康家灣鉛鋅金銀礦選礦工藝優(yōu)化研究及實(shí)踐

何從行，歐也斐

(湖南水口山有色金屬集團(tuán)有限責(zé)任公司，湖南衡陽(yáng) 421513)

康家灣鉛鋅金銀礦選礦工藝優(yōu)化研究及實(shí)踐

何從行，歐也斐

(湖南水口山有色金屬集團(tuán)有限責(zé)任公司，湖南衡陽(yáng) 421513)

康家灣鉛鋅金銀礦屬原生硫化礦，近年來(lái)，結(jié)合康家灣礦礦物學(xué)特性，通過(guò)試驗(yàn)研究，對(duì)碎礦、磨礦、浮選工藝、藥劑制度進(jìn)行了不斷改進(jìn)和優(yōu)化，同時(shí)采用生物制劑協(xié)同氧化深度處理廢水，實(shí)現(xiàn)部分廢水返回利用，在提高選礦技術(shù)指標(biāo)，降低生產(chǎn)成本，改善作業(yè)環(huán)境和保護(hù)生態(tài)方面，取得了良好效果。

鉛鋅礦;多破少磨;捕收劑;鋅硫混選;無(wú)石灰工藝;優(yōu)先浮選;生物制劑;水循環(huán)利用

康家灣鉛鋅金銀礦選礦生產(chǎn)規(guī)模為40萬(wàn)t/年，原生產(chǎn)工藝流程為破碎三段一閉路，磨浮工藝一段磨礦，優(yōu)先選鉛，鋅硫混選再鋅硫分離，產(chǎn)品為鉛精礦、鋅精礦和硫精礦，少量金富集在鉛精礦中，大部分金富集在硫精礦中，銀主要富集在鉛精礦中。近年來(lái)，結(jié)合康家灣礦石礦物學(xué)特性，通過(guò)試驗(yàn)研究，對(duì)選礦工藝流程進(jìn)行了不斷優(yōu)化，對(duì)碎礦、磨礦、浮選工藝、藥劑制度和廢水處理工藝進(jìn)行了完善，提高了選礦技術(shù)指標(biāo)，降低了生產(chǎn)成本，改善了作業(yè)環(huán)境，減少了新水用量，取得了良好效果。

1 礦石性質(zhì)

康家灣礦區(qū)礦石屬鉛鋅原生硫化礦礦石，礦石的氧化程度較低，礦石中金屬礦物較常見(jiàn)的是方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦，次為毒砂和黃銅礦;金銀礦物含量甚微，包括銀金礦、銀黝銅礦和脆銀礦;脈石礦物以石英居多。礦石中方鉛礦主要以浸染狀的形式產(chǎn)出，根據(jù)粒度差異可將其分為中細(xì)粒和微細(xì)粒兩種類型，微細(xì)粒方鉛礦的嵌布特征是不僅粒度較為細(xì)小、形態(tài)變化極大，而且與閃鋅礦、黃鐵礦和毒砂等交生礦物之間的接觸界線常表現(xiàn)出不平直的鋸齒狀或港灣狀，特別是與黃鐵礦的嵌連關(guān)系最為密切，主要粒度變化范圍0.02～0.2mm不等，部分甚至在0.01mm以下，閃鋅礦分為中細(xì)粒和微細(xì)粒兩種類型，細(xì)粒閃鋅礦的特點(diǎn)是形態(tài)極不規(guī)則、分散程度較高，主要呈稀疏星散浸染狀散布在脈石中，一般0.02～0.3mm不等，少數(shù)甚至在0.01mm左右，金大部分以顯微或次顯微金的形式存在，礦石中有77.62%的金分布在黃鐵礦和毒砂中，0.01mm以下占70.17%，銀的主要載體礦物是方鉛礦。據(jù)此認(rèn)為磨礦過(guò)程中盡可能使粒度相對(duì)細(xì)小的微細(xì)粒方鉛礦和閃鋅礦得到較充分的解離是決定能否獲得高品位精礦和較高回收率的關(guān)鍵。

