內(nèi)蒙某鉛鋅礦選礦工藝試驗(yàn)研究

李艷軍，周 政，王紹興，李運(yùn)恒

(東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110004)

內(nèi)蒙某鉛鋅礦選礦工藝試驗(yàn)研究

李艷軍，周 政，王紹興，李運(yùn)恒

(東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110004)

內(nèi)蒙某鉛鋅礦主要含鉛礦物方鉛礦大部分與閃鋅礦嵌布關(guān)系密切，單體解離難度大，屬于難選礦石。針對(duì)其礦石性質(zhì)，采用抑鋅浮鉛，得到合格的鉛精礦和鋅粗精礦，鋅粗精礦進(jìn)行再磨再選的工藝流程。經(jīng)過(guò)條件試驗(yàn)，確定最佳磨礦細(xì)度為-0.074mm占80%。閉路試驗(yàn)1粗1掃，4精優(yōu)先浮鉛，1粗2掃4精再浮選鋅，最終可獲得鉛品位54.09%，回收率90.38%，鋅品位9.1%的鉛精礦，鋅品位47.15%，回收率84.23%，鉛品位1.35%的鋅精礦。

鉛鋅礦；鉛鋅分離；優(yōu)先浮選；再磨再選

我國(guó)的鉛鋅礦產(chǎn)資源豐富，鉛鋅礦作為重要的有色金屬礦產(chǎn)資源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要作用，廣泛用于電氣、機(jī)械、軍事、冶金、化工、輕工業(yè)和醫(yī)藥業(yè)等領(lǐng)域[1]。鉛鋅礦石一般都要經(jīng)過(guò)選礦富集成精礦才能冶煉鉛、鋅金屬產(chǎn)品。通過(guò)對(duì)該礦區(qū)礦樣進(jìn)行工藝礦物學(xué)研究，采用合理的工藝流程，可獲得較高品位和回收率的鉛精礦和鋅精礦，達(dá)到鉛鋅分離的目的。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石的主要化學(xué)成分

化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 原礦多元素分析結(jié)果

注：*Au、Ag的含量單位為 g/t。

表1表明原礦樣中Pb品位為1.15%，Zn品位為1.65%，以上兩種成分為主要回收對(duì)象。其中，銀品位為17.8g/t具備回收利用價(jià)值，在鉛鋅浮選過(guò)程中應(yīng)考慮銀的綜合回收利用。

1.2 原礦石礦物組成及含量

通過(guò)對(duì)礦石光和薄片的光學(xué)顯微鏡鑒定查明：礦石中鋅、鉛、硫和銅元素均以獨(dú)立礦物存在，鋅的獨(dú)立礦物為閃鋅礦，其含量為2.43%；鉛的獨(dú)立礦物為方鉛礦，其含量1.28%；銅的獨(dú)立礦物主要為黃銅礦，其含量為0.09%；硫的獨(dú)立礦物為磁黃鐵礦和黃鐵礦，其含量分別為0.55%和0.13%。非金屬礦物主要有碳酸鹽礦物、石英、綠泥石、普通角閃石、硅線(xiàn)石和少量的藍(lán)線(xiàn)石、榍石和鋯石等。

1.3 主要礦物的嵌布特征

1)閃鋅礦。閃鋅礦是礦石中主要回收礦物之一，多以他形粒狀及集合體產(chǎn)出，粒度以粗粒浸染為主，不均勻分布，常呈塊狀和團(tuán)塊狀。部分閃鋅礦中分布一些細(xì)粒、微粒的磁黃鐵礦、黃銅礦，這些細(xì)小的包裹體粒度一般為幾微米到十幾微米，且與閃鋅礦呈連晶共生關(guān)系，幾乎無(wú)法從閃鋅礦中解離出來(lái)。磁黃鐵礦與閃鋅礦呈連晶共生關(guān)系，相互嵌布，接觸線(xiàn)較曲折。閃鋅礦與方鉛礦的嵌布關(guān)系十分緊密，二者呈連晶共生關(guān)系，常見(jiàn)閃鋅礦中包裹他形粒狀的方鉛礦，包裹體粒度不均勻，在方鉛礦中也見(jiàn)有細(xì)粒狀的閃鋅礦包裹體，在閃鋅礦的邊緣被與之相接的方鉛礦交代呈鋸齒狀、港灣狀。閃鋅礦的邊部常分布粒狀的黃鐵礦，并沿接觸面交代黃鐵礦。另外礦石局部的閃鋅礦中分布有一些粒狀針狀的脈石礦物顆粒。

