西北某低鉛高鋅多金屬硫化礦浮選實驗

郭海寧，郭艷華，包璽琳，柏亞林

（西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900）

鉛鋅作為重要的有色金屬原料，具有良好的耐磨性和抗腐蝕性[1]。由于汽車市場的快速擴張和蓄電池更新周期的縮短，中國鉛消費將保持強勁增長。同時，隨著國內鍍鋅板產能的擴張和基礎設施建設需求的不斷擴大，中國對鋅精礦及鋅產品的需求量也將越來越大[2-3]。因此，在當前形勢下，加快我國鉛鋅礦資源勘探和開發，對于促進我國鉛鋅礦產業發展具有戰略意義。

西北某低鉛高鋅礦，礦石儲量較大，主金屬鉛、鋅品位較高，資源優勢明顯。但在現場實際生產中，由于部分鋅的可浮性較好，造成鉛鋅互含較高，鉛精礦中含鋅超標等問題。為更好地利用該礦產資源，提高企業的經濟效益。本文以該礦石作為研究對象，針對該礦石的性質特點，通過對工藝流程的優化，以及研發新型的鋅抑制劑，從而降低鉛精礦中含鋅量，提高鉛鋅回收率。

1 礦石性質

1.1 化學分析

原礦化學多元素分析結果見表1，鉛、鋅物相分析結果見表2、3。

表1 原礦化學多元素分析結果/%Table 1 Chemical analysis results of multi-elements of the run-of-mine ore

表2 鉛物相分析結果Table 2 Analysis results of lead phase

表3 鋅物相分析結果Table 3 Analysis results of zinc phase

從表1中可以看出，礦石中可回收的主要有價元素為鉛、鋅，存在鉛低鋅高現象，銀品位為18.60 g/t，具有一定的回收價值，金含量相對較低。脈石組分主要為碳酸鹽和硅酸鹽類礦物。

由表2、3可知，鉛、鋅主要以硫化礦形式存在，鉛礦物存在局部氧化現象，主要呈白鉛礦形式存在。

1.2 礦石的結構、構造

礦石的結構主要有自形—半自形晶粒狀結構，交代殘余結構，內部環帶結構等，以塊狀構造，浸染狀構造，條帶狀構造和脈狀構造為主。

礦石中金屬礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、白鉛礦等，脈石礦物主要有方解石、石英、長石、絹云母、綠泥石等。

2 結果與討論

在原礦性質研究的基礎上，根據礦石的性質特點及現場生產情況，分別進行了新藥劑種類、磨礦細度、碳酸鈉用量、鋅抑制劑用量、鉛粗選捕收劑用量、鋅粗選捕收劑用量等條件實驗[4-5]。

2.1 新藥劑實驗

針對該礦石中鉛低鋅高，鉛存在一定程度的氧化的特點。根據探索實驗結果發現，鋅的可浮性較好，導致鉛精礦中含鋅較高。因此，對不同種類的鋅抑制劑進行了詳細的實驗研究。工藝流程及藥劑制度見圖1，結果見表4。

圖1 新藥劑實驗工藝流程及藥劑制度Fig.1 Process and reagent system of new reagent experiment

表4結果表明，采用常規鋅抑制劑，鉛精礦中鋅含量偏高，造成鉛精礦中鋅超標，且鋅進入鉛循環系統，降低了鋅回收率。當采用T122時，鉛精礦品位得到較好的提升，含鋅也有較大幅度的降低。T122是一種復合無機抑制劑，在堿性條件下，T122可與閃鋅礦作用生成膠體Zn(OH)2和Zn4(CO3)(OH)6.H2O，同時增加閃鋅礦的親水性，使閃鋅礦被強烈抑制，從而減少鉛鋅互含，降低鉛精礦中含鋅量。

表4 新藥劑實驗研究結果Table 4 Results of new reagent test

2.2 條件實驗

2.2.1 磨礦細度實驗

有用礦物單體解離是礦物浮選的一個前提條件，但磨礦細度過細又會造成浮選現象惡化，導致浮選指標變差[6-7]。因此，確定適宜的磨礦細度十分必要。磨礦細度實驗工藝流程及藥劑制度見圖2，實驗結果見圖3。

圖2 磨礦細度實驗工藝流程及藥劑制度Fig.2 Process and reagent system of grinding fineness test

由圖3可知，在一定的磨礦細度范圍內，隨著磨礦細度的增加，鉛回收率逐漸增加，且鉛粗精礦中含鋅逐漸降低。但當磨礦細度-0.074 mm 大于75%時，鉛品位下降幅度較大，鉛回收率增加幅度較小。磨礦細度為 -0.074 mm 75%時，鉛粗精礦品位及回收率較佳，且含鋅較低。因此，確定最終磨礦細度為 -0.074 mm 75%。

圖3 磨礦細度實驗結果Fig.3 Test results of grinding fineness

2.2.2 鉛粗選碳酸鈉用量實驗

適宜的礦漿條件有助于提高鉛礦物的可浮性及藥劑與礦物的作用效果，實驗選用碳酸鈉作為礦漿pH值調整劑。當磨礦細度為 -0.074 mm 75%，T122用量為2500 g/t，乙硫氮用量為140 g/t，酯209用量為40 g/t時，對碳酸鈉用量進行探索實驗，實驗結果見圖4。

