鉛鋅硫化礦選礦工藝及機理淺析

程武忠

（西部礦業(yè)股份有限公司錫鐵山分公司，青海 錫鐵山 816203）

我國鉛鋅礦產(chǎn)雖然儲量豐富但是資源分布較為分散，市場經(jīng)濟的高速發(fā)展促進了鉛鋅資源量的消耗，多年的開采使得多數(shù)礦山資源已日漸枯竭。鉛鋅礦石礦物氧化率通常在10%～20%范圍內(nèi)，含泥量大且構(gòu)造種類繁多，礦石的氧化間接增加了礦石的泥化程度，對礦石的分選精度造成一定程度的影響，同時對磨礦工藝的要求也有所提升。

鉛鋅礦石中伴生的金屬元素種類較多，專業(yè)人員在處理鉛鋅礦物同時還需兼顧其余可利用金屬元素的回收。為提高鉛鋅礦產(chǎn)資源的利用效率，本文對鉛鋅硫化礦的選礦工藝及機理進行研究，幫助礦產(chǎn)行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。

1 礦石多元素以及物相分析

（1）礦石礦物組成及含量

表1 礦石內(nèi)不同礦物相對含量（%）

礦石中含有十多種金屬礦物，其中含量較高的主要有閃鋅礦、黃鐵礦等；非金屬礦物種類相對較少，含量較多的主要是石英和方解石。獨特的地質(zhì)特性使鉛鋅礦具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與嵌布特征，由于礦石表面長期被不同類型鐵礦及脈石礦物等包裹，長時間的緊密連接使它們組成致密的連生體，連生體過于緊密使得礦石在開采之后難以對不同金屬礦物進行相互單體解離。

（2）礦石粒度分析。由表2礦物粒度分析可知，礦物的粗中粒級解離結(jié)果較好，其中閃鋅礦的含量可達75.64%，方鉛礦的含量達到了69.85%；細(xì)粒級解析結(jié)果相較粗中粒級解離效果偏弱，當(dāng)粒級為0.076mm+0.045mm，方鉛礦和閃鋅礦的含量分別為91.35%和90.82%，未能實現(xiàn)完全解離。表明礦物在現(xiàn)有的磨礦細(xì)度下還要更加精細(xì)，才能完成充分的礦物解離。

表2 鉛、鋅礦物粒度分析（%）

2 硫化礦選礦工藝分析

（1）選礦工藝分析。在常見的浮選工藝中，直接優(yōu)先浮選流程操作快捷簡便且成本較低，適用于多數(shù)小型企業(yè)的生產(chǎn)，而混合浮選流程主要應(yīng)用于礦物種類繁雜、集合緊密的礦石，這類工藝對后續(xù)的篩選技術(shù)和投入成本也有一定的要求。由前文所述礦石組成分析可知所選礦石硫化礦含量較高，且受到磁黃鐵礦的影響，如果選擇混合浮選流程，會加劇礦石中鉛、鋅分離的難度，綜合考慮選擇優(yōu)先浮選工藝流程。

（2）捕收劑種類對工藝影響。在鉛鋅礦浮選過程中，礦物過磨泥化現(xiàn)象及含碳礦物質(zhì)的出現(xiàn)都會對礦物的原有性質(zhì)造成一定程度的影響，降低礦選設(shè)備有效工作的同時也會對浮選硫化劑造成干擾。當(dāng)浮選過程所使用的硫化試劑濃度出現(xiàn)低化時，礦漿溶解度會開始上升，所需礦化劑量也會相應(yīng)增加，影響浮選結(jié)果的同時造成物質(zhì)的浪費。選取合適的鉛礦物捕收劑是鉛鋅礦實現(xiàn)鉛鋅分離并提高鉛回收率的關(guān)鍵，本文依據(jù)所選硫化礦的物質(zhì)成分對其在五種常見捕收劑所產(chǎn)生的浮選結(jié)果，詳見表3。

浮選藥劑的選取依據(jù)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。混合捕收劑對鉛礦物的捕收能力要優(yōu)于單一的捕收劑，三類礦石中鉛粗精礦的鉛回收率要高于其余兩類；在組合捕收劑中（乙硫氮+丁銨黑藥）的浮選效果最好，在保障鉛元素回收率的同時所殘余雜質(zhì)鋅的含量也較少。

表3 選捕收劑種類對鉛浮選影響/%

（3）完善選礦工藝。在鉛鋅礦浮選過程中，礦物過磨泥化及含碳礦物質(zhì)易對礦物的原有性質(zhì)造成影響，降低浮選硫化劑的作用。浮選過程中硫化試劑濃度的低化會造成礦漿溶解度的上升，進而導(dǎo)致礦化劑量的增加，干擾浮選結(jié)果。因此相關(guān)技術(shù)人員在工藝施工前通常會借助螺旋分級機等設(shè)備對礦物進行脫泥處理，確認(rèn)礦石處理無誤后選取合適的浮選硫化劑。

3 硫化礦選礦工藝機理

鉛鋅硫化礦浮選分離的本質(zhì)是礦物原始表面與浮選藥劑之間沒有相互反應(yīng)，而所添加的捕收劑與鉛鋅礦物解除并于表面形成捕收劑膜，疏水后的物質(zhì)具有可浮性進而被分離。現(xiàn)今的常用方法是針對鉛鋅硫化礦捕收劑的Eh-pH關(guān)系計算出相應(yīng)的捕收劑膜生成條件，進而確定鉛鋅硫化礦物浮選分離時所需的工藝條件。捕收劑在鉛鋅硫化礦物表面作用后所生成的捕收劑膜分別用于捕收金屬鹽和二聚物，本文所選取的鉛鋅硫化礦從礦物成本以及抑制堿性介質(zhì)的角度出發(fā)，對方鉛礦優(yōu)先浮選最適宜采用的捕收劑為乙硫氮（DDTC）。相較丁基黃藥，乙硫氮的浮選電位上限更高，因此在浮選工藝中選取乙硫氮作為方鉛礦捕收劑是可行的。

4 結(jié)語

（1）所選鉛鋅硫化礦中鉛、鋅礦物主要以方鉛礦和閃鋅礦的形式存在，復(fù)雜的嵌布特征以及不均勻的礦石粒度造成了鉛粗-中粒級鉛鋅礦物單體解離程度優(yōu)于細(xì)粒級鉛鋅礦物單體，影響礦物質(zhì)的整體回收效果。

（2）工藝流程優(yōu)化是國內(nèi)當(dāng)前鉛鋅礦開采處理的發(fā)展趨勢，鉛鋅礦浮選分離與捕收劑的選取密不可分，適宜的捕收劑是高效回收硫化鉛鋅礦的關(guān)鍵。提升浮選設(shè)備的處理量和可控范圍、將工藝技術(shù)進行簡化可作為鉛鋅礦工藝研究的參考方向，工作人員可對捕收劑進行優(yōu)化完善，將選擇性和捕收能力進行最大程度的有機結(jié)合。