提高某微細粒鉛鋅礦選鋅指標的試驗研究

李 強 常永強 王榮生 曾繁森

（1.中國有色金屬建設股份有限公司，北京100029；2.礦冶科技集團有限公司，北京102628）

鋅是重要的有色金屬之一，廣泛應用于軍事、機械、電氣和醫療等領域［1-2］。我國鋅資源儲量豐富，居世界第二位，但呈現貧礦多、富礦少、礦床組成復雜、共伴生礦物較多的特點。隨著國民經濟的快速增長，我國對鋅資源的需求持續增加，已連續多年成為鋅凈進口國［3-4］。在資源保護主義抬頭、新冠疫情威脅全球礦產資源供應的背景下，提高我國微細粒難處理鋅資源的綜合利用水平，保障鋅礦產資源供給能力，具有重要意義［5-6］。

某鉛鋅礦鉛品位為7.31%、鋅品位為13.70%，硫含量高且含炭質。鉛鋅礦物主要以方鉛礦和閃鋅礦的形式存在，氧化率較低。閃鋅礦與方鉛礦、黃鐵礦嵌布關系密切，嵌布粒度分布不均勻且整體偏細，為鋅選別帶來了一定的困難。原采用浮選脫碳—鉛鋅依次優先浮選—鉛鋅粗精礦再磨精選流程處理該鉛鋅礦石，其中，選鋅采用1次粗選、3次掃選、粗精礦再磨至-25 μm占79%后2次精選、中礦順序返回流程，得到了鋅品位為52.32%、鋅作業回收率為90.44%的鋅精礦。針對該選鋅工藝存在鋅粗精礦再磨選擇性差、鋅精礦粒度微細且品位不高等問題，為實現“早收快收”目標，避免已單體解離的閃鋅礦進入再磨流程而導致過磨和鋅精礦粒度過細，同時降低藥劑消耗，本試驗根據工藝礦物學研究成果，采用快速分支浮選—中礦再磨精選流程進行了選鋅工藝技術條件研究。

1 試樣性質

1.1 試樣化學成分及礦物組成分析

試樣取自某鉛鋅礦山，其化學多元素分析結果見表1，礦物組成及相對含量見表2。

注：Au、Ag的品位單位為g/t。

由表1、表2可知，試樣鉛、鋅品位分別為7.31%、13.70%，為主要回收元素；硫含量較高，為31.22%；金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦，脈石礦物主要為石英、鉀長石和鐵白云石。此外，試樣中含一定量的炭質。

由于炭質可浮性較好，藥劑吸附作用較強，不僅會增加藥劑消耗，還會影響鉛、鋅精礦的品位，影響流程的穩定性。因此，鉛鋅浮選前需進行脫碳處理［7-8］。由于本試驗主要開展鋅礦物浮選流程優化，故暫不研究鉛和硫的回收工藝。

1.2 閃鋅礦嵌布特征

閃鋅礦與其他礦物嵌布關系見圖1。由圖1可知，閃鋅礦主要呈他形晶粒狀和微細粒浸染狀產出（圖1（a）），與黃鐵礦相互包裹，關系密切，部分閃鋅礦分布在黃鐵礦裂隙中（圖1（b））；此外，閃鋅礦與方鉛礦嵌布關系也較為密切（圖1（c）），常與其形成連生體，共同分布在脈石礦物中。

2 原選鋅工藝流程及模擬現場選鋅流程的產品分析

2.1 原選鋅工藝流程

原選鋅工藝流程見圖2，現場鋅浮選給礦鋅品位為15.02%，鋅精礦鋅品位為52.32%、鋅作業回收率為90.44%。

2.2 模擬現場選鋅流程的產品分析

模擬現場選鋅流程的鋅精礦、尾礦粒度篩析結果分別見表3和表4。為了解鋅精礦中閃鋅礦的嵌布特征和尾礦中閃鋅礦的損失形式，對鋅精礦和尾礦進行SEM分析，結果分別見圖3和圖4。

由圖3及表3可知，閃鋅礦在鋅精礦中主要以單體形式存在（圖3（a）），少量與方鉛礦、黃鐵礦連生（圖3（b）），黃鐵礦主要以單體形式存在；鋅精礦-7 μm粒級含量高達47.54%，說明存在過磨現象。

由表4及圖4可知，尾礦中鋅主要損失在-49+18 μm粒級，閃鋅礦以與黃鐵礦和脈石礦物連生的形式損失為主（圖4（a）），微量與黃鐵礦、方鉛礦和脈石礦物連生（圖4（b）），說明需進一步改善鋅再磨效果，使貧連生體充分解離。

3 試驗結果與討論

3.1 鋅快速分支浮選時間的確定試驗

快速分支浮選是指根據入選礦物可浮性、粒度和解離特征的不同，讓浮選速度快的礦物先浮，浮選速度慢、品位低的礦物后浮，再根據不同的需要進一步精選的工藝［9-10］。快速分支浮選工藝具有可盡早產出部分合格精礦、減少礦物過磨和降低藥劑用量的優點［11］。

鋅快速分支浮選時間確定的試驗流程見圖5，試驗結果見表5。

由表5可知，部分閃鋅礦可浮性較好，浮選2 min可獲得鋅品位為38.93%、鋅作業回收率為76.35%的鋅粗精礦1；當浮選時間為4 min時，鋅累計回收率高達89.47%，該部分閃鋅礦可通過快速浮選回收。綜合考慮品位和回收率，快速浮選時間定為4 min。

