安徽某含碳鉛鋅礦選礦工藝試驗

吳磊 朱國慶 杜淑華 夏亮

（安徽省地質實驗研究所）

人類對礦物資源的消耗逐年增加，而易選礦物資源不斷開采利用，越來越多的復雜、貧細、大型多金屬礦床需要被開采利用［1］。鉛鋅是重要的有色金屬，隨著工業的發展，對鉛鋅的需求量也越來越大。含碳鉛鋅礦是鉛鋅選礦的難點，一是含碳礦石要回收的礦物種類多，各類礦物相互交錯；二是礦石中含碳高，可浮性各有差異，碳和有用礦物與脈石緊密連生；三是含碳鉛鋅多金屬礦石多嵌布粒度細，礦物共生關系密切，結構復雜，最終造成碳的可浮性較好，隨精礦產品上浮，影響精礦品位，同時碳吸附浮選藥劑，干擾選礦作業的穩定，最終造成選別指標不理想，特別是當鉛鋅品位較低時，鉛精礦品位和回收率一般難以達到生產要求。含碳鉛鋅礦的浮選主要解決碳質與鉛礦物、鉛礦物與鋅礦物之間的分離問題［2］。為此，針對安徽某含碳鉛鋅礦進行選礦試驗研究，以確定最佳的浮選工藝。

1 礦石性質

礦石中的金屬礦物主要為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦，少量的黃銅礦、黝銅礦、毒砂及微量的銀金礦、自然銀、白鐵礦、碲銀礦等，脈石主要為石英和方解石。礦石中含有一定量的碳質，碳質會大量吸附浮選藥劑，對提高浮選指標帶來一定的不利影響。原礦主要化學成分分析結果見表1，銅、鉛、鋅物相分析結果見表2～表4。

注：Au、Ag、Ge、Se含量單位為g/t。

由表1～表4 可知，礦石中的主要有用元素Pb、Zn、Ag，Au、S、Cu 達到了綜合利用標準；礦石中的鉛主要以方鉛礦形式存在，其次為白鉛礦，方鉛礦中鉛占有率達92.98%，白鉛礦中鉛占有率5.00%；礦石中鋅主要以硫化鋅形式存在，硫化鋅中鋅占有率達96.79%，礦石中銅主要以原生硫化銅形式存在，原生硫化銅中銅占有率達96.78%。

2 試驗結果與討論

2.1 試驗方案選擇

硫化鉛鋅礦也稱復雜多金屬硫化礦，鉛鋅多金屬硫化礦的浮選主要有優先浮選、混合—優先浮選、部分混合浮選和等可浮選。多金屬硫化礦礦石中的碳質含量對浮選指標有較大影響，處理含碳多金屬硫化礦的方法主要有預先脫碳、抑制碳、碳和有用礦物一起浮出再分離，預先脫碳是處理該類礦石最為常用的方法［3］。該礦石鉛礦物主要以方鉛礦存在，鋅礦物主要以硫化鋅為主，鉛鋅礦物嵌布粒度變化大，粗細不均勻，兩者在空間上緊密伴生，造成鉛鋅分離有一定困難。對復雜含碳鉛鋅礦礦石的浮選原則流程主要根據礦石性質制定，一是考慮碳的可浮性，二是考慮鉛鋅礦物的可浮性，三是考慮目的礦物和碳的可浮性差異［4］。

根據原礦性質，經探索試驗，選礦工藝流程選擇部分混合浮選流程，即先進行銅、鉛混合浮選，尾礦依次選鋅、硫。為考查碳質對浮選指標的影響，試驗對預先脫碳與不脫碳方案進行對比試驗。預先脫碳及不脫碳試驗方案流程及藥劑制度見圖1、圖2，試驗結果見表5、表6。

由表5、表6可知，預先脫碳方案有利于降低尾礦中的銅、鉛品位，不脫碳方案有利于提高銅鉛精礦鉛品位及提高銅鉛粗選對鋅的抑制效果，降低銅鉛精礦中的鋅含量；綜合考慮，選擇不脫碳方案。

2.2 條件試驗

2.2.1 磨礦細度試驗

礦石的磨礦細度是重要的選礦工藝參數，選擇合適的磨礦細度有利于提高指標、節約磨礦成本［5］。磨礦細度試驗流程及條件見圖3，試驗結果見表7。

由表7 可知，隨著磨礦細度的增加，當磨礦細度為-0.074 mm60%～80%時，銅鉛粗精礦中銅、鉛、鋅回收率變化較小；當磨礦細度達-0.074 mm90%時，受礦泥影響，銅鉛粗精礦中鉛回收率下降明顯；綜合考慮，選擇磨礦細度為-0.074 mm60%。

2.2.2 石灰用量試驗

提高鉛粗選的石灰用量有利于提高銅鉛精礦質量，但石灰對鉛具有一定的抑制作用，因此，選擇適合的石灰用量有助于提高選礦指標。石灰用量試驗流程見圖4，試驗結果見表8。

由表8 可知，隨著石灰用量的增加，鉛粗選回收率降低，硫粗選回收率降低，但變化幅度較小；當石灰用量達4 000 g/t時，鉛粗選回收率下降較為明顯；綜合考慮，選擇石灰用量2 000 g/t。