2 碎磨工藝研究與優(yōu)化

根據(jù)原礦礦物學(xué)特性，原礦鉛鋅金銀礦物結(jié)晶粒度粗細(xì)不均，康家灣礦硬度較大，礦石硬度f(wàn)=4～24，需要在較高磨礦細(xì)度條件下才能實(shí)現(xiàn)鉛鋅礦物充分解離［1］，從而提高鉛鋅金銀回收率。在破碎方面，加強(qiáng)破碎作業(yè)，將中碎破碎機(jī)進(jìn)行升級(jí)換代，提高中碎能力，同時(shí)將破碎產(chǎn)品粒度由16mm逐步降低到了12mm，充分遵循多破少磨的節(jié)能原則，為進(jìn)一步提高磨礦細(xì)度奠定基礎(chǔ)。在磨礦方面，根據(jù)試驗(yàn)分析(見(jiàn)圖1)，確定磨礦細(xì)度為-0.074mm占75%(原磨礦細(xì)度為60%～65%)，采用二段磨礦，第一段磨礦細(xì)度-0.074mm占60%，磨礦溢流產(chǎn)品經(jīng)旋流器分級(jí)，溢流直接進(jìn)浮選，沉沙進(jìn)第二段球磨，第二段磨礦細(xì)度-0.074mm占75%，提高鉛鋅金銀回收率，同時(shí)第二段球磨機(jī)采用磁性襯板，磁性襯板具有許多優(yōu)點(diǎn)［2］，襯板壽命延長(zhǎng)8倍以上，球耗降低10%，降低了生產(chǎn)成本。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)指標(biāo)

3 浮選工藝流程研究與優(yōu)化

3.1 選鉛25#黑藥替代試驗(yàn)研究及應(yīng)用

康家灣鉛鋅金銀礦選礦的選鉛作業(yè)多年來(lái)一直使用25#黑藥。由于25#黑藥具有強(qiáng)烈刺激性氣味，對(duì)皮膚有很強(qiáng)的腐蝕作用，不溶于水，遇水變成白色渾濁，并冒泡放出硫化氫氣體［3］，25#黑藥對(duì)操作環(huán)境的污染很大，不利于現(xiàn)場(chǎng)操作工人的身體健康。多年以來(lái)，選礦工作者們一直在努力開(kāi)展取代25#黑藥的研究工作。HQ77捕收劑有輕微氣味，易溶于水，用水稀釋后氣味大幅降低，用“HQ77+HQD82 (抑制劑)”替代“25#黑藥+石灰+硫酸鋅”，不僅可明顯改善作業(yè)環(huán)境，利于廢水處理，同時(shí)有利于提高鉛精礦中的金和銀回收率。表1為閉路試驗(yàn)數(shù)據(jù)，圖2為25#黑藥+石灰+硫酸鋅生產(chǎn)指標(biāo)和HQ77 +HQD82藥劑工業(yè)試驗(yàn)指標(biāo)及投產(chǎn)生產(chǎn)指標(biāo)。

表1 “HQ77+HQD82”與“25#黑藥+石灰+硫酸鋅”藥劑組合閉路流程對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖2 選鉛25#黑藥替代工業(yè)試驗(yàn)及生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比

3.2 鋅硫混選工藝改進(jìn)措施

2016年4月底，為提高硫精礦中金硫回收率，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)鋅硫混選進(jìn)行適度改進(jìn)，將原混選一粗二精三掃改為一粗一精四掃，增加掃選時(shí)間，通過(guò)兩個(gè)月的運(yùn)行，硫精礦中的金硫回收率得到了較大提高。表2為工藝改進(jìn)后兩個(gè)月的生產(chǎn)指標(biāo)。

3.3 鋅硫分選無(wú)石灰工藝試驗(yàn)研究

康家灣鉛鋅金銀礦選礦鋅硫分選目前采用鋅硫混選，再加石灰抑硫浮鋅進(jìn)行鋅硫分離，該工藝的缺點(diǎn)是配制石灰乳勞動(dòng)強(qiáng)度大;添加石灰乳的管道特別容易堵塞;尾礦水的pH值高達(dá)12以上，嚴(yán)重超出外排水質(zhì)pH6～9的范圍標(biāo)準(zhǔn)要求，在廢水處理站需要向尾水中加入硫酸來(lái)進(jìn)行中和，調(diào)節(jié)尾水pH值至6～9成為讓現(xiàn)場(chǎng)操作工和管理人員頭痛的問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，選礦工作者對(duì)康家灣鉛鋅硫化礦開(kāi)展了試驗(yàn)研究，研發(fā)出來(lái)不添加石灰的鋅硫分選新工藝，該工藝不僅克服了使用石灰的缺點(diǎn)，同時(shí)有利于提高硫精礦中硫金的回收率。該工藝方法為采用優(yōu)先選鋅，再選硫［4］，鋅硫分離采用HQ66 +HQD52新型捕收劑與抑制劑。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。與表2改造后硫精礦比較，金硫回收率分別提高14.79%、7.13%。

