某低品位鋅硫鐵多金屬礦選礦工藝流程研究

李天霞，朱一民，周 菁

(1.中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410083;2.湖南有色金屬研究院，湖南長(zhǎng)沙 410100)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)礦產(chǎn)危機(jī)日益明顯。由于礦產(chǎn)資源越來(lái)越貧瘠，可利用的有效成分日漸減少，過(guò)去不被看好的低品位鉛鋅硫化礦，逐漸進(jìn)入人們的綜合回收研究范圍。某鋅硫礦原礦含S 2.63%，Zn 0.40%，TFe 16.45%，由于礦石性質(zhì)復(fù)雜難選，一直以來(lái)僅回收了礦石中的硫礦物，鋅礦物尚未回收。為了綜合回收鋅礦和鐵礦資源，提高資源綜合利用水平，對(duì)原礦進(jìn)行了詳細(xì)的選礦試驗(yàn)研究。

1 礦石性質(zhì)

原礦中主要的金屬礦物是磁鐵礦、黃鐵礦;少量的假象赤鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等;脈石礦物主要是石英、綠泥石、白云石等，其次為絹云母、鉀長(zhǎng)石、黑云母等;礦石中的鐵礦物主要是磁鐵礦，其次是赤鐵礦、褐鐵礦，嵌布粒度從0.01～0.2 mm不等。鋅以閃鋅礦為主，其它有部分菱鋅礦等，嵌布粒度相對(duì)較細(xì)，一般0.005～0.07 mm。原礦的主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，原礦中鋅的化學(xué)物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

表2 鋅的化學(xué)物相分析結(jié)果 %

2 選礦試驗(yàn)研究

根據(jù)工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，該礦石中可回收的礦物分別為S、Zn、Fe。硫、鋅礦物采用浮選法回收，鐵礦物采用磁選方法回收。鋅硫浮選進(jìn)行了抑硫浮鋅、抑鋅浮硫、硫鋅混浮三個(gè)不同流程方案對(duì)比試驗(yàn)，確定方案原則流程后，通過(guò)對(duì)磨礦細(xì)度、浮選藥劑等參數(shù)條件的反復(fù)調(diào)整驗(yàn)證，確定了最佳參數(shù)條件及適合處理該礦石最終的鋅硫浮選技術(shù)方案:抑鋅浮硫優(yōu)先浮選工藝流程?；厥砧F礦物進(jìn)行了浮選前和浮選后兩個(gè)方案的對(duì)比試驗(yàn)，最終確定適合該礦石的選礦技術(shù)方案:浮選－磁選。

2.1 鋅硫浮選原則流程的確定

對(duì)原礦樣主要擬定三種工藝流程進(jìn)行鋅硫浮選探索試驗(yàn)，其分別為:(1)抑硫浮鋅工藝流程;(2)抑鋅浮硫工藝流程;(3)硫鋅混合浮選工藝流程。對(duì)三種工藝流程探索試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比來(lái)確定適合于本原礦樣鋅硫浮選的原則流程。方案探索試驗(yàn)工藝流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

圖1 回收硫、鋅不同工藝對(duì)比試驗(yàn)流程

從表3的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，硫礦物表現(xiàn)出的可浮性比鋅礦物好，采用抑硫浮鋅工藝流程處理本礦樣時(shí)，鋅粗精礦中有大量的硫礦物一同上浮，鋅精礦回收率也低;采用抑鋅浮硫工藝流程，硫精礦品位大幅度提高，鋅在硫精礦中的損失率較低，但由于T－2對(duì)硫有一定的抑制作用，硫的回收率比硫鋅混合浮選低;采用鋅硫混合浮選鋅的回收率較低，而且硫鋅分離流程比較復(fù)雜?；谏鲜鲈虼_定采用抑鋅浮硫工藝流程。

2.2 不同磨礦細(xì)度浮選試驗(yàn)

采用抑鋅浮硫選礦工藝中的硫優(yōu)先浮選在3 L XFD型單槽浮選機(jī)中進(jìn)行不同磨礦細(xì)度浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)工藝流程如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

表3 回收硫、鋅不同工藝流程探索試驗(yàn)結(jié)果

圖2 不同磨礦細(xì)度浮選試驗(yàn)工藝流程

從圖3試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，硫的回收率提高，硫精礦中鋅含量逐步降低。當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到－74μm80%后，硫精礦中Zn、S品位明顯下降，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到－74μm85%后，再增加磨礦細(xì)度硫的回收率增加不明顯，其品位亦無(wú)明顯變化。綜合考慮，確定合適的磨礦細(xì)度為－74μm 85%。

圖3 不同磨礦細(xì)度浮選試驗(yàn)結(jié)果

2.3 硫浮選試驗(yàn)

2.3.1 硫浮選開(kāi)路試驗(yàn)

經(jīng)過(guò)藥劑條件試驗(yàn)。確定硫浮選粗選T－1用量200 g/t，ZnSO4用量750 g/t，T －2 用量250 g/t，丁黃藥用量100 g/t，進(jìn)行硫浮選開(kāi)路試驗(yàn)。硫浮選開(kāi)路試驗(yàn)工藝流程圖如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖4 硫浮選開(kāi)路試驗(yàn)工藝流程