2)方鉛礦。礦石中方鉛礦以他形粒狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出，粒度較細(xì)小。方鉛礦與閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃銅礦和毒砂等金屬礦物均有十分密切的嵌布關(guān)系，首先方鉛礦與閃鋅礦共生產(chǎn)出，多以細(xì)粒狀分布在閃鋅礦中，有的與閃鋅礦呈連晶共生關(guān)系，有的沿閃鋅礦裂隙充填，且沿接觸面對(duì)閃鋅礦進(jìn)行交代呈半島狀、港灣狀，接觸線(xiàn)一般較曲折，也有少量細(xì)粒的閃鋅礦包裹在方鉛礦中，方鉛礦與閃鋅礦呈相互包裹關(guān)系。其次少部分方鉛礦分布在脈石中，在脈石中呈他形粒狀浸染分布。方鉛礦與磁黃鐵礦和黃銅礦常呈連晶共生關(guān)系，一起以細(xì)小粒狀包裹在閃鋅礦中，有少量方鉛礦被磁黃鐵礦包裹，有的方鉛礦中包裹細(xì)微粒的磁黃鐵礦和黃銅礦。另外方鉛礦中見(jiàn)有少量細(xì)粒的毒砂包裹體。

方鉛礦在0.074mm以上粒級(jí)中的分布率為87.30%，可見(jiàn)方鉛礦的浸染粒度以粗粒嵌布為主。閃鋅礦在0.074mm以上粒級(jí)中的分布率為35.90%，在0.037mm以下粒級(jí)中分布率為12.30%，可見(jiàn)閃鋅礦的浸染粒度以細(xì)粒嵌布為主，粗細(xì)不均勻。

2 選礦方案的確定

試驗(yàn)礦石為典型硫化鉛鋅礦石，由鉛鋅礦物的嵌布特征，在選礦過(guò)程中必須采取適合該礦石的磨礦細(xì)度，使鉛鋅礦物較充分的單體解離才能得到合格的選礦產(chǎn)品。優(yōu)先浮選的優(yōu)點(diǎn)是塊石磨碎后，適當(dāng)?shù)募尤胍种苿┖突罨瘎?，按有用礦物可浮性的難易程度，依次地進(jìn)行一種礦物一種礦物的浮選[2]。因此，確定采用優(yōu)先浮鉛再浮鋅的流程進(jìn)行試驗(yàn)。

3 選礦試驗(yàn)

3.1 鉛優(yōu)先浮選條件試驗(yàn)研究

3.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦的最佳粒度，既能使有用礦物最大限度地解離，又使礦泥的干擾降到最低[3]。鉛鋅礦物充分單體解離是鉛鋅分離和提高鉛鋅品位的基本條件[4]。磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程及條件見(jiàn)圖1(磨礦細(xì)度為變量)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2、圖3。

圖1 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)流程

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

圖3 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

由圖2和圖3可見(jiàn)，隨著磨礦細(xì)度從-0.074mm占55%提高到90%，粗精礦鉛回收率逐漸上升后維持在高位，鉛、鋅品位逐漸下降后維持在低位，鉛精礦中銀品位和銀回收率均較高，故原礦中所伴生的銀可與鉛精礦一起回收，以提高鉛精礦的附加值。綜合考慮，試驗(yàn)選取磨礦細(xì)度為-0.074mm占80%。3.1.2 鉛粗選鋅抑制劑用量試驗(yàn)

用單一的硫酸鋅和亞硫酸鈉抑制閃鋅礦效果都不理想，所以浮選鉛時(shí)采用硫酸鋅和亞硫酸鈉共同抑制閃鋅礦的浮選。硫酸鋅和亞硫酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

1.硫酸鋅1.0kg/t亞硫酸鈉0.5kg/t； 2.硫酸鋅2.0kg/t 亞硫酸鈉0.5kg/t；3.硫酸鋅2.5kg/t亞硫酸鈉1.0kg/t； 4.硫酸鋅3.0kg/t亞硫酸鈉1.5kg/t 圖4 Zn抑制劑用量試驗(yàn)結(jié)果

從圖4可見(jiàn)：隨著硫酸鋅和亞硫酸鈉用量的增加，鉛精礦中鋅品位先上升后下降，鋅回收率緩慢下降，鉛回收率波動(dòng)較小。綜合考慮，確定硫酸鋅2.0kg/t、亞硫酸鈉500g/t混合使用。

3.1.3 鉛粗選捕收劑用量試驗(yàn)

