西藏某混合鉛鋅礦優(yōu)先浮選實(shí)驗(yàn)研究

達(dá)娃卓瑪，劉潘，李國棟，逄軍武，巴桑次仁

(西藏華泰龍礦業(yè)開發(fā)有限公司，西藏 拉薩 850212)

我國鉛鋅礦產(chǎn)資源儲量位于世界前列，資源豐富，但分布不集中，各區(qū)域儲量不均衡[1]，使其開發(fā)利用難度加大。貧礦多，富礦少，單一礦少，復(fù)雜難處理共伴生礦多[2]。針對我國鉛鋅礦石絕大多數(shù)為復(fù)雜共生的多金屬礦石的現(xiàn)狀，其高效分離和綜合利用是選礦的技術(shù)難點(diǎn)[3-4]。對于硫化-氧化混合鉛鋅礦，鉛、鋅精礦互含現(xiàn)象較為嚴(yán)重，品位波動也較大，因此加強(qiáng)對硫化-氧化混合鉛鋅礦的選礦新技術(shù)、新工藝研究非常必要[5]。

根據(jù)礦物可浮性和浮游速度的差異，鉛鋅礦選礦流程可以分為優(yōu)先浮選流程、混合浮選流程以及聯(lián)合流程三大類。對于極難處理的混合鉛鋅礦石或氧化鉛鋅礦石，有時采用選礦和冶金的聯(lián)合流程。從上述的多種流程方案中正確選擇或開發(fā)出適合礦石特性的工藝流程，并正確地選擇藥劑制度，是實(shí)現(xiàn)鉛鋅分離回收的基礎(chǔ)[3]。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石主要化學(xué)成分分析

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果Table1 Main chemical composition analysis results of the raw ore

由表1可知，礦石可利用的有價成分主要為鉛、鋅，其品位分別為1.02%、1.34%，品位均較低，有害成分較少，伴生有益組分有銅、金、銀，本研究主要考慮銀的回收。

1.2 礦石物相分析

鉛、鋅物相分別見表2、3。

表2 鉛物相分析結(jié)果Table2 Pb phase analysis results of the raw ore

表3 鋅物相分析結(jié)果Table3 Zn phase analysis results of the raw ore

由表2、3可知，鉛、鋅礦物主要以硫化物形式存在，分布率分別為74.21%及86.19%。氧化礦形式的鉛、鋅分別為22.37%和9.52%，將給鉛、鋅的浮選回收造成一定的影響。

1.3 主要金屬礦物嵌布特征

方鉛礦：鉛灰色，金屬光澤，不透明，呈它形粒狀，多與閃鋅礦連生或包裹于閃鋅礦中，偶見與黝銅礦、銅藍(lán)、銅鉛鐵礬連生。粒度一般在0.01-0.5 mm之間。

閃鋅礦：油脂光澤至半金屬光澤，透明至半透明。礦石中的閃鋅礦呈它形粒狀，多于黃銅礦相互包裹或與方鉛礦連生，偶見與黝銅礦、硫砷銅礦、銅鉛鐵礬連生。粒度一般在0.01 ~ 2 mm之間。

石英：無色透明，玻璃光澤，多與石榴石、硅灰石連生，少數(shù)與白云母、螢石、方解石連生或包裹于方解石中，偶見與磷灰石連生。粒度一般在0.01 ~ 0.5 mm之間。

白鉛礦：礦石中白鉛礦多與白云母、石榴石連生，偶見與綠泥石連生。粒度在0.1 ~ 0.5 mm之間。礦石中部分白鉛礦含砷較高，部分白鉛礦不含砷。

2 選礦實(shí)驗(yàn)研究

現(xiàn)階段國內(nèi)外鉛鋅浮選原則流程主要有優(yōu)先浮選、混合浮選、部分混合浮選和等可浮工藝等。由于部分混合浮選或等可浮工藝處理復(fù)雜礦石時，混合精礦分離易造成各精礦之間互含嚴(yán)重等問題，而優(yōu)先浮選處理較復(fù)雜礦石具有易于實(shí)施、浮選指標(biāo)波動較小的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)礦石性質(zhì)和前期探索實(shí)驗(yàn)，選擇優(yōu)先浮選流程實(shí)現(xiàn)鉛鋅分離。

2.1 鉛浮選實(shí)驗(yàn)

2.1.1 磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)

磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)采用一次粗選流程，藥劑用量見圖1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖1 磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)流程Fig.1 Flowsheet of grinding fineness test

圖2 磨礦細(xì)度對鉛粗精礦指標(biāo)的影響Fig.2 Eあect of grinding fineness on Pb concentration index

從圖2可以看出，隨著磨礦細(xì)度的提高，鉛粗精礦鉛品位降低、回收率上升，鉛精礦中鋅品位和回收率均有所上升。考慮到提高磨礦細(xì)度會加劇泥化，因此確定適宜的磨礦細(xì)度為-0.074 mm 70%。