表2 鋅硫混選工藝改進(jìn)后生產(chǎn)指標(biāo) %

表3 鋅硫分選無(wú)石灰工藝試驗(yàn)指標(biāo) %

4 選礦廢水處理及尾礦水循環(huán)利用

選礦廢水中含有Pb、Zn、Cu、As、Cd等多種有害重金屬離子和殘余選礦藥劑、少量機(jī)械油、懸浮物等。選礦廢水處理系統(tǒng)包括舊系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱A系統(tǒng))和新系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱B系統(tǒng))兩部分，A系統(tǒng)于1989年竣工，處理工藝采用10%的聚合硫酸鐵絮凝沉降重金屬，B系統(tǒng)于2014年12月完成工程建設(shè)并試運(yùn)行，設(shè)計(jì)廢水處理能力為5500m3/d。B系統(tǒng)采用生物制劑協(xié)同氧化深度處理工藝，在氧化反應(yīng)池內(nèi)加入氧化劑與生物制劑，氧化反應(yīng)完成后進(jìn)入水解反應(yīng)池，加入液堿調(diào)節(jié)體系pH值進(jìn)行水解反應(yīng)，然后在絮凝反應(yīng)池中加入少量絮凝劑進(jìn)行絮凝反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)各污染物的深度脫除，反應(yīng)后廢水進(jìn)入二段沉淀池，通過(guò)反滲透膜作用實(shí)現(xiàn)固液分離，分離后的上清液投加濃硫酸調(diào)整體系pH值，直接外排。表4為選礦廢水處理后排放水質(zhì)指標(biāo)。

與此同時(shí)將部分(30%～35%)鉛、鋅精礦溢流水回用于精礦和尾礦輸送、壓濾工序，大大減少新水用量，節(jié)約水資源，推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

表4 選礦廢水處理后排放水質(zhì)指標(biāo) mg/L

5 效果

(1)經(jīng)上述一系列工藝流程和藥劑制度優(yōu)化后，選礦生產(chǎn)指標(biāo)得到不同程度的提高。由一段磨礦改為二段磨礦提高磨礦細(xì)度到75%，從圖1看出可有效提高金銀鋅回收率;從圖2指標(biāo)對(duì)比看，采用“HQ77+HQD82”替代“25#黑藥+石灰+硫酸鋅”，金銀回收率分別提高5.57%和2.99%，年創(chuàng)效益1673萬(wàn)元;從表2看，鋅硫混選工藝改進(jìn)后硫精礦中金硫回收率分別提高5.3%和5.45%，年創(chuàng)效益2100萬(wàn)元;采用鋅硫分選無(wú)石灰工藝試驗(yàn)，硫精礦中金硫回收率分別提高14.79%、7.13%。

(2)采用多破少磨和磁性襯板，降低了球磨機(jī)能耗和配件消耗;鋅硫分選無(wú)石灰工藝試驗(yàn)研究表明，該工藝可降低藥劑單耗1.5～2元/t礦;部分選礦廢水循環(huán)返回復(fù)用，減少了新水用量，節(jié)約了水資源。

(3)HQ77替代25#黑藥后，大大改善了選礦作業(yè)環(huán)境，降低了對(duì)職工健康的危害，同時(shí)也有利于廢水處理;磁性襯板的運(yùn)用，減少了球磨機(jī)噪聲;生物制劑協(xié)同氧化深度處理廢水工藝實(shí)現(xiàn)了廢水達(dá)標(biāo)排放，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

6 結(jié)論

選礦指標(biāo)的提高和生產(chǎn)成本的降低要結(jié)合礦石性質(zhì)，有針對(duì)性的采取優(yōu)化措施，探索新藥劑和新工藝的運(yùn)用，同時(shí)要加大環(huán)保投入，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，康家灣鉛鋅金銀礦近年來(lái)采取的一系列工藝流程和藥劑制度優(yōu)化措施，取得了良好效果，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

［1］余勝利，王毓華，張英等.某難選低品位金礦的選礦試驗(yàn)研究［J］.有色金屬(選礦部分)，2013，(2):17-21.

