖1所示，試驗結果見表3。

圖1 回收硫、鋅不同工藝對比試驗流程

從表3的試驗結果可以看出，硫礦物表現出的可浮性比鋅礦物好，采用抑硫浮鋅工藝流程處理本礦樣時，鋅粗精礦中有大量的硫礦物一同上浮，鋅精礦回收率也低;采用抑鋅浮硫工藝流程，硫精礦品位大幅度提高，鋅在硫精礦中的損失率較低，但由于T－2對硫有一定的抑制作用，硫的回收率比硫鋅混合浮選低;采用鋅硫混合浮選鋅的回收率較低，而且硫鋅分離流程比較復雜。基于上述原因確定采用抑鋅浮硫工藝流程。

2.2 不同磨礦細度浮選試驗

采用抑鋅浮硫選礦工藝中的硫優先浮選在3 L XFD型單槽浮選機中進行不同磨礦細度浮選試驗，試驗工藝流程如圖2所示，試驗結果如圖3所示。

表3 回收硫、鋅不同工藝流程探索試驗結果

圖2 不同磨礦細度浮選試驗工藝流程

從圖3試驗結果可以看出，隨著磨礦細度的增加，硫的回收率提高，硫精礦中鋅含量逐步降低。當磨礦細度達到－74μm80%后，硫精礦中Zn、S品位明顯下降，當磨礦細度達到－74μm85%后，再增加磨礦細度硫的回收率增加不明顯，其品位亦無明顯變化。綜合考慮，確定合適的磨礦細度為－74μm 85%。

圖3 不同磨礦細度浮選試驗結果

2.3 硫浮選試驗

2.3.1 硫浮選開路試驗

經過藥劑條件試驗。確定硫浮選粗選T－1用量200 g/t，ZnSO4用量750 g/t，T －2 用量250 g/t，丁黃藥用量100 g/t，進行硫浮選開路試驗。硫浮選開路試驗工藝流程圖如圖4所示，試驗結果見表4。

圖4 硫浮選開路試驗工藝流程

表4 硫浮選開路試驗結果 %

2.3.2 硫浮選閉路試驗

在開路試驗基礎之上，為進一步提高硫精礦品位，增加硫精礦的產品等級，在閉路試驗中增加硫精選次數的同時，在精選中還增加了抑制劑，加強對脈石礦物及鋅礦物的抑制。硫浮選閉路試驗工藝流程如圖5所示，試驗結果見表5。

由表5的結果可知，閉路試驗可以獲得含 S 47.42%的硫精礦，回收率為92.36%。

2.4 鋅浮選閉路試驗

以浮硫尾礦為給礦，進行鋅浮選試驗，鋅浮選采用比較成熟的傳統工藝及藥劑制度對其進行選別。通過試驗，確定選鋅的最佳條件為:用石灰作pH值調整劑，用量為2 000 g/t。CuSO4作活化劑，用量為300 g/t。用丁基黃藥作捕收劑，用量為60 g/t。起泡劑為松醇油，用量為30 g/t。

在閉路試驗中將中礦順序返回進行了多次試驗均難以獲得高品位鋅精礦，因此只能將部分中礦作為尾礦丟棄，產出尾礦2。鋅浮選閉路試驗工藝流程如圖6所示，試驗結果見表6。

圖5 硫浮選閉路試驗工藝流程

表5 硫浮選閉路試驗結果 %

表6 鋅浮選閉路試驗結果 %

2.5 硫鋅鐵選礦全流程試驗

在硫浮選閉路試驗和鋅浮選閉路試驗的條件下，進行了硫－鋅浮選全流程閉路試驗，并在流程試驗中將鐵的綜合回收放在浮選前或放在浮選后進行了對比，試驗結果見表7。

由試驗結果可以看出，磁選放在浮選后可以獲得含S 46.51%的硫精礦，回收率為93.70%;含Zn 47.16%的鋅精礦，回收率為55.23%;含鐵66.54%的鐵精礦，回收率為28.18%。磁選放在浮選前可以獲得含S 49.53%的硫精礦，回收率為93.09%;含Zn 46.43%的鋅精礦，回收率為 51.80%;含鐵66.04%的鐵精礦，回收率為30.11%。而磁選放在浮選前和浮選后都能獲得良好的選礦指標。磁選放在浮選前，磁選尾礦需要經過濃縮，才能進行浮選，因此增加了濃密池的建設成本，同時浮選濃度和給礦量不好控制。綜合經濟和可操作性考慮，最終推薦浮硫－浮鋅－磁選的工藝流程方案，試驗全流程如圖7所示。

圖6 鋅浮選閉路試驗工藝流程

表7 全流程對比試驗結果 %

圖7 硫鋅浮選－鐵磁選全流程試驗工藝流程

3 結論

1.該礦石中主要的有用礦物為黃鐵礦，磁鐵礦以及少量的閃鋅礦，主要回收的元素為 S、Fe、Zn。原礦硫品位 2.63%，鐵品位 16.45%，鋅品位0.40%，其中硫化鋅占83.78%，氧化鋅占10.81%，其他鋅占5.41%。

2.采用“T－1+ZnSO4+T－2”組合抑鋅優先浮硫，浮硫尾礦浮鋅的浮選工藝流程回收硫和鋅，磁選綜合回收鐵礦物。磁選放在浮選后可以獲得含S 46.51%的硫精礦，回收率為93.70%;含Zn 47.16%的鋅精礦，回收率為55.23%;含鐵66.54%的鐵精礦，回收率為28.18%。磁選放在浮選前可以獲得含S 49.53%的硫精礦，回收率為 93.09%;含 Zn 46.43%的鋅精礦，回收率為51.80%;含鐵66.04%的鐵精礦，回收率為30.11%。兩種工藝流程均能獲得良好的選礦指標。

3.磁選放在浮選前，需要增加濃縮過程，增加了濃密池的建設及運行成本，同時浮選給礦濃度和礦量不好控制。因此綜合經濟和可操作性考慮，最終推薦浮硫－浮鋅－磁選的工藝流程方案。

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