2.1.2 石灰用量實(shí)驗(yàn)

在磨礦細(xì)度-0.074 mm70%，硫酸鋅1000 g/t，乙硫氮100 g/t，松醇油32 g/t的條件下，實(shí)驗(yàn)考查了石灰對浮鉛抑鋅的效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 石灰用量對鉛粗精礦指標(biāo)的影響Fig.3 Eあect of dosage of lime on Pb concentration index

由圖3可以看出，在一定范圍內(nèi)，隨著石灰用量的增加，鉛的回收率及品位均增加，當(dāng)石灰用量達(dá)到3500 g/t，鉛的回收率77.40%及品位14.55%趨于平穩(wěn)，因此確定粗選階段石灰的較佳用量為3500 g/t。

2.1.3 水玻璃用量實(shí)驗(yàn)

該礦石選別過程中，礦石泥化會影響后續(xù)浮選分離，故在鉛粗選階段磨礦細(xì)度-0.074 mm 70%，石灰3500 g/t，硫酸鋅1000 g/t，乙硫氮100 g/t，松醇油32 g/t的條件下，水玻璃用量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 水玻璃用量對鉛粗精礦指標(biāo)的影響Fig.4 Eあects of dosage of soluble silicate on Pb concentration index

由圖4可以看出，在一定范圍內(nèi)，隨著水玻璃用量的增加，鉛的回收率及品位均增加，當(dāng)水玻璃用量達(dá)到600 g/t，鉛的回收率77.98%及品位15.19%；繼續(xù)增加水玻璃用量，鉛的回收率呈下降趨勢，因此選擇粗選階段水玻璃的用量為600 g/t。

2.1.4 硫化鈉用量實(shí)驗(yàn)

由于該礦石鉛的氧化率達(dá)到22.37%，為了在實(shí)驗(yàn)中盡可能地回收氧化鉛礦物，在磨礦中加入硫化鈉硫化部分氧化礦，便于回收。在磨礦細(xì)度-0.074 mm 70%，石灰3500 g/t，水玻璃600 g/t，硫酸鋅1000 g/t，乙硫氮100 g/t，松醇油32 g/t的條件下，硫化鈉對鉛礦物的硫化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 硫化鈉用量對鉛粗精礦指標(biāo)的影響Fig.5 Eあect of dosage of sodium sulfide on Pb concentration index

由圖5可知，隨著硫化鈉用量的增加，鉛粗精礦中鉛的品位及回收率均有所上升，但硫化鈉用量超過500 g/t以后，鉛的回收率呈下降趨勢；在磨礦加入硫化鈉用量為500g/t時，鉛礦物的硫化效果較好，此時鉛品位15.69%、鉛回收率79.31%。

2.1.5 組合抑制劑探索實(shí)驗(yàn)

在磨礦細(xì)度-0.074 mm 70%，石灰3500 g/t，硫化鈉500 g/t，乙硫氮100 g/t，松醇油32 g/t的條件下，組合抑制劑對鋅礦物的抑制，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 鋅抑制劑探索實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 4 Exploring test results of the inhibitors of Zn

表4表明，使用硫酸鋅與硫化鈉組合抑制鋅的同時也抑制了鉛的上浮，鉛的回收率只有35.83%；使用硫酸鋅與亞硫酸鈉組合抑制劑與單獨(dú)使用硫酸鋅的抑制效果相差不大，因此確定單獨(dú)使用硫酸鋅。

2.1.6 硫酸鋅用量實(shí)驗(yàn)

在磨礦細(xì)度-0.074 mm 70%，石灰3500 g/t，水玻璃600 g/t，硫化鈉500 g/t，乙硫氮100 g/t，松醇油32 g/t的條件下，硫酸鋅用量對鋅礦物的抑制，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖6 硫酸鋅用量對鉛粗精礦指標(biāo)的影響Fig.6 Eあects of dosage of zine sulphate on Pb concentration index

圖6表明，在一定范圍內(nèi)，隨著硫酸鋅用量的增大，鋅的上浮量逐漸減少，但是對鉛的回收率也有一定影響，硫酸鋅用量在1000 g/t條件下鉛的回收率為80.14%，鋅又能很好地得到抑制，因此選擇硫酸鋅的用量為1000 g/t。

2.1.7 乙硫氮用量實(shí)驗(yàn)

在磨礦細(xì)度-0.074 mm 70%，石灰3500 g/t，水玻璃600 g/t，硫化鈉500 g/t，硫酸鋅1000 g/t，松醇油32 g/t的條件下，鉛礦物捕收劑乙硫氮的用量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖7。

圖7 乙硫氮用量對鉛粗精礦指標(biāo)的影響Fig.7 Effects of dosage of ethylene sulfide nitrogen on Pb concentration index

圖7實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著乙硫氮用量的增大，鉛鋅回收率都有提高趨勢，當(dāng)乙硫氮用量為120 g/t時，鉛回收率81.12%、鋅回收率15.39%；繼續(xù)增大乙硫氮用量到150 g/t時，鉛回收率變化不大，而鋅的回收率還在持續(xù)提高，所以確定乙硫氮的用量為120 g/t。

