四川某硫化鉛鋅礦石選礦工藝研究

嚴 群 黃和平 李小生 馮 博

(1.江西理工大學建筑與測繪工程學院，江西 贛州 341000；2.江西理工大學資源與環境工程學院，江西 贛州 341000；3.江西銅業公司德興銅礦，江西 上饒 334224)

四川某硫化鉛鋅礦現場工藝以石灰調漿，在高pH環境下優先浮選鉛鋅，出現鉛鋅分離困難，鉛精礦含鋅較高，鉛、銀回收率低等問題。為改善現場分選指標，在對該硫化鉛鋅礦石性質研究的基礎上，進行了選礦工藝試驗。

1 礦石性質

四川某硫化鉛鋅礦石構造類型主要有網脈狀構造、浸染狀構造、脈狀構造、角礫狀構造、塊狀構造、表生構造；礦石結構主要有固溶體分離結構(包括乳濁狀結構、沉積結構)、草驀狀結構、結晶結構(包括粒狀結構、填隙結構)、交代結構(包括溶蝕結構、蠕蟲狀結構、反應邊結構、殘余結構、網狀結構、交錯結構)、壓力結構(包括揉皺結構、壓碎結構)。

礦石主要組成礦物為閃鋅礦和方鉛礦，少量鉛、鋅次生礦物，如：白鉛礦、磷氯鉛礦、鉛礬、菱鋅礦、硅鋅礦、水鋅礦和異極礦等。其他金屬礦物有藍輝銅礦、黝銅礦、銅藍、孔雀石、藍銅礦、黃銅礦、毒砂、白鐵礦、黃鐵礦和褐鐵礦。脈石礦物主要有石英、方解石、白云石，其次有絹云母、膠磷礦、高嶺石、石墨、重晶石和玉髓等。

方鉛礦主要分布在浸染狀、網脈狀礦石中，多呈星點狀、團斑狀和浸染狀分布于閃鋅礦中或其附近。方鉛礦多與閃鋅礦交代共生，以他形—半自形粒狀結構為主。粒度一般為0.1～0.5 mm，最小0.01 mm，最大1～5 mm。閃鋅礦以他形粒狀結構為主，分布于塊狀、角礫狀、脈狀-網脈狀和浸染狀等構造類型的礦物中。

對礦石進行了化學多元素分析以及有價元素物相分析，試樣的化學多元素分析結果見表1，鉛鋅物相分析結果見表2。

表1 原礦多元素化學分析Table 1 Main chemical analysis resultsof run-of-mine ore %

注：Ag、Au含量的單位為g/t。

表2 礦石鉛鋅物相分析Table 2 Lead and zinc phase analysisof run-of-mine ore %

由表1可知，礦石中鉛、鋅是主要回收的有價元素，銀可伴生回收。

由表2可知：礦石中鉛礦物氧化率達21%，屬于混合礦石；鋅礦物氧化率為6.5%，屬于硫化礦石。

2 試驗結果及討論

2.1 鉛粗選條件試驗

2.1.1 石灰用量試驗

石灰對鉛鋅礦物有一定的抑制作用，尤其對伴生銀礦物的抑制效果顯著，同時石灰易造成鉛鋅分離困難等問題，石灰的用量需要嚴格控制[1-6]。在磨礦細度為-0.074 mm占80%條件下，固定抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為800+400 g/t、捕收劑25#黑藥為35 g/t、起泡劑松醇油為25 g/t，改變石灰用量進行試驗。結果見圖1。

圖1 石灰用量對鉛粗精礦指標的影響Fig.1 Effects of lime dosage on leadrough concentrate index ◆—鉛品位；●—鋅品位；■—鉛回收率；▲—鋅回收率

通過圖1可以看出，隨著石灰用量的增加，鉛粗精礦鉛品位逐漸下降，鋅品位逐漸上升，對硫酸鋅的抑制效果隨著石灰用量增大逐漸變差，因此，不加石灰為宜。

2.1.2 25#黑藥用量試驗

25#黑藥對鉛具有良好的選擇性，且對銀有一定捕收能力[7-8]。以25#黑藥為捕收劑，在磨礦細度為 -0.074 mm占80%、硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為800+400 g/t、松醇油用量為25 g/t條件下，考察25#黑藥用量對鉛粗選效果的影響，結果見圖2。

