某鉛鋅礦尾礦降鎂試驗(yàn)研究①

白成慶， 顏順德， 潘仁球

（湖南水口山有色金屬集團(tuán)有限公司，湖南 衡陽421513）

尾礦資源化利用已經(jīng)成為建設(shè)綠色礦山的必經(jīng)之路，截止2018 年末，我國礦山尾礦堆存量已達(dá)80 億噸，且以每年3 億噸的增速不斷增長，這些尾礦如果得不到合理處置，不但會造成資源的巨大浪費(fèi)，還可能造成環(huán)境污染以及由堆放帶來的安全隱患［1］。 近年來隨著選礦技術(shù)的發(fā)展和礦產(chǎn)資源的大量消耗，尾礦資源化利用主要集中在以下3 個方面：一是用作采空區(qū)充填料，二是對尾礦有用組分再選再回收，三是制備尾礦燒結(jié)磚［2-4］。 某鉛鋅礦尾礦中氧化鎂含量2.01%～2.2%，而燒結(jié)磚要求氧化鎂含量低于1%。 為達(dá)到尾礦燒結(jié)磚的要求，對該鉛鋅礦尾礦進(jìn)行了降鎂試驗(yàn)研究，并取得了良好的效果。

1 礦石性質(zhì)

研究對象為某鉛鋅礦尾礦（以下簡稱原礦），前后共取樣二次，兩次所取試樣各元素含量基本接近，大部分非金屬礦物為石英，其他為方解石、白云石、高嶺石、絹云母和綠泥石，另含有少量金屬硫化物。 原礦主要元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%

2 選礦試驗(yàn)研究

2.1 試驗(yàn)流程

礦石性質(zhì)研究結(jié)果表明，原礦中氧化鎂主要在脈石礦物中。 查詢了相關(guān)的菱鎂礦選礦方法［5-8］，擬采用反浮選的方法除去鎂。 試驗(yàn)流程見圖1。

圖1 試驗(yàn)流程

2.2 六偏磷酸鈉用量

按照圖1 所示流程，在碳酸鈉用量2 600 g/t、水玻璃用量1 000 g/t、油酸用量500 g/t 條件下進(jìn)行了抑制劑六偏磷酸鈉用量試驗(yàn)，結(jié)果見表2。 從表2 可以看出，隨著六偏磷酸鈉用量減少，尾礦中MgO 含量逐漸降低，不添加六偏磷酸鈉時，MgO 浮選效果較好。 說明六偏磷酸鈉抑制鈣的同時，對MgO 也有一定的抑制作用，因此，浮選鎂礦物無需添加六偏磷酸鈉。

表2 六偏磷酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

2.3 碳酸鈉用量

按照圖1 所示流程，在水玻璃用量1 000 g/t、油酸用量500 g/t 條件下進(jìn)行了碳酸鈉用量條件試驗(yàn)，結(jié)果見表3。 由表3 可知，不添加碳酸鈉時，尾砂中MgO 含量在1%以下，可以達(dá)到浮選除鎂的預(yù)期目的；添加了碳酸鈉后，當(dāng)碳酸鈉用量達(dá)到2 600 g/t，pH 值調(diào)節(jié)到9～10 之間時，尾砂MgO 含量才降至1%以下。 表明碳酸鈉對浮鎂影響較大，綜合考慮，無需采用碳酸鈉調(diào)節(jié)礦漿pH 值。

表3 碳酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

2.4 水玻璃用量

按照圖1 所示流程，在油酸用量300 g/t 條件下，進(jìn)行了水玻璃用量條件試驗(yàn)，結(jié)果見表4。 從表4 可知，當(dāng)水玻璃用量為500 g/t 時，尾礦中氧化鎂含量都能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)；繼續(xù)增大水玻璃用量，尾礦中氧化鎂含量逐漸增大。 可能是由于水玻璃用量過高對氧化鎂也存在一定的抑制作用；水玻璃用量過低，沒有達(dá)到抑制效果。 綜合考慮，水玻璃用量選擇500 g/t 為宜。

表4 水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果/%

2.5 捕收劑種類及用量

為確定最佳的捕收劑，選用油酸、油酸鈉及氧化石蠟皂作為選鎂捕收劑，按照圖1 所示流程，進(jìn)行了捕收劑種類試驗(yàn)研究，各捕收劑用量根據(jù)試驗(yàn)情況來確定，水玻璃用量1 000 g/t，結(jié)果見表5。 從表5 可知，油酸對MgO 捕收能力強(qiáng)，尾礦中MgO 品位低，達(dá)到了降鎂的目的，選別指標(biāo)優(yōu)。 因此，采用油酸作為降鎂捕收劑。

表5 捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果

在水玻璃用量1 000 g/t 條件下進(jìn)行了油酸用量條件試驗(yàn)，結(jié)果見表6。 從表6 看出，隨著油酸用量增加，尾礦中MgO 含量逐漸降低，當(dāng)油酸用量達(dá)到300 g/t時，尾礦中MgO 含量為0.65%，可以達(dá)到預(yù)期要求，因此油酸用量選擇300 g/t 即可。

表6 油酸用量試驗(yàn)結(jié)果

2.6 驗(yàn)證試驗(yàn)

條件試驗(yàn)結(jié)果表明，采用油酸作捕收劑、水玻璃作抑制劑，一段粗選可使該鉛鋅尾礦中MgO 含量降至1%以下。 為了進(jìn)一步驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，進(jìn)行了兩組重現(xiàn)性驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖2，結(jié)果見表7。

圖2 驗(yàn)證試驗(yàn)流程

結(jié)果表明，試驗(yàn)重現(xiàn)性好，以水玻璃作為抑制劑，油酸作為捕收劑，最終可將MgO 含量降至1%以下，達(dá)到了尾礦燒結(jié)磚的要求。

表7 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié) 論

1） 油酸捕收鎂的效果優(yōu)于油酸鈉及氧化石蠟皂。

2） 針對該鉛鋅尾礦降鎂試驗(yàn)，確定以水玻璃作為抑制劑、油酸作為捕收劑，最終可將MgO 含量降至1%以下，達(dá)到了尾礦燒結(jié)磚的要求。