貴港市不同脈型含銀鉛鋅礦可浮性差異研究

傅勇，廖幸錦

(1.廣西壯族自治區第六地質隊，廣西 貴港 537100；2.廣西壯族自治區地質礦產測試研究中心，廣西 南寧 530000)

據統計廣西已探明且已開采的礦床發現，廣西區內鉛鋅平均品位3.7%左右，同時鋅品位高于鉛品位，單一的鉛礦床基本沒有[1]。2000至2018年，廣西壯族自治區第六地質隊對貴港-平南地區進行了地質詳查工作，發現了多處中小型鉛鋅礦床。盡管各礦山同處貴港市，但是各礦點的礦物組成存在一定的差異，成礦機理也存在一定的差異[2-3]。

由于鉛鋅礦在礦產資源中占有重要地位，相應的選礦技術研究也在不斷地深入和發展。一般來說鉛鋅礦物的嵌布粒度越細，分離指標越差，分離難度越大[4-5]。鉛鋅礦物在磨礦過程中機械活化，使得表面具有較高的活化能，對浮選藥劑敏感性增加，鉛鋅礦物的可浮性重疊，使鉛鋅礦分離難度增加[6-7]。同時，礦物的可浮性差異是由于礦物晶體物理化學性質的差異引起的，同一種礦物晶體物理化學性質出現差異的主要原因是實際礦物中存在著晶格缺陷[8-10]。晶格缺陷主要表現在元素空位、類質同象元素的摻雜，影響礦物半導體類型和價鍵離子性，對礦物晶體對浮選捕收劑和氧的吸附產生影響，進一步影響可浮性[11-12]。為了更好地研究礦物組成差別對方鉛礦可浮性的影響，本研究選取了貴港市三處脈石礦物成分差別較大的礦點進行了實驗研究。

1 礦樣及實驗方法

1.1 礦樣

實驗用含銀鉛鋅礦原料采自廣西貴港市不同勘探地區，礦石中礦物粒度大小見表1，礦石主要礦物組成見表2，礦樣主要化學成分分析結果見表3。

表1 礦石中主要礦物粒度大小Table 1 Size of the main minerals in the ores

表2 試樣的礦物組成/%Table 2 Physical phase compositions of the lead-zinc ores

表3 試樣主要化學成分分析/%Table 3 Chemical compositions of the lead-zinc ores

由表1可知，三個試樣均含有方鉛礦及閃鋅礦，1#樣主要脈石為石英、重晶石，2#樣主要脈石為白云石，3#樣主要脈石為石英、絹云母。

由表2可知，2#樣品中方鉛礦嵌布粒度較細，最細和最粗嵌布粒度分別為0.001 mm和0.8 mm， 同時該樣品中閃鋅礦嵌布粒度最細粒級也是三個樣品中粒級最細的，1#、3#樣品中，方鉛礦及閃鋅礦的最細嵌布粒度基本一致。

由表3可知，這3個礦樣中主要有用成分均為Pb、Zn，元素S含量不高；伴生元素Ag含量達到了綜合回收評價的要求，但2#樣中Ag含量最低；伴生元素Au除2#含量較低以外、其他兩個樣品達到了綜合回收評價的要求；伴生元素Cu含量未達到綜合回收評價的要求；有害雜質As含量較低。

按照通常的樣品制備方法加工至-2 mm供實驗用，小型實驗用XMQ型球磨機磨礦，在XFD型1.5 L單槽浮選機中進行粗、掃選，在1 L和0.5 L單槽浮選機中進行精選。實驗采用的試劑丁基黃藥、丁銨黑藥、乙硫氮、2#油屬于工業品級，石灰、硫酸銅、硅酸鈉、硫酸鋅、亞硫酸鈉等試劑屬于分析純產品，采用一次一因素實驗法進行浮選實驗研究。

2 結果與討論

硫化鉛鋅礦浮選通常的方法有優先浮選、等可浮選、混合分離浮選、電位調控浮選等方法，由于浮選理論研究的發展、浮選藥劑的創新和浮選工藝的改進，優先浮選工藝在目前的硫化鉛鋅工業應用中最為廣泛。主要由于優先浮選工藝流程簡單，工業生產操作簡單，選礦指標穩定，并且有利于金、銀等伴生元素的回收，因此本研究選擇優先浮選回收利用目的礦物。

浮選實驗流程見圖1，掃選藥劑用量為粗選藥劑用量的一半。

圖1 浮選條件實驗流程Fig .1 Flow chart of flotation test process

2.1 磨礦細度實驗

方鉛礦化學成分為PbS，莫氏硬度2.5，比重7.5，具有完全的立方體解理。閃鋅礦化學成分為ZnS，屬于等軸晶系的硫化礦物，莫氏硬度3.5～4.0，比重3.9～4.2。方鉛礦在磨礦過程中易過磨，因此要嚴格控制各個礦樣的磨礦細度。鉛粗選以石灰作調整劑將pH值調整為10，在硫酸鋅用量1000 g/t、乙硫氮40 g/t、2#油30g/t的條件下進行實驗，結果見圖2。