圖2 25#黑藥用量對鉛粗精礦指標的影響Fig.2 Effects of 25# dithiophosphate collectordosage on lead rough concentrate index ◆—鉛品位；●—鋅品位；■—鉛回收率；▲—鋅回收率

通過圖2可以看出，隨著25#黑藥用量的增加，鉛粗精礦鉛回收率小幅增加，但鉛品位大幅下降，鉛粗精礦中鋅品位、鋅回收率也逐漸增加。綜合考慮，選擇25#黑藥用量為35 g/t。

2.1.3 抑制劑用量試驗

硫酸鋅配合亞硫酸鈉在水中生成的親水性膠體可以選擇性地吸附在閃鋅礦表面抑制閃鋅礦[9]。條件試驗表明，硫酸鋅與亞硫酸鈉質量比為2∶1時，抑制作用最佳[10]。在磨礦細度為-0.074 mm占80%、25#黑藥用量為35 g/t、松醇油用量為25 g/t、硫酸鋅與亞硫酸鈉用量質量比為2∶1條件下，改變抑制劑總用量進行試驗。結果見圖3。

圖3 抑制劑總用量對鉛粗精礦指標的影響Fig.3 Effects of total inhibitors dosage onlead rough concentrate index ◆—鉛品位；●—鋅品位；■—鉛回收率；▲—鋅回收率

通過圖3可以看出，隨著硫酸鋅+亞硫酸鈉總用量的增加，鉛粗精礦鉛品位先升高后降低，鋅品位逐漸降低，這是由于亞硫酸鈉用量過多也會對鉛起抑制作用。因此，確定抑制劑總用量為1 200 g/t，即硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為800 +400 g/t。

2.1.4 抑制劑加入地點試驗

抑制劑加入磨機能第一時間與磨剝產生的新鮮礦物表面作用，因此作用較充分，所以抑制劑的加入地點對選礦指標有較大影響[11]。為考察抑制劑加入地點對選礦指標的影響，在磨礦細度為-0.074 mm占80%、硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為800+400 g/t、25#黑藥用量為35 g/t、松醇油為25 g/t條件下，改變抑制劑加入地點進行試驗。結果見表3。

表3 抑制劑不同加藥點試驗結果Table 2 Test results of different dosingpoints of inhibitors %

從表3可以看出，抑制劑加入磨機時選別指標明顯好于加入浮選機時選別指標。因此，選擇抑制劑加入磨機。

2.2 鋅粗選試驗

在磨礦細度為-0.074 mm占80%條件下，對最佳鉛粗選條件獲得的鉛粗選尾礦進行選鋅試驗(藥劑用量均針對原礦計)。

2.2.1 石灰用量試驗

固定活化劑硫酸銅用量為400 g/t，捕收劑丁基黃藥用量為50 g/t，起泡劑松醇油用量為35 g/t，改變pH調整劑石灰用量進行試驗。結果見圖4。

圖4 石灰用量對鋅粗精礦指標的影響Fig.4 Effects of lime dosage on zincrough concentrate index■—鋅品位；▲—鋅回收率

從圖4可知，石灰用量對鋅粗精礦鋅品位變化不明顯，隨著石灰用量的增加，鋅粗精礦鋅回收率逐漸提高，當石灰用量大于6 000 g/t時，鋅粗精礦鋅回收率隨著石灰用量增加提高不明顯。因此，選擇石灰用量為6 000 g/t，此時鋅品位為36.50%、回收率為92.00%。

2.2.2 硫酸銅用量試驗

固定石灰用量為6 000 g/t，丁基黃藥用量為50 g/t，松醇油用量為35 g/t，改變硫酸銅用量進行試驗。結果見圖5。

圖5 硫酸銅用量對鋅粗精礦指標的影響Fig.5 Effects of copper sulphate dosageon zinc rough concentrate index■—鋅品位；▲—鋅回收率

