高濃度快速浮選技術在鉛鋅硫化礦浮選中的研究與應用

張 志，張飛超，茍敏剛，楊宏波

（陜西鉛硐山礦業有限公司，陜西 鳳縣 721707）

鉛硐山鉛鋅礦隸屬于西北有色地質礦業集團有限公司，選礦廠1996年10月建成投產，設計日處理量800 t，主要產品為鉛鋅精礦。經過技術改造，選礦廠日處理量達到1 200 t，產能提高后現有選礦工藝流程略顯不足，生產指標受到了影響。在不增加浮選機投資和改變現有選礦工藝的基礎上，探索尋求提高原礦處理量與選礦回收率的有效途徑，經過大量技術研究，同時借鑒同行業高濃度浮選成功案例，提出了高濃度快速浮選技術方案并成功應用于工業生產，提高了鉛鋅金屬回收率，降低了選礦成本，取得了顯著的經濟效益。

1 原礦石性質

鉛硐山鉛鋅礦屬于沉積改造型層控礦床，礦石類型為多金屬硫化礦。主要金屬礦物為閃鋅礦、方鉛礦、菱鋅礦、白鉛礦、褐鐵礦、黃鐵礦等，少量含銀硫化礦主要以類質同相及微細銀礦物存在于方鉛礦中；非金屬礦物有方解石、白云石、石英、碳質等。礦石構造主要為條帶狀、微層狀、團塊狀、網脈狀、扁豆狀、斑點狀等。結構有他形粒狀、自形與半自形等，鉛鋅礦物屬微粒-微細粒不規則嵌布類型。原礦化學多元素分析結果見表1、原礦化學物相分析結果見表2。

表1 原礦化學多元素分析結果 %

表2 原礦鉛、鋅化學物相分析結果 %

2 生產工藝現狀

選礦廠磨浮采用一段閉路磨礦（-0.074 mm占72%左右），電位調控快速浮選工藝，全回水選礦，磨礦溢流濃度37%、pH＞12.5。浮選藥劑主要有：石灰（介質調整劑）、乙硫氮（方鉛礦捕收劑）、黃藥（閃鋅礦捕收劑）、硫酸銅（閃鋅礦活化劑）、浮選劑Z-1（抑制劑）。鉛浮選經“一粗-兩掃-五精”工藝流程，產出鉛精礦品位72.05%、回收率87.03%，鋅浮選經“一粗-三掃-四精”工藝流程，產出鋅精礦品位56.77%、回收率94.34%。

3 礦漿濃度對浮選過程的影響

礦漿濃度是影響浮選過程的重要因素之一，其通過影響空氣在礦漿中的分散度、礦漿在浮選機中的停留時間、藥劑的體積濃度及氣泡與顆粒的碰撞粘附過程等，對浮選回收率、精礦品位、藥劑成本、生產能力等產生較大影響［1-2］。

礦漿較濃時，浮選進行較快，且較完全。適當增加濃度對浮選有利，處理每噸物料所消耗的水、電也較少。浮選時最適宜的礦漿濃度與礦石性質、作業條件和要求有關，一般原則是：浮選高密度粗顆粒物料時采用高濃度，反之采用低濃度；粗選時采用高濃度可保證獲得高回收率和節省藥劑，精選用低濃度，有利于提高最終疏水產物的質量。

提高浮選濃度主要具有以下幾方面優勢［3-5］：（1）可以降低選礦生產用水量，增加液相中藥劑體積濃度，同時增強藥劑與礦物間的作用效果，從而降低藥劑消耗；（2）延長礦漿在浮選機內停留時間，提高設備處理能力，減少流程中設備運行臺數及裝機容量；（3）強化目的礦物浮選速度，特別是粗顆粒礦物上浮速度，提高選礦回收率；（4）增大氣泡與目的礦物碰撞概率，強化粘附，有利于浮選的礦化過程。

4 高濃度浮選試驗研究

試驗礦漿pH值12.5、磨礦細度-0.074 mm占72%、乙硫氮用量為40 g/t的條件下，將磨礦溢流礦漿濃縮后進行鉛浮選，選鉛尾礦不再進行濃縮自然選鋅，考察不同的給礦濃度對鉛指標的影響，其試驗流程如圖1所示，試驗結果見表3。

圖1 礦漿濃度條件試驗流程

表3 礦漿濃度對鉛浮選指標的影響試驗結果%

由表3可見，對磨礦溢流礦漿濃縮后，鉛回收率明顯提高，且隨浮選濃度的升高，鉛金屬回收率逐漸提高，當浮選濃度由37%提高到45%時，鉛精礦回收率由86.05%升高到91.04%，同時鉛精礦品位由72.92%升高到77.93%。浮選濃度高于45%后，鉛精礦品位下降、含雜變高，綜合考慮鉛回收率、精礦品位及含雜情況，選擇鉛浮選作業濃度45%最為合適。

5 工業試驗和生產應用

2023年3月選礦廠根據試驗結果，并結合生產情況與現場條件進行了設備選型，4月完成了濃縮設備的購置、安裝與現場改造，5月～6月進行現場工業試驗，工藝流程如圖2所示，7月開始生產指標趨于穩定并進入生產應用階段。改造后技術指標、藥劑用量分別表4、表5。

圖2 高濃度浮選工藝生產流程

表4 高濃度浮選前后技術指標對比 %

表5 高濃度浮選前后主要選礦藥劑用量對比g/t

從表4、表5生產數據可以看出：

1.采用高濃度浮選工藝后，鉛精礦品位提高了1.45%，鉛、鋅金屬回收率分別提高了1.75%和1.61%，伴生銀回收率提高了8.60%，鉛鋅銀選礦指標均有明顯提高；主要藥劑石灰、乙硫氮、黃藥、硫酸銅、浮選劑Z-1用量明顯降低，節省了選礦成本。

2.同樣工藝流程和藥劑制度條件下，原礦處理量不變，與改造前相比，高濃度浮選后尾礦含鉛、鋅品位分別下降了0.01%和0.02%；改造后，相同原礦品位下，鉛、鋅金屬回收率均得到了上升。說明高濃度礦漿浮選，進一步加快了鉛鋅礦物浮選速率，也提高了浮選機處理能力。

改造后，生產現場浮選變化比較明顯，主要表現有：泡沫層增加、泡沫量豐富、泡沫強度增強，泡沫礦化程度變好，作為鉛鋅礦物載體的浮選泡沫這些變化，極大地增加了鉛鋅礦物與泡沫碰撞機會、粘附概率，有利于提高回收率。

6 經濟效益

經濟效益評估主要從鉛精礦品位、回收率、藥劑成本等三個方面進行分析。高濃度快速浮選技術應用后，鉛精礦品位提高每年可增加收入約10.20萬元，每年可多回收鉛、鋅、銀金屬量分別67.83 t、274.82 t、290 kg，藥劑成本降低1.36元/t，年創造經濟效益約511.80萬元。

7 結論

1.立足現有工藝流程和藥劑制度，通過提高入選礦漿濃度，解決了原礦處理量增大與生產指標的矛盾問題，提高了處理量與技術指標。

2.高濃度浮選后效果顯著，鉛鋅金屬回收率分別提高了1.75%和1.61%，伴生銀回收率提高了8.60%，主要藥劑用量明顯降低，實現了提質降本，創造經濟效益約511.80萬元/a。

3.提高浮選濃度，降低了選礦生產用水量和廢水產生量，環境與社會效益顯著。