圖2 磨礦細度對鉛粗精礦指標的影響Fig .2 Effect of grinding fineness on the index of lead rough concentrate

由圖2可知：隨著磨礦細度的提高方鉛礦單體解離度獲得提升后，除1#樣品的Pb品位先上升后下降外，其他兩個樣品的Pb品位均有所下降。綜合考慮單個礦樣的回收率以及品位，1#礦樣的較佳磨礦細度為-74 μm 70%，2#礦樣的較佳磨礦細度為-74 μm75%，3#礦樣的較佳磨礦細度為-74 μm 70%。

2.2 鉛粗選實驗

以氧化鈣為pH值調整劑、硫酸鋅為閃鋅礦抑制劑、乙硫氮為方鉛礦捕收劑、2#油為起泡劑進行鉛粗選實驗。

2.2.1 鉛粗選礦漿pH值條件實驗

當采用石灰作為硫化鉛鋅礦浮選pH值調整劑時，石灰的用量以及pH值對硫化鉛礦的浮選指標影響較大[13-14]。由于石灰除了有調整礦漿pH值的作用外，還能抑制脈石礦物，同時還能聯合硫酸鋅抑制閃鋅礦。pH值條件實驗，在粗選硫酸鋅1500 g/t、乙硫氮40 g/t、2#油30 g/t的條件下進行，結果見圖 3。

圖3 pH值對鉛粗精礦指標的影響Fig .3 Effect of pH on the index of lead rough concentrate

由圖3可知，隨著pH值的升高鉛粗精礦中Pb回收率和品位都有所提高、Zn回收率及品位呈下降趨勢，1#礦樣在pH值10左右時，鉛粗精礦中Pb回收率達到最大值； 2#礦樣當pH值為11左右后，鉛粗精礦中Pb回收率不會隨著pH值升高有更大的變化；3#礦樣當pH值為11左右后，鉛粗精礦中Pb回收率隨著pH值升高有下降的趨勢。因此1#、2#、3#礦樣的較佳選鉛pH值分別為10、11、11。

2.2.2 鉛粗選抑制劑條件實驗

抑制劑的選擇對硫化鉛鋅礦的高效分離十分重要，常見的抑制劑有硫酸鋅、硫化鈉、焦亞硫酸鈉等，也可以將這幾種藥劑復配使用。實際生產中硫酸鋅是抑鋅的最常用和有效的藥劑，用氧化鈣將礦漿調整至各礦樣的較佳pH值，粗選在乙硫氮40 g/t、2#油30g/t的條件下進行抑制劑用量實驗，掃選捕收劑、起泡劑用量為粗選的1/2。結果見圖4。

由圖4可知：隨著抑制劑用量的增加鉛粗精礦中Pb回收率和品位會得到一定提高，Zn回收率及品位呈緩慢下降趨勢，1#、2#礦樣在抑制劑用量1500 g/t時可以獲得較佳的選鉛指標，3#礦樣在抑制劑用量2000 g/t時可以獲得較佳的選鉛指標。

2.2.3 鉛粗選捕收劑選擇實驗

捕收劑對于硫化鉛鋅礦的品位與回收率有很大影響。常見的硫化鉛鋅礦的捕收劑有乙基黃藥、乙硫氮、丁胺黑藥等，也有將這三類捕收劑聯合使用的情況。用石灰調節礦漿至各礦樣的較佳pH值，硫酸鋅用量按照1#、2#礦樣1500g/t、3#礦樣2000 g/t，粗選捕收劑用量40 g/t，2#油30 g/t，掃選時捕收劑和起泡劑用量為粗選的1/2進行實驗，結果見表4。

表4 捕收劑種類對鉛粗精礦指標的影響 /%Table 4 Effect of collector’s type on the index of lead rough concentrate

從表4可以看出，若采用單獨的捕收劑作為這三個礦樣的捕收劑，乙硫氮在浮選回收1#、2#礦樣時較另外兩種捕收劑可以獲得較佳的選礦指標，3#礦樣采用丁胺黑藥可以獲得較佳的選別指標。

2.2.4 鉛粗選捕收劑用量實驗

在石灰調節礦漿至各礦樣的較佳pH值、硫酸鋅用量按照1#、2#礦樣1500 g/t、3#礦樣2000 g/t，2#油30 g/t，掃選時捕收劑和起泡劑為粗選用量1/2的條件下進行了捕收劑用量實驗。結果見圖5。

圖5 捕收劑用量對鉛粗精礦指標的影響Fig .5 Effect of collectors dosage on the index of lead rough concentrate

由圖5可知，隨著捕收劑用量的增加鉛粗精礦中Pb回收率呈上升趨勢，Pb品位呈下降趨勢。捕收劑用量對鉛粗精礦中的Zn品位影響不大，但用量的增加Zn回收率可以獲得較好的提升。綜合考慮，1～3#礦樣的粗選捕收劑用量分別為40、40、60 g/t。