從圖5分析，隨著硫酸銅用量的增加，鋅粗精礦鋅品位變化不明顯，鋅回收率逐漸提高。綜合考慮，選擇硫酸銅用量為500 g/t。

2.2.3 丁基黃藥用量試驗

固定石灰用量為6 000 g/t，硫酸銅用量為500 g/t，松醇油用量為35 g/t，改變丁基黃藥用量進行試驗。結果見圖6。

圖6 丁基黃藥用量對鋅粗精礦指標的影響Fig.6 Effects of butyl xanthate dosage onzinc rough concentrate index■—鋅品位；▲—鋅回收率

從圖6可以看出，隨著丁基黃藥用量的增加，鋅粗精礦鋅品位逐漸下降，鋅回收率逐漸提高。綜合考慮，選擇丁基黃藥用量為70 g/t。

2.3 磨礦細度試驗

磨礦細度與浮選粒度緊密相關，浮選粒度對選別效果影響極大[12]。因此按條件試驗確定的最佳藥劑用量，進行磨礦細度試驗，結果見圖7。

圖7 磨礦細度試驗結果Fig.7 Effects of grinding fineness on separation index □—鉛品位；■—鉛回收率；△—鋅品位；▲—鋅回收率

從圖7可以看出，磨礦細度為-0.074 mm占80%時，選別指標最佳。物料變細雖有利于單體解離，但過細時過磨泥化影響精礦品位[13]。所以磨礦細度應該選擇-0.074 mm占80%。

2.4 閉路試驗

在條件試驗的基礎上按圖8流程進行閉路試驗。結果見表4。

圖8 閉路試驗流程Fig.8 Flow-sheet of closed-circuit test表4 閉路試驗結果Table 4 Results of closed-circuit test

%

注：Ag含量的單位為g/t。

由表4可知，實驗室小型試驗可獲得鉛品位57.45%、含鋅6.09%、含銀501.58 g/t、鉛回收率71.17%、銀回收率17.28%的鉛精礦和鋅品位53.11%、含鉛0.95%、含銀235.11 g/t、鋅回收率93.45%、銀回收率69.91%的鋅精礦。

現場工藝采用2粗5精2掃選鉛、2粗3精2掃選鋅(工藝流程見圖9，生產指標見表5)。獲得鋅品位61.35%、含鉛2.13%、含銀185.11 g/t的鋅精礦，為四級品鋅精礦，且銀未達到200 g/t，不計價。實驗室閉路實驗指標與現場指標相比，雖然鋅精礦鋅品位下降了8.24個百分點，但是鋅精礦中雜質鉛含量由2.13%降至0.95%，鋅精礦由四級品上升為二級品，且含銀235.11%，達到計價要求；鉛精礦與現場指標相比，鉛品位提高了12.11個百分點，鉛回收率提高了12.46個百分點，并且鉛精礦中鋅含量降至7%以下，符合四級鉛精礦要求；其中賦存在鉛精礦和鋅精礦中銀的總回收率為87.19%，相比現場指標提高了61.97個百分點。因此閉路實驗指標較現場指標有明顯改善。

圖9 現場工藝流程Fig.9 On-site process flow表5 現場生產指標Table 5 On-site production index

%

注：Ag含量的單位為g/t。

3 結 論

(1)四川某硫化鉛鋅礦石中鉛、鋅是主要回收的有價元素，銀可伴生回收，鉛、鋅、銀含量分別為1.03%、6.28%、37.16 g/t。礦石主要組成礦物為閃鋅礦和方鉛礦，少量黃鐵礦、白鐵礦、黃銅礦、黝銅礦、銅藍、藍銅礦和褐鐵礦，脈石礦物以白云石、方解石和石英為主。

(2)采用在中性環境下以硫酸鋅+亞硫酸鈉為抑制劑、25#黑藥為捕收劑經1粗3精1掃選鉛，高堿環境下以石灰為抑制劑、硫酸銅為活化劑、丁基黃藥為捕收劑經1粗1精1掃選鋅的浮選工藝，可以得到鉛品位57.45%、含鋅6.09%、含銀501.58 g/t、鉛回收率71.17%的鉛精礦，鋅品位53.11%、含鉛0.95%，含銀235.11 g/t、鋅回收率93.45%的鋅精礦。與現場指標相比，選礦工藝段數明顯減少，同時鉛精礦鉛品位提高了12.11個百分點，鉛金屬回收率提高了12.46個百分點，并且賦存在鉛精礦和鋅精礦中銀的金屬回收率提高了61.97個百分點。

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