我國鉛鋅礦選礦設備與工藝現狀

摘 要：鉛鋅礦產在我國現代機械、能源等重工業產業發展過程中扮演著重要的角色。我國于上世紀60年代著手于鉛鋅礦產的找礦、開采篩選等相關科研工作，并取得一定進展。近年，鉛鋅礦越來越受到我國工業青睞，相應的選礦技術及工藝也受到學者的關注。本文在綜合論述國內鉛鋅礦床分布狀況基礎上總結鉛鋅礦選礦新技術，及后續篩選處理過程中所使用的設備及相關藥劑，分析表明生物選礦和選冶互相結合的選礦技術成為未來鉛鋅礦研究主要方向，在選礦設備及浮選藥劑方面的創新可促進鉛鋅礦行業的健康治理和良好發展。

關鍵詞：鉛鋅礦;選礦設備;浮選藥劑;開采工藝

我國是世界上的“鉛鋅礦產大國”，鉛鋅礦產儲備量僅次于澳大利亞，位居全球第二。根據國內礦產資源報告（2015年）數據顯示，截至2014年底，全國共查明鉛金屬量7384.9萬t，鋅金屬量14486.1萬t。國民經濟的高速發展促進了鉛鋅資源需求量的上漲，隨著礦山多年的開采，大部分礦山資源已日漸枯竭，產量也逐年下降。

1 選礦設備及工藝

1.1 磨礦設備及工藝

由于國內鉛鋅礦山主要為大、中型，因此在磨礦設備選取上通常服務于常規磨礦流程，相較國外成熟大型磨礦設備使用我國還處于起步階段。在磨礦系統方面，常用自動化球磨機可借助音頻控制鋼球及水的補加，節約人工成本同時保證球磨機的持續生產力，該系統廣泛用于鉬、金等選礦廠，鉛鋅礦也大力推廣。相較于音頻控制，另一種應用磁脈沖的新型節能磨機也受到相關學者青睞。該類設備借助磁脈沖將磨機中的鋼球置于磨礦所需的最佳高度，借助鋼球下落產生強大沖擊力提升礦產碎磨的處理能力，并有效擴展碎磨的選擇范圍，間接促進了選礦指標提升。

1.2 磨礦介質對鉛鋅選礦的影響

礦物在磨礦過程中會不斷形成新的表面，當這些新生成的礦物表面被其余物質吸附或污染時，會對浮選電位及所使用相關浮選藥劑造成影響，合理選取磨礦介質有助于提升浮選指標準確性。當磨礦設備選用低碳鋼磨機，會在礦漿中產生大量的鐵氧化及礦石自身氧化所形成的物質，這類氧化物易附著在礦石新生表面形成覆蓋層，降低硫化礦的可浮性。相關學者分別使用鋼球和氧化鋯球對菱鋅礦和菱鎂礦進行磨礦介質浮選試驗，結果在相同條件下，氧化鋯球作為磨礦介質時菱鋅礦和菱鎂礦浮選回收率較氧化鋯球分別降低22%和28%。

2 選礦技術及工藝

2.1 選礦方式及注意事項

由于不同種類鉛鋅礦之間可浮性、礦物比重、磁性等參數相差較小，使得其選礦方式相對單一，現有選礦方式主要為富集回收鉛鋅有價礦物方式。在鉛鋅礦浮選過程中，礦物過磨泥化現象及含碳礦物質都對礦物原有性質造成一定影響，降低礦選設備有效工作的同時也會對浮選硫化劑造成干擾。

2.2 浮選工藝流程及特點

硫化鉛鋅礦相對氧化鉛鋅礦在我國鉛鋅礦中占很大比重，總體儲量雖豐富，但呈現貧礦多，富礦少的特點。浮選工藝流程的初步工序是將氧化鉛鋅礦進行硫化，兩種元素處理方式的順序通常是先鉛后鋅，先硫后氧。在不同類型浮選工藝中，直接優先浮選流程操作快捷簡便且成本較低，適于多數小型企業生產，而混合浮選流程主要應用于礦物種類繁雜、集合緊密的礦石，這類工藝對后續篩選技術和投入成本也有一定要求。

2.3 浮選藥劑

浮選藥劑的選取依據鉛鋅礦石的具體類型，在某些特定情況下需要將多種藥劑記性組合。

當篩選對象為氧化鋅礦時，可選用P-2000作為選鋅捕收劑，試驗表明鋅含量為8.6%給礦（150t/d）在添加P-2000后獲得含鋅25.59%，回收率74.3%;當篩選對象為菱鋅礦，適宜環境pH值范圍7～9，選用芐基丙二甲酸與苯甲羥肟酸作為混合捕收劑，二者比重控制在1：4.5左右，組合藥劑用量1000g/t，在礦物新生表面有良好穿插和層疊吸附效果，最大回收率可達75.6%;若要對尾礦中氧化鋅進行硫化浮選，可選用ZP-50用量400g/t，用于鋅含量為1.26%給礦中可獲取鋅含量36.04%、回收率為57.58%鋅精礦。

2.4 選礦工藝及發展

堿浸出試劑的主要成分是氫氧化鈉與碳酸銨溶液，有時也采用氨水替代氫氧化鈉，試劑添加后氧化鋅轉化為可溶性鹽。濃度、溫度、液固比等都是影響浸出率的主要因素。氧化鋅礦采用堿浸出方法優勢在于將礦物成分進行固液分離，浸出率較高且具腐蝕性較小。選礦設備對選礦指標的取得和選礦技術發展具有重要意義。鉛鋅礦選礦技術發展離不開高層次專業人才梯隊建設，相關企業在優化完善現有工藝同時應注重引入先進技術成果并加以應用，為鉛鋅選礦技術創造更為高效、環保、經濟的發展環境。

綜上所述，大型自動化浮選設備及簡單化工藝流程是國內當前鉛鋅礦開采處理的主要發展趨勢。現有工藝流程的完善、創新主要體現在電位調控浮選、原生電位浮選等方面。提升浮選設備處理量和可控范圍、將步驟繁雜的工藝技術簡化可作為鉛鋅礦研究參考方向。鉛鋅礦浮選分離與抑制劑的選取密不可分，適宜的捕收劑是高效回收硫化鉛鋅礦的關鍵。研發人員下一步可著手開發適用于工業生產的組合抑制劑，對捕收劑優化完善，將選擇性和捕收能力進行最大程度有機結合。

參考文獻：

[1]荊正強，陳典助，黃光洪，等.我國鉛鋅礦選礦設備與工藝現狀[J].工程設計與研究，2010（01）：3-8.

[2]宋振國，孫傳堯.磨礦介質對兩種碳酸鹽浮選的影響[J].有色金屬（選礦部分），2009（3）：26-28.

作者簡介：

程武忠（1972- ），男，漢族，青海湟中人，大專，選礦中級工程師，主要從事礦山管理工作。