2.3 鋅粗選實驗

由于選鉛時加入了抑制硫化鋅的硫酸鋅，硫化鋅礦物受到抑制，因此選硫化鋅前需要加入活化劑將其活化。工業應用最廣且常見的硫化鋅活化劑為硫酸銅，本次實驗也將采用該藥劑作為選鋅活化劑。對各礦樣的1粗1掃選后的選鉛尾礦進行選鋅實驗，主要進行了活化劑用量及捕收劑用量條件實驗?；罨瘎┎捎昧蛩徙~，捕收劑采用丁基黃藥加丁銨黑藥（丁基黃藥：丁銨黑藥=2:1）。

2.3.1 鋅粗選活化劑用量實驗

閃鋅礦粗選之前不再進行pH值調整，粗選采用丁基黃藥+丁銨黑藥：(40+20) g/t為捕收劑用量、起泡劑為2#油30 g/t，進行活化劑用量實驗，結果見圖6。

圖6 硫酸銅用量對鋅粗精礦指標的影響Fig.6 Effect of copper sulfate dosage on the index of zinc rough concentrate

由圖6可以看出，3#礦樣的鋅粗精礦Zn品位受硫酸銅用量的改變影響較大，其他兩個礦樣Zn品位隨著硫酸用量的增加有一定的提升；三個礦樣的選鋅回收率都隨著活化劑用量的增加上升后再降低。綜上所述，1～3#礦樣的鋅粗選活化劑用量分別為150、100、100 g/t。

2.3.2 鋅粗選捕收劑用量實驗

在硫酸銅為各礦樣較佳用量條件下，進行捕收劑用量實驗，結果見圖7。

圖7 硫酸鋅用量對鉛粗精礦指標的影響Fig. 7 Effect of zinc sulfate dosage on the index of lead rough concentrate

圖7 捕收劑用量對鋅粗精礦指標的影響Fig.7 Effect of collectors dosage on the index of zinc rough concentrate

由圖7可以看出，各礦樣的鋅粗精礦中Zn品位受捕收劑用量的改變影響較大，Zn回收率隨著捕收劑用量的增加有所提升，綜合考慮選礦指標，1#～3#礦樣的鋅粗選捕收劑用量分別為：60、75、45 g/t。

2.4 閉路實驗

在條件實驗的基礎上，進行了實驗室小型閉路實驗。1～3#礦樣在進行鉛精選Ⅰ時均補加了抑制劑（硫酸鋅）500 g/t，鋅精選未補加藥劑，鉛、鋅掃選補加藥劑為粗選的1/2，中礦順序返回。根據各礦樣的原礦中Pb、Zn含量不同，鉛鋅精、掃選作業次數做了相應的調整。1#礦樣選鉛1粗1精1掃，選鋅1粗3精2掃；2#礦樣選鉛1粗2精1掃，選鋅1粗3精2掃；3#礦樣選鉛1粗2精1掃，選鋅1粗3精2掃。各礦樣實驗藥劑用量見表5，實驗結果見表6。

表6 閉選實驗結果/%Table 6 Results of closed-circuit test

由表6可知，各礦樣經過閉路實驗后，2#原礦樣中含Pb：0.55%、回收率Pb：86.85%為三個礦樣中最低；同時2#礦樣含Ag：4.72g/t為三個礦樣中最低，Ag在鉛、鋅精礦中基本沒有得到富集和回收。1#礦樣含Zn為三個礦樣中最低，獲得的鋅精礦Zn品位及回收率為三個樣品中最低。

3 結 語

（1）廣西貴港市三處鉛鋅礦石主要金屬礦物為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等，三處礦石礦樣中均含有元素Ag。1#平南礦樣主要脈石為石英、重晶石， 2#桂平礦樣主要脈石為白云石， 3#貴港礦樣主要脈石為石英、絹云母。以白云巖脈石為主的樣品中方鉛礦和閃鋅礦嵌布粒度最細，同時含Ag最低。

（2）各礦樣在較佳磨礦細度條件下，采用乙硫氮作為捕收劑在等量的情況下選鉛，石英—重晶石脈型礦樣所需的石灰用量達到3000 g/t時才能獲得較好的選鉛指標，其他兩種脈型石灰較佳用量則為2000g/t。選石英脈型時采用丁胺黑藥獲得指標較采用乙硫氮作為捕收劑要好。

（3）Pb含量由高至低依次為3#、1#、2#礦樣，Pb回收率從高到低依次為1#、3#、2#礦樣；Zn含量由高至低依次為3#、2#、1#礦樣，Zn回收率從高到低依次為2#、3#、1#礦樣；Ag含量由高至低依次為3#、1#、2#礦樣，Ag回收率從高到低依次為1#、3#、2#礦樣，伴生元素含量以及回收率與礦樣中含Pb順序一致。

（4）2#礦樣中的白云石含量高達93%，達到礦產資源的綜合利用的含量要求，下一步工作考慮進行2#礦樣的白云巖綜合回收研究。