表4 硫浮選開(kāi)路試驗(yàn)結(jié)果 %

2.3.2 硫浮選閉路試驗(yàn)

在開(kāi)路試驗(yàn)基礎(chǔ)之上，為進(jìn)一步提高硫精礦品位，增加硫精礦的產(chǎn)品等級(jí)，在閉路試驗(yàn)中增加硫精選次數(shù)的同時(shí)，在精選中還增加了抑制劑，加強(qiáng)對(duì)脈石礦物及鋅礦物的抑制。硫浮選閉路試驗(yàn)工藝流程如圖5所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5的結(jié)果可知，閉路試驗(yàn)可以獲得含 S 47.42%的硫精礦，回收率為92.36%。

2.4 鋅浮選閉路試驗(yàn)

以浮硫尾礦為給礦，進(jìn)行鋅浮選試驗(yàn)，鋅浮選采用比較成熟的傳統(tǒng)工藝及藥劑制度對(duì)其進(jìn)行選別。通過(guò)試驗(yàn)，確定選鋅的最佳條件為:用石灰作pH值調(diào)整劑，用量為2 000 g/t。CuSO4作活化劑，用量為300 g/t。用丁基黃藥作捕收劑，用量為60 g/t。起泡劑為松醇油，用量為30 g/t。

在閉路試驗(yàn)中將中礦順序返回進(jìn)行了多次試驗(yàn)均難以獲得高品位鋅精礦，因此只能將部分中礦作為尾礦丟棄，產(chǎn)出尾礦2。鋅浮選閉路試驗(yàn)工藝流程如圖6所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

圖5 硫浮選閉路試驗(yàn)工藝流程

表5 硫浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

表6 鋅浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

2.5 硫鋅鐵選礦全流程試驗(yàn)

在硫浮選閉路試驗(yàn)和鋅浮選閉路試驗(yàn)的條件下，進(jìn)行了硫－鋅浮選全流程閉路試驗(yàn)，并在流程試驗(yàn)中將鐵的綜合回收放在浮選前或放在浮選后進(jìn)行了對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，磁選放在浮選后可以獲得含S 46.51%的硫精礦，回收率為93.70%;含Zn 47.16%的鋅精礦，回收率為55.23%;含鐵66.54%的鐵精礦，回收率為28.18%。磁選放在浮選前可以獲得含S 49.53%的硫精礦，回收率為93.09%;含Zn 46.43%的鋅精礦，回收率為 51.80%;含鐵66.04%的鐵精礦，回收率為30.11%。而磁選放在浮選前和浮選后都能獲得良好的選礦指標(biāo)。磁選放在浮選前，磁選尾礦需要經(jīng)過(guò)濃縮，才能進(jìn)行浮選，因此增加了濃密池的建設(shè)成本，同時(shí)浮選濃度和給礦量不好控制。綜合經(jīng)濟(jì)和可操作性考慮，最終推薦浮硫－浮鋅－磁選的工藝流程方案，試驗(yàn)全流程如圖7所示。

圖6 鋅浮選閉路試驗(yàn)工藝流程

表7 全流程對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果 %

圖7 硫鋅浮選－鐵磁選全流程試驗(yàn)工藝流程

3 結(jié)論

1.該礦石中主要的有用礦物為黃鐵礦，磁鐵礦以及少量的閃鋅礦，主要回收的元素為 S、Fe、Zn。原礦硫品位 2.63%，鐵品位 16.45%，鋅品位0.40%，其中硫化鋅占83.78%，氧化鋅占10.81%，其他鋅占5.41%。

2.采用“T－1+ZnSO4+T－2”組合抑鋅優(yōu)先浮硫，浮硫尾礦浮鋅的浮選工藝流程回收硫和鋅，磁選綜合回收鐵礦物。磁選放在浮選后可以獲得含S 46.51%的硫精礦，回收率為93.70%;含Zn 47.16%的鋅精礦，回收率為55.23%;含鐵66.54%的鐵精礦，回收率為28.18%。磁選放在浮選前可以獲得含S 49.53%的硫精礦，回收率為 93.09%;含 Zn 46.43%的鋅精礦，回收率為51.80%;含鐵66.04%的鐵精礦，回收率為30.11%。兩種工藝流程均能獲得良好的選礦指標(biāo)。

3.磁選放在浮選前，需要增加濃縮過(guò)程，增加了濃密池的建設(shè)及運(yùn)行成本，同時(shí)浮選給礦濃度和礦量不好控制。因此綜合經(jīng)濟(jì)和可操作性考慮，最終推薦浮硫－浮鋅－磁選的工藝流程方案。

［1］ 王淀佐.礦物浮選和浮選劑［M］.長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社，1986.

［2］ 胡為柏.浮選［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1989.

［3］ 胡熙庚.浮選理論與工藝［M］.長(zhǎng)沙:中南工業(yè)大學(xué)出版社，1991.

［4］ 雷力，周興龍，文書(shū)明，等.我國(guó)鉛鋅礦資源特點(diǎn)及開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀［J］. 礦業(yè)快報(bào)，2007，(9):1－4.

［5］ 喻連香.低品位鉛鋅礦選礦工藝的研究［J］.廣州有色金屬學(xué)報(bào)，2003，(1):13 －17.