3.2 鋅快速浮選粗選條件試驗

3.2.1 石灰用量試驗

通過對原工藝流程所得鋅精礦工藝礦物學研究可知，鋅精礦中存在部分可浮性較好的單體黃鐵礦，因此需強化鋅硫分離。石灰是黃鐵礦的有效抑制劑，且可調節礦漿pH值，為鋅浮選創造適宜的浮選環境［12］。石灰用量試驗采用1次粗選流程，固定硫酸銅用量為300 g/t、丁基黃藥用量為90 g/t、松醇油用量為9 g/t，試驗結果如圖6所示。

由圖6可知，隨著石灰用量的增加，鋅快浮粗精礦鋅品位和作業回收率呈上升趨勢；當石灰用量為2 500 g/t時，鋅快浮粗精礦鋅品位和鋅作業回收率較高，因此確定鋅粗選石灰用量為2 500 g/t。

3.2.2 硫酸銅用量試驗

硫酸銅是閃鋅礦浮選常用活化劑［13］。硫酸銅用量試驗采用1次粗選流程，固定石灰用量為2 500 g/t、丁基黃藥用量為90 g/t、松醇油用量為9 g/t，試驗結果如圖7所示。

由圖7可知，隨著硫酸銅用量的增加，鋅快浮粗精礦作業回收率呈先上升后下降趨勢；硫酸銅用量的增加對鋅精礦鋅品位影響不大；當硫酸銅用量為600 g/t時，鋅快浮粗精礦作業回收率最高。因此確定鋅粗選硫酸銅用量為600 g/t。

3.2.3 丁基黃藥用量試驗

丁基黃藥用量試驗采用1次粗選流程，固定石灰用量為2 500 g/t、硫酸銅用量為600 g/t、松醇油用量為9 g/t，試驗結果如圖8所示。

由圖8可知，隨著丁基黃藥用量的增加，鋅快浮粗精礦鋅品位降低，鋅作業回收率升高。綜合考慮品位及回收率，確定鋅快浮粗選丁基黃藥用量為150 g/t。

3.3 鋅快浮精選石灰用量試驗

在鋅快浮粗選試驗確定的浮選條件下，獲得了鋅品位為34.12%、鋅作業回收率為90.65%的鋅快浮粗精礦。為了進一步提高鋅精礦品位，強化對黃鐵礦的抑制，考察了鋅快浮精選石灰用量，試驗流程如圖9所示，試驗結果見圖10。

由圖10可知，隨著石灰用量的增加，鋅快浮精礦鋅品位提高，鋅作業回收率下降；當石灰用量為600 g/t時，鋅快浮精礦鋅品位為51.08%、鋅作業回收率為89.75%。綜合考慮，確定鋅快浮精選的石灰用量為600 g/t。

3.4 鋅中礦再磨細度試驗

為了解決鋅礦物的單體解離問題，考察了鋅中礦再磨細度對鋅精選指標的影響。試驗流程見圖11，試驗結果見圖12。

由圖12可知，隨著鋅中礦再磨細度的提高，鋅精礦鋅品位升高，鋅作業回收率下降。綜合考慮，確定鋅中礦再磨細度為-25 μm占79%。

3.5 閉路試驗

在條件試驗和全流程開路試驗的基礎上，開展了實驗室閉路試驗，試驗流程見圖13，試驗結果見表6。將圖13閉路試驗流程所得鋅快精和鋅精礦合并，進行了粒度篩析，結果見表7。

由表6和表7可知，采用快速分支浮選—中礦再磨精選流程處理該鋅給礦，可獲得鋅品位為53.88%、鋅回收率為91.57%的鋅精礦。較原工藝流程，鋅精礦品位和回收率分別提升了1.56和1.13個百分點；鋅精礦粒度分布明顯改善，+38 μm粒級含量由5.93%提高到22.50%，-7 μm粒級含量由47.54%降低到29.41%，可有效減少鋅在后續冶煉環節的損失；解決了原工藝流程鋅再磨選擇性不高，部分閃鋅礦過磨，部分閃鋅礦連生體無法充分解離的問題。

4 結論

（1）某鉛鋅礦含鉛7.31%，含鋅13.70%，含硫量高且含炭質，鋅礦物主要以閃鋅礦形式存在，氧化率較低。閃鋅礦主要呈他形晶粒狀和微細粒浸染狀產出，與方鉛礦和黃鐵礦嵌布關系密切，嵌布粒度分布不均勻且整體偏細，為鋅選別帶來一定的困難。通過對原工藝流程選別產品分析可知，鋅精礦粒度微細，存在一定的過磨現象；尾礦中鋅主要以與黃鐵礦、脈石礦物連生的形式損失。

（2）采用“快速分支浮選—中礦再磨精選”流程處理該鋅給礦，可獲得鋅品位為53.88%，鋅回收率為91.57%的鋅精礦。較原工藝流程，鋅精礦的品位和作業回收率分別提升了1.56和1.13個百分點；鋅精礦粒度分布明顯改善，+38 μm粒級含量由5.93%提高到22.50%，-7 μm粒級含量由47.54%降低到29.41%，解決了原工藝流程鋅再磨選擇性不高、部分閃鋅礦過磨、部分閃鋅礦連生體無法充分解離的問題，也顯著降低了再磨負荷。