2.2.3 硫酸鋅+亞硫酸鈉用量試驗

提高銅鉛混合浮選時閃鋅礦的抑制效果有利于提高浮選指標，試驗選擇硫酸鋅+亞硫酸鈉組合抑制劑閃鋅礦，二者質量比1∶1。試驗流程見圖4，其他藥劑條件不變進行抑制劑用量試驗，結果見表9。

由表9可知，隨著硫酸鋅+亞硫酸鈉用量的增加，銅鉛粗精礦產率降低，鉛粗選回收率先增后降，但幅度均較小，鋅粗選上浮率降低；綜合考慮，選擇硫酸鋅+亞硫酸鈉用量3 000 g/t。

2.2.4 SN-9用量試驗

選擇適當的捕收劑用量有利于提高浮選指標。鉛粗選固定捕收劑為SN-9+BK404，BK404 用量20 g/t，進行SN-9 用量試驗，其他藥劑條件不變，試驗流程見圖4，結果見表10。

由表10 可知，隨著SN-9 用量的增加，銅鉛粗精礦產量、鉛粗選回收率、銀粗選回收率均增加；當SN-9 用量達60 g/t后繼續增大用量，回收率變化趨緩；綜合考慮，選擇SN-9用量60 g/t。

2.2.5 硫酸銅用量試驗

選擇適當的硫酸銅用量用于活化閃鋅礦，有利于提高鋅浮選指標。酸銅用量試驗流程及其他藥劑條件見圖5，試驗結果見表11。

由表11可知，隨著硫酸銅用量的增加，鋅粗精礦產率增加，鋅粗精礦品位降低，但指標變化較小；綜合考慮，選擇硫酸銅用量600 g/t。

2.2.6 Z-200用量試驗

Z-200 對被活化的閃鋅礦捕收能力強，選擇Z-200為捕收劑進行用量試驗，試驗流程見圖5，其他藥劑條件不變，試驗結果見表12。

由表12 可知，隨著Z-200 用量增加，鋅粗精礦產率增加，鋅粗精礦品位降低；當Z-200用量達40 g/t后繼續增加用量，指標變化小；綜合考慮，選擇Z-200用量40 g/t。

2.3 銅回收試驗

由方案選擇試驗可知，銅鉛混合浮選上浮的銅礦物在精選時難以富集到精礦中。試驗探索了粗精礦再磨流程（圖6）和中礦集中再磨流程（圖7），試驗結果見表13、表14。

由表13、表14 可知，該礦銅的回收利用較為困難，提高磨礦細度和使用捕收能力強的丁黃藥均難以有效改善銅浮選指標。根據礦石鏡下鑒定結果分析，銅的賦存礦物主要為黃銅礦，而黃銅礦多以微細粒狀與閃鋅礦呈固溶體分離結構，造成黃銅礦難以單體解離，從而影響銅的回收利用。該礦中伴生銅的綜合利用在技術上存在一定困難，開路、閉路試驗中不考慮對銅的回收，試驗方案變更為鉛鋅優先浮選。

2.4 閉路流程試驗

在條件試驗及開路試驗的基礎上進行閉路試驗。對部分浮選藥劑進行適當調整，減少中礦循環對浮選指標的影響。閉路試驗流程見圖8，試驗結果見表15。

由表15 可知，采用鉛鋅優先浮選可獲得鉛品位55.35%、回收率94.76%的鉛精礦，鋅品位55.46%、回收率91.98% 的鋅精礦，硫品位43.55%、回收率70.90%的硫精礦。

3 結論

（1）安徽某含碳銅鉛鋅礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦，少量的黃銅礦、黝銅礦、毒砂及微量的銀金礦、自然銀、白鐵礦、碲銀礦等；脈石主要為石英和方解石；礦石中含有一定量的碳質，屬難選礦。

（2）預先脫碳方案有利于降低尾礦中的銅、鉛品位；不脫碳方案有利于提高銅鉛精礦鉛品位及銅鉛粗選對鋅的抑制效果，降低銅鉛精礦中的鋅含量，最終選擇不脫碳方案。

（3）礦石中銅的賦存礦物主要為黃銅礦，而黃銅礦多以微細粒狀與閃鋅礦呈固溶體分離結構，造成黃銅礦難以單體解離，試驗通過提高磨礦細度和使用捕收能力強的丁黃藥均難以有效改善銅浮選指標，該礦中銅的綜合利用在技術上存在一定困難。

注：Au、Ag含量單位為g/t。

（4）試驗采用鉛鋅優先浮選流程，最終獲得了品位55.35%、回收率94.76%的鉛精礦，品位55.46%、回收率91.98%的鋅精礦，品位43.55%、回收率70.90%的硫精礦。