要提高鉛分選指標(biāo)，鉛捕收劑是關(guān)鍵[5]。本實(shí)驗(yàn)采用適應(yīng)性較廣，比較傳統(tǒng)的丁基黃藥作為鉛捕收劑。鉛捕收劑用量試驗(yàn)固定磨礦細(xì)度為-0.074mm占80%，硫酸鋅2.0kg/t、亞硫酸鈉500g/t混合使用。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖5可見(jiàn)：捕收劑用量由30g/t升至60g/t時(shí)鉛粗精礦鉛品位先上升后維持在高位，回收率先上升后緩慢下降。綜合考慮，確定捕收劑用量為50g/t。

3.2 鋅浮選條件試驗(yàn)研究

3.2.1 鋅浮選活化劑用量試驗(yàn)

在浮選鋅時(shí)，有效活化被抑制的鋅是關(guān)鍵，本試驗(yàn)采用硫酸銅來(lái)活化閃鋅礦。用硫酸銅來(lái)活化閃鋅礦，礦漿pH值有很大影響，pH為6時(shí)，閃鋅礦對(duì)Cu2+離子吸附能力最強(qiáng)；在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性的礦漿中，吸附量有所下降；但在pH在11時(shí)，又出現(xiàn)一個(gè)吸附峰值[2]。試驗(yàn)在礦漿pH為10.5下進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 鋅浮選活化劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖6可見(jiàn)，隨著硫酸銅用量的增加，鋅粗精礦鋅品位和回收率先上升后下降，用量太少活化效果不理想，用量過(guò)多礦漿中Cu2+較多時(shí)，往往會(huì)給浮選分離帶來(lái)很大困難。綜合考慮，確定硫酸銅用量140g/t。

3.2.2 鋅浮選丁基黃藥用量試驗(yàn)

鋅浮選丁基黃藥用量試驗(yàn)固定硫酸銅用量140g/t。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。

由圖7可見(jiàn)，隨著丁基黃藥用量的增加，鋅粗精礦鋅的品位和回收率先上升而后下降。綜合考慮，確定鋅捕收劑用量60g/t 。

3.2.3 鋅粗精礦再磨細(xì)度條件試驗(yàn)

在原礦磨礦細(xì)度-0.074mm占80%的條件下，鋅粗選的鋅粗精礦品位在20%以下，精選后鋅精礦品位僅30%左右，由此可見(jiàn)，鋅礦物還可能以連身體的形式存在。因此，必須進(jìn)行再磨，使鋅礦物單體解離出來(lái)。由于粗選尾礦產(chǎn)率在80%以上，所以采用鋅粗精礦再磨而非鉛尾礦再磨，這樣減少了二段磨礦量。在進(jìn)行鋅粗精礦再磨再選試驗(yàn)研究之前，首先考察并分析了鋅粗精礦的再磨細(xì)度曲線(xiàn)。磨礦粒度曲線(xiàn)見(jiàn)圖8。

圖7 鋅浮選丁基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

圖8 磨礦粒度曲線(xiàn)

圖8所示試驗(yàn)結(jié)果表明隨著磨礦時(shí)間的延長(zhǎng)，鋅粗選精礦的細(xì)度(篩下粒級(jí)的含量)逐漸提高，當(dāng)磨礦時(shí)間延長(zhǎng)至10min時(shí)，-0.038mm的含量達(dá)到99%，此時(shí)-0.020mm的含量達(dá)85%，繼續(xù)延長(zhǎng)磨礦時(shí)間-0.020mm含量呈線(xiàn)性增加。根據(jù)磨礦粒度曲線(xiàn)，制備了不同磨礦細(xì)度的再磨產(chǎn)品后續(xù)試驗(yàn)使用。針對(duì)不同磨礦細(xì)度產(chǎn)品進(jìn)行再磨細(xì)度條件試驗(yàn)研究，以確定適宜的再磨細(xì)度，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖9。