2.2 鋅浮選實(shí)驗(yàn)

2.2.1 石灰用量實(shí)驗(yàn)

選鉛尾礦采用一粗三精一掃流程進(jìn)行鋅粗選，實(shí)驗(yàn)以硫酸銅300 g/t為活化劑、丁基黃藥40 g/t為捕收劑，松醇油16 g/t為起泡劑，石灰用量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖8。

圖8 石灰用量對鋅粗精礦指標(biāo)的影響Fig.8 Eあects of dosage of lime on Zn concentration index

由圖8表明，隨著石灰用量的增大，鋅粗精礦中鋅品位和鋅回收率均有所提升。當(dāng)石灰用量為1000 g/t時，鋅回收率為78.04%，鋅品位4.21%；繼續(xù)增加石灰的用量，鋅回收率沒有明顯提高。因此確定鋅粗選作業(yè)段石灰用量為1000 g/t。

2.2.2 硫酸銅用量實(shí)驗(yàn)

以硫酸銅作為鋅礦物的活化劑，在石灰1000 g/t，丁基黃藥40 g/t，松醇油16 g/t的條件下，硫酸銅用量實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖9。

圖9 硫酸銅用量對鋅精礦指標(biāo)的影響Fig.9 Eあects of dosage of copper sulphate on Zn concentration index

圖9表明，硫酸銅用量為200 g/t時，鋅的回收率達(dá)到78.09%；隨著硫酸銅用量的增大，鋅的回收率沒有顯著提高，因此確定鋅粗選作業(yè)段硫酸銅的用量為200 g/t。

2.2.3 丁基黃藥用量實(shí)驗(yàn)

在石灰1000 g/t，硫酸銅200 g/t，松醇油16 g/t的條件下，丁基黃藥用量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖10。

圖10 丁基黃藥用量對鋅粗精礦指標(biāo)的影響Fig.10 Eあects of dosage of butyl xanthate on Zn concentration index

圖10表明，丁基黃藥用量為40 g/t時，鋅回收率達(dá)到78.25%；隨著丁基黃藥用量的增大，鋅回收率提高幅度不大，因此鋅粗選作業(yè)段丁基黃藥用量確定為40 g/t。

2.2.4 松醇油用量實(shí)驗(yàn)

在石灰1000 g/t，硫酸銅200 g/t，丁基黃藥40 g/t的條件下，松醇油用量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖11。

圖11 松醇油用量對鋅粗精礦指標(biāo)的影響Fig.11 Effects of dosage of pineol oil on Zn concentration index

圖11表明，松醇油用量為16 g/t時，鋅回收率為78.04%；繼續(xù)增加松醇油用量，鋅回收率變化不大。因此確定鋅粗選作業(yè)松醇油的用量為16 g/t。

2.3 閉路實(shí)驗(yàn)

在上述條件實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行閉路實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5，實(shí)驗(yàn)流程見圖12。

表5 閉路實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table5 Result of closed-circuit test

圖12 閉路實(shí)驗(yàn)流程Fig.12 Flowsheet of closed-circuit test

由表5閉路實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，采用一粗三精一掃鉛優(yōu)先浮選—選鉛尾礦一粗三精二掃鋅浮選閉路流程，可獲得鉛品位58.37%、含鋅4.20%、鉛回收率77.86%的鉛精礦和鋅品位44.16%、含鉛1.48%、鋅回收率84.76%的鋅精礦。

3 結(jié) 論

（1）西藏某鉛鋅礦石鉛鋅品位分別為1.02%、1.34%，主要目的礦物為方鉛礦、閃鋅礦，鉛、鋅礦物氧化率分別為22.37%和9.52%，這給鉛、鋅礦物的浮選回收造成了一定影響。

（2）為盡可能地選別氧化礦物，在球磨中添加硫化鈉硫化氧化礦物，并在鉛粗選作業(yè)添加水玻璃減輕微細(xì)顆粒對浮選的影響。

（3）閉路實(shí)驗(yàn)在磨礦細(xì)度-0.074 mm 70%，石灰3500 g/t，硫化鈉500 g/t，水玻璃600 g/t，硫酸鋅1000 g/t，乙硫氮120 g/t，松醇油32 g/t的條件下，進(jìn)行一粗三精一掃的鉛優(yōu)先浮選，鉛浮選尾礦在石灰1000 g/t，硫酸銅200 g/t，丁黃40 g/t，松醇油16 g/t的條件下，進(jìn)行一粗三精二掃鋅浮選，最終可以得到鉛品位58.37%、含鋅4.20%、鉛回收率77.86%的鉛精礦和鋅品位44.16%、含鉛1.48%、鋅回收率84.76%的鋅精礦，實(shí)現(xiàn)了鉛鋅的綜合回收。