從圖4中可以看出，碳酸鈉用量對浮選指標影響較大，碳酸鈉用量較低，鉛粗精礦中鉛品位較高，但回收率較低。隨著碳酸鈉用量的增加，鉛回收率逐漸上升。當碳酸鈉用量為1000 g/t時，鉛品位開始變化不大，鉛回收率有較大的提高，繼續增加碳酸鈉用量，鉛品位下降，同時鉛粗精礦中含鋅增加，說明大量的碳酸鈉對鉛浮選不利。因此，適宜的碳酸鈉用量為1000 g/t。

圖4 碳酸鈉用量實驗結果Fig.4 Test results of sodium carbonate dosage

2.2.3 鉛粗選T122用量實驗

在磨礦細度-0.074 mm 75%，碳酸鈉為1000 g/t，乙硫氮為140 g/t，酯209為40 g/t的條件下，進行T122用量實驗，實驗結果見圖5。從圖5中可以看出，隨著T122用量的增加，鉛粗精礦中鉛回收率變化不大，鉛品位逐漸增加。鉛粗精礦中鋅品位下降幅度較大。因此，適宜的T122用量為2500 g/t。

圖5 T122用量實驗結果Fig.5 Test results of T122 dosage

2.2.4 鉛粗選乙硫氮+酯209用量實驗

當磨礦細度為-0.074mm 75%，碳酸鈉為1000 g/t，T122為2500 g/t時，進行乙硫氮+酯209用量實驗，實驗結果見圖6。

由圖6可以看出，在一定范圍內，隨著乙硫氮+酯209用量的增加，鉛回收率增加幅度較大，品位變化不大。適宜的乙硫氮+酯209用量為180 g/t。

圖6 乙硫氮+酯209用量實驗結果Fig.6 Test results of ethyl thio carbamate + ester 209 dosage

2.2.5 鋅粗選丁基黃藥用量實驗

以選鉛尾礦作為給礦進行選鋅實驗，當石灰用量4000 g/t，硫酸銅用量400 g/t，2#油用量為20 g/t時，進行鋅粗選丁基黃藥用量實驗，實驗結果見圖7。

由圖7可知，隨著丁基黃藥用量的增加，鋅品位逐漸降低，回收率逐漸增加，當丁基黃藥用量超過80 g/t時，鋅品位下降幅度較大，回收率趨于不變。當丁基黃藥用量為80 g/t，鋅精礦品位及回收率指標較優。

圖7 丁基黃藥用量實驗結果Fig.7 Test results of butyl xanthate dosage

2.3 閉路實驗研究

在條件實驗的基礎上，采用鉛一次粗選，兩次精選，一次掃選，鋅一次粗選，兩次精選，一次掃選，中礦依次返回的閉路實驗流程，閉路實驗工藝流程見圖8，實驗結果見表5。

表5 閉路實驗結果Table 5 Results of closed-circuit test

圖8 閉路實驗工藝流程及藥劑制度Fig.8 Process and reagent system of closed-circuit test

由表5中實驗結果可以看出，經過閉路實驗，最終可獲得鉛品位62.22%，回收率為92.42%，含鋅5.79%的鉛精礦。鋅精礦中鋅品位57.07%，回收率92.45%。同時，伴生元素得到了較好的富集、回收，鉛精礦中銀品位390.90 g/t，銀回收率76.50%，得到了較好的選別指標。

3 結 論

（1）該礦石鉛品位2.56%，鋅品位9.17%，伴生銀品位18.60 g/t，鉛、鋅主要以硫化礦形式存在，鉛礦物存在局部氧化現象，主要呈白鉛礦形式存在。金屬礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、白鉛礦等，脈石礦物主要有方解石、石英、長石、絹云母、綠泥石等。

（2）根據現場生產情況及實驗室探索實驗發現，部分鋅的可浮性較好，造成鉛鋅互含較高，鉛精礦中含鋅超標等問題。對不同鋅抑制劑進行實驗研究，最終發現采用T122時，鉛精礦品位得到較好的提升，含鋅也有較大幅度的降低。T122是一種復合無機抑制劑，在堿性條件下，T122可與閃鋅礦作用生成膠體Zn(OH)2和Zn4(CO3)(OH)6·H2O，同時增加閃鋅礦的親水性，使閃鋅礦被強烈抑制，從而減少鉛鋅互含，降低鉛精礦中含鋅量。

（3）對影響指標的磨礦細度、鉛粗選碳酸鈉用量、T122用量、乙硫氮+酯209用量以及鋅粗選丁基黃藥用量進行了探究，確定較佳條件：磨礦細度為-0.074 mm 75%，碳酸鈉用量為1000 g/t，T122用量為2500 g/t，乙硫氮+酯209用量為180 g/t，鋅粗選丁基黃藥用量為80 g/t。

（4）通過閉路流程實驗，獲得最終指標為鉛精礦中鉛品位62.22%，回收率為92.42%，含鋅5.79%的鉛精礦。鋅精礦中鋅品位57.07%，回收率92.45%。伴生元素得到了較好的富集、回收，鉛精礦中銀品位390.90 g/t，銀回收率76.50%，得到了較好的選別指標。