圖9 鋅粗精礦再磨細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果

圖9試驗(yàn)結(jié)果表明隨著再磨細(xì)度的增加，鋅精

礦中鋅回收率逐漸降低，這是由于隨著磨礦細(xì)度的增加，磨礦產(chǎn)品中細(xì)粒級(jí)含量增加，而當(dāng)顆粒粒度減小到一定程度后，細(xì)顆粒在浮選過(guò)程中與氣泡碰撞并粘附在氣泡上概率顯著降低，故導(dǎo)致磨礦細(xì)度增加后鋅精礦中鋅回收率降低，尤其當(dāng)磨礦細(xì)度提高到-0.038mm含量占99%、即-0.020mm含量占85%以后，鋅精礦中鋅回收率急劇下降。隨著磨礦細(xì)度由-0.038mm含量占75%增加至-0.038mm占99%，鋅精礦品位增加到最大值49.4%，而后隨著磨礦細(xì)度的增加鋅精礦品位下降，這是由于隨著顆粒粒度減少，顆粒與氣泡粘附的選擇性降低，進(jìn)而導(dǎo)致精礦品位下降。隨著在-0.038mm含量的增加鋅精礦中的鋅品味迅速上升后緩慢下降，回收率下降后維持在低位。綜合考慮，鋅精礦再磨的磨礦細(xì)度定為-0.020mm含量占85%。

3.3 鉛鋅浮選閉路試驗(yàn)研究

根據(jù)單因素條件試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行了閉路試驗(yàn)。試驗(yàn)流程圖見(jiàn)圖10，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 閉路試驗(yàn)結(jié)果/%

*Ag單位g/t。

4 結(jié)語(yǔ)

1)內(nèi)蒙某鉛鋅礦為硫化鉛鋅礦石主要金屬礦物為黃鐵礦，其次為黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦。主要脈石礦物為石英、長(zhǎng)石，次之為絹云母和方解石。閃鋅礦與方鉛礦的嵌布關(guān)系十分緊密，二者呈連晶共生關(guān)系，常見(jiàn)閃鋅礦中包裹他形粒狀的方鉛礦，包裹體粒度不均勻，在方鉛礦中也見(jiàn)有細(xì)粒狀的閃鋅礦包裹體，在閃鋅礦的邊緣被與之相接的方鉛礦交代呈鋸齒狀、港灣狀，單體解離難度大，屬于難選礦石。

2)采用優(yōu)先浮選，鋅粗精礦再磨再選的工藝流程處理該礦石。最終可獲得鉛品位為54.09%，鉛回收率為90.38%和銀品位638.88g/t、銀回收率76.23%，含鋅9.1%的鉛精礦，鋅品位為47.15%，鋅回收率為84.23%和銀品位111.72g/t、銀回收率19.78%，含鉛1.35%的鋅精礦，鉛鋅獲得了良好的分離。

圖10 閉路試驗(yàn)流程

[1] 朱賓，陸智.廣西某鉛鋅礦優(yōu)先浮選實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)礦業(yè)，2013，22(3)：80-82.

[2] 戴晶平，劉偵德.鉛鋅選礦技術(shù)[M]．長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2010.

[3] 印萬(wàn)忠.黃金浮選工藝的最新進(jìn)展[J].黃金學(xué)報(bào)，2001(3):187-190.

[4] 付和生，李劍銘.四川某鉛鋅礦選礦試驗(yàn)研究[J]．有色金屬：選礦部分，2008(5)：14-16.

[5] 劉守信，余江鴻，周濤，等.甘肅小廠(chǎng)壩鉛鋅礦石選礦試驗(yàn)[J]．金屬礦山，2013(5)：95-98.

Beneficiation tests on a lead-zinc mineral in Inner Mongolia

LI Yan-jun，ZHOU Zheng，WANG Shao-xing，LI Yun-heng

(College of Resources and Civil Engineering，Northeastern University，Shenyang 110004，China)

Galena，the main lead-containing mineral of lead-zinc mineral in Inner Mongolia，is closely disseminated associated with sphalerite，which is difficult to liberate，it belongs to the refractory lead-zinc ore．In accordance with the properties of the lead-zinc mineral，adopting the inhibiting of zinc lead flotation to obtain qualified lead concentrate and zinc rough concentrate and then regrind and reclean the zinc rough concentrate.Beneficiation tests were carried out to get the optimum conditions-whose grinding fineness of -0.074mm is 80%.The closed-circuit test adopted the preferential lead flotation process with one roughing-two scavengings-four cleanings，and zinc floatation with one roughing-two scavengings-four cleanings，getting the lead concentrate with the grade 54.09% ，recovery 90.38% and Zn content 9.1%，as well as zinc concentrate with the grade 47.15% ，the recovery rate 84.23% and Pb content of 1.35% respectively．

lead-zinc ore；the separation of lead and zinc；preferential flotation；regrinding and recleaning

2014-04-12

李艷軍(1972-)，男，內(nèi)蒙古赤峰人，副教授，博士，主要研究方向?yàn)閭鹘y(tǒng)鐵礦選礦、難選鐵礦選礦。

TD952

A

1004-4051(2015)02-0126-05