［2］周魯生，段其福.球磨機(jī)金屬磁性襯板應(yīng)用實(shí)踐綜述［J］.金屬礦山，2004，(10):99-102.

［3］見(jiàn)百熙.浮選藥劑［M］.北京:地質(zhì)出版社，1981.

［4］岳巖.內(nèi)蒙古某鉛鋅銀礦多金屬礦選礦工藝研究［J］.有色金屬(選礦部分)，2013，(2):9-12.

［5］GB25466—2010，鉛鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2010.

日本大阪鈦推出專用于增材制造的氣霧化鈦粉TILOP64

全球領(lǐng)先的鈦金屬制造商大阪鈦(Osaka Titanium)正在將其鈦金屬粉末制品的應(yīng)用范圍擴(kuò)大至增材制造。該公司的TILOP級(jí)氣體霧化球形鈦粉已經(jīng)可以用于增材制造系統(tǒng)。

總部設(shè)在日本尼崎的大阪鈦公司自1952年以來(lái)一直從事鈦及鈦制品的商業(yè)化生產(chǎn)。此次為了進(jìn)入3D打印領(lǐng)域，該公司專門推出了增材制造版本的TILOP級(jí)氣體霧化球形鈦粉TILOP64，即Ti-6Al-4V增材制造粉末。

大阪鈦的這種TILOP鈦粉是用感應(yīng)熔煉氣體霧化工藝(IAP)生產(chǎn)出來(lái)的，這是一種不需要坩堝熔化的氣霧化方法。這種方法產(chǎn)生的雜質(zhì)少。該公司具有150 t的年熔化能力，是世界上產(chǎn)能最高的公司之一。由于其球體的形狀和純度相對(duì)較高，TILOP已被認(rèn)為比較適合用于增材制造。目前在世界上已經(jīng)有多家企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)對(duì)該材料進(jìn)行測(cè)試。

TILOP粉末顆粒的精細(xì)結(jié)構(gòu)和球面形狀是通過(guò)快速淬火凝固工藝獲得的，由于不采用坩堝，可以避免污染。這種鈦粉的出現(xiàn)甚至具有一定的歷史意義——正是由于大阪鈦開(kāi)發(fā)出了這種結(jié)構(gòu)精細(xì)、含氧的材料，鈦金屬注塑成型和噴涂才成為在商業(yè)上可行的技術(shù)。

TILOP64專門針對(duì)增材制造進(jìn)行了優(yōu)化。每個(gè)TILOP64顆粒會(huì)在快速淬火凝固過(guò)程中形成“alpha相+ beta相”的合金結(jié)構(gòu)。而且由于粉末的每個(gè)顆粒都是一種合金，與其它方法相比，TILOP64顆粒具有更大的一致性。此外，該粉末的顆粒中不僅含有鋁和釩，還滿足了ASTM對(duì)于5級(jí)鈦合金化學(xué)成分規(guī)格的規(guī)定。

Research and application of beneficiation process optimization in Kangjiawan lead-zinc-gold-silvermine

HE Cong-hang，OU Ye-fei

The Kangjiawan lead-zinc-silver-goldmine is primary sulfide ore.In recent years，Kangjiawanmine has conducted continuous improvement and optimization of the crushing，grinding，flotation process and reagent system through experimental study in combination with oremineralogy characteristics.Meanwhile，the wastewater has been treated by the biological agents collaborative co-oxidation process so that part of the wastewater can be recycled.Good results have been achieved in improving processing indicators，reducing production cost，improving the working environment and protecting the ecological environment.

lead-zincmine;more broken and less grinding;collector;zinc and sulfur bulk concentration;limefree process;selective floatation;biological agents;water recycling

TD923

B

1672-6103(2016)06-0016-04

何從行(1963—)，湖南岳陽(yáng)人，男，研究員級(jí)高級(jí)工程師，主要從事多金屬礦選冶研究工作。

2016-10-13