郴州某復雜硫化鉛鋅礦階段磨浮試驗研究①

曾維偉， 陽 俊

（1.湖南有色金屬職業技術學院，湖南 株洲412006； 2.中南大學 資源加工與生物工程學院，湖南 長沙410083）

湖南郴州鉛鋅礦資源較為豐富，鉛鋅礦的硫化礦與氧化礦常常共生在一起，隨著優質鉛鋅資源不斷開發利用，復雜難選的鉛鋅礦石增多，此類礦石通常嵌布粒度細、鉛鋅致密共生、氧化率高，選礦工藝變得復雜難控制［1-9］。 本文針對郴州某鉛鋅礦，在研究礦石工藝礦物學的基礎上，探討了該鉛鋅資源在當前技術經濟條件下采用階磨階選工藝流程的可行性。

1 礦石性質

礦石化學多元素分析結果見表1。 由表1 可見，礦石中主要有價成分為Pb、Zn。

礦石主要礦物組成及相對含量見表2。

表1 礦石化學多元素分析結果（質量分數）/%

表2 礦石礦物組成及相對含量（質量分數）/%

由表2 可知，礦石中主要礦物有閃鋅礦（含鐵閃鋅礦）、方鉛礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、石英、綠泥石、蒙脫石、云母、螢石等。

對礦石中鉛、鋅礦物的嵌布粒度分布情況進行了統計分析，結果見表3。

表3 鉛鋅礦物粒度分布情況

由表3 可知，方鉛礦主要以粗粒為主的不等粒嵌布，粗粒主要集中在0.08～1.28 mm，累積含量為62.23%；閃鋅礦主要呈細粒嵌布，主要集中在-0.16 mm，累積含量為85.58%。 該鉛鋅礦物粒度分布粗細不均勻，因此可以考慮階段磨礦階段浮選的工藝流程。

2 試驗方法

礦物的嵌布粒度分布和單體解離對鉛鋅礦的磨浮工藝有決定性的作用，是礦物分離和回收的前提條件。根據礦石性質分析結果，進行了階磨階選工藝和磨浮工藝對比試驗，試驗中發現，第一段磨?。ㄣU快速浮選）可以得到品位35.18%、回收率36.47%的鉛粗精礦，且第一段磨浮試驗基本上不影響鋅浮選；階磨階選產品的品位及回收率都略高于磨浮試驗產品。 因此，本著“能收早收”的原則，確定采用階磨階選工藝流程，試驗流程見圖1。 其中捕收劑HQ77 是湖南華麒資源環境科技發展有限公司研制發明的綠色環保藥劑，它是一種含氧酸鹽有機藥劑，可以在不加石灰的條件下獲得較好的選鉛指標并提高伴生金、銀的選礦指標，實現“清潔生產”［9-11］。

3 階磨階選條件試驗

3.1 選鉛Na2S 用量試驗

在氧化率較高的硫化鉛鋅礦石中可以加入Na2S 活化鉛鋅礦物的浮選［1］，Na2S 可以在礦物表面產生硫化膜增強捕收劑的吸附能力［2，4-5］，在浮選過程中控制硫化時間（硫化強度）和硫化鈉用量是硫化法的關鍵環節。按照圖1 所示流程，在鉛浮選磨礦細度-0.074 mm 粒級占90.21%，抑制劑ZnSO4用量800 g/t、Na2SO3用量300 g/t，捕收劑HQ77 用量200 g/t，2#油用量40 g/t，鋅 浮 選CaO 用量8 000 g/t、CuSO4用量300 g/t、捕 收劑丁黃藥用量100 g/t、2#油用量40 g/t 條件下，進行了Na2S 用量試驗，結果見圖2。 從試驗結果可以看出，Na2S 用量增加，鉛、鋅精礦品位和回收率均上升，當Na2S 用量達到200 g/t 后，鉛、鋅品位開始下降，回收率趨于平緩。 因此確定Na2S 的適宜用量為200 g/t。

圖1 階磨階選試驗流程

圖2 Na2S 用量與鉛、鋅浮選指標關系

在Na2S 用量200 g/t 條件下進行了硫化時間試驗，結果見圖3。 由圖3 可見，在硫化時間7 min 時，鉛、鋅浮選指標均達到峰值，之后指標下降，因此確定適宜的硫化時間為7 min。

3.2 選鉛捕收劑種類及用量試驗

圖3 硫化時間與鉛、鋅浮選指標關系

選擇性好、捕收能力強的硫化礦捕收劑是高效回收鉛金屬的關鍵。 按照圖1 所示流程，其他條件不變，選擇丁黃藥、丁銨黑藥、乙硫氮和HQ77 進行了捕收劑種類試驗，用量均為200 g/t，結果見表4。 結果表明，在捕收劑用量相同時，HQ77 的綜合回收指標明顯優于其他3 種捕收劑。 在此基礎上進行了HQ77 用量試驗，結果見圖4。 可見隨著HQ77 用量增加，鉛精礦中鉛品位降低而回收率增加，當HQ77 用量超過200 g/t后品位上升緩慢，故選擇HQ77 用量200 g/t 進行后續試驗。

表4 捕收劑種類試驗結果

圖4 HQ77 用量與鉛、鋅浮選指標關系

3.3 選鉛抑制劑種類及用量試驗

硫化鋅礦物最常見的抑制劑是硫酸鋅和亞硫酸鹽類。 按照圖1 所示流程，HQ77 用量200 g/t，其他條件不變，選擇ZnSO4和Na2SO3作為鉛浮選的抑制劑考察其對礦物的抑制效果，結果見表5。 結果表明，ZnSO4和Na2SO3組合抑制劑的抑制效果較好，能夠同時獲得較高品位和回收率的鉛精礦和鋅精礦。 隨即進行了組合抑制劑用量試驗，結果見圖5。 可見鉛、鋅精礦品位和回收率隨抑制劑用量增加而提高，當組合抑制劑用量達到ZnSO4800 g/t 和Na2SO3300 g/t 之后，鉛、鋅品位提升緩慢而回收率開始下降，故選擇ZnSO4用量800 g/t 和Na2SO3用量300 g/t 進行后續試驗。

表5 抑制劑種類試驗結果

圖5 抑制劑用量與鉛、鋅浮選指標關系

4 閉路試驗

在條件試驗基礎上，進行了鉛浮選（兩粗三精兩掃）和鋅浮選（一粗兩精兩掃）的實驗室小型浮選閉路試驗，試驗流程如圖6 所示，結果見表6。 小型浮選閉路試驗獲得了鉛品位60.05%、鉛回收率89.63%的鉛精礦和鋅品位47.01%、鋅回收率88.14%的鋅精礦，較好地實現了鉛鋅的回收。

圖6 小型浮選閉路試驗工藝流程

表6 閉路試驗結果

5 結 論

1） 針對礦石中礦物嵌布粒度不均勻的情況，階磨階選工藝可以實現鉛的“能收早收”，工業上是否可行還需進行技術經濟分析。

2） 鉛快速浮選、兩粗三精兩掃鉛浮選和一粗兩精兩掃鋅浮選的實驗室小型浮選閉路試驗可以獲得鉛品位60.05%、鉛回收率89.63%的鉛精礦和鋅品位47.01%、鋅回收率88.14%的鋅精礦。

3） 在氧化率較高的鉛鋅礦中加入Na2S 可以較好地活化礦物浮選，提高鉛鋅浮選指標。