新疆某難選硫化鉛鋅礦浮選試驗

李增華 林俊領

(1.新疆地礦局第一地質大隊；2.新疆寶地礦業(yè)股份有限公司)

鉛、鋅是重要的有色金屬原材料，主要從硫化礦中提煉獲得。我國鉛鋅礦產資源分布廣泛，儲量較豐富，但大型礦床少，且呈貧礦多、富礦少和共伴生資源多、單一礦種少、嵌布粒度普遍偏細的特點[1-3]。隨著嵌布粒度粗的易選鉛鋅礦資源日益減少，細粒鉛鋅礦分選技術越來越受人們的重視[2-6]，因此難選硫化鉛鋅礦資源的高效開發(fā)利用顯得尤為重要[7-8]。

新疆某硫化鉛鋅礦主要有價金屬礦物以黃鐵礦和閃鋅礦為主，其次為磁黃鐵礦和方鉛礦，非金屬礦物主要為碳酸鹽礦物、石英，其次為普通輝石。鉛、鋅均主要以硫化礦物的形式存在，氧化程度較低。該礦石選礦難度較大，原因:一是礦石中方鉛礦和閃鋅礦浸染粒度比較細，需要細磨才能實現充分單體解離，但細磨會給后續(xù)浮選帶來不利影響；二是金屬礦物間相互包裹、嵌布緊密，不利于礦物單體解離，對選礦指標影響較大。為實現礦石中有價金屬礦物的高效回收，采用高效環(huán)保浮選藥劑和合理的工藝流程對該難選硫化鉛鋅礦進行浮選試驗。

1 礦石性質

新疆某硫化鉛鋅礦屬嵌布關系復雜的碳酸鹽型鉛鋅硫化礦石，化學多元素分析結果見表1，鉛、鋅物相分析結果分別見表2、表3，主要礦物組成見表4。

由表1可知，礦石可利用的有價成分為鉛、鋅，品位分別為1.14%、3.26%，可供綜合回收利用的貴金屬為金、銀，有害雜質含量甚微，不會對產品質量造成影響；主要造巖成分為SiO2、CaO和MgO。

表1 礦石化學多元素分析結果 %

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

表2 礦石鉛物相分析結果 %

表3礦石鋅物相分析結果%

表4礦石礦物組成%

由表2、表3可以看出，鉛、鋅均主要以硫化礦物的形式存在，分布率分別為85.09%、91.72%，賦存于其他礦物中的鉛、鋅分別占14.91%、8.28%，礦石氧化率較低。

由表4可知，礦石金屬礦物除方鉛礦和閃鋅礦外，還有黃鐵礦和磁黃鐵礦，黃銅礦含量較少；非金屬礦物主要為碳酸鹽礦物和石英，其中碳酸鹽礦物含量高達54.38%，會對后續(xù)的選礦分選帶來不利影響；其他非金屬礦物有普通輝石和云母，因含量較少，對后續(xù)分選影響較小。

2 試驗結果與討論

現階段國內外鉛鋅礦選礦工藝以浮選法為主，原則流程主要有優(yōu)先浮選、混合浮選、部分混合浮選和等可浮工藝等。根據礦石性質和前期探索試驗，選擇鉛優(yōu)先浮選流程進行選礦試驗。

2.1 鉛浮選試驗

鉛浮選試驗主要考察磨礦細度、調整劑碳酸鈉、鋅礦物組合抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉和捕收劑乙硫氮對浮選效果的影響，試驗流程見圖1。

圖1 鉛浮選試驗流程

2.1.1 磨礦細度試驗

礦石中閃鋅礦嵌布粒度較粗，且粗細不均，方鉛礦嵌布粒度較為均勻。有用礦物充分單體解離是獲得良好選別結果的先決條件，適宜的入選粒度有助于提高選別指標。為保證閃鋅礦、方鉛礦充分單體解離，避免過磨和減少泥化現象，在不使用調整劑、硫酸鋅+亞硫酸鈉用量2.0 +1.5 kg/t，乙硫氮用量100 g/t的條件下，進行鉛浮選磨礦細度試驗，結果見圖2。

圖2 鉛浮選磨礦細度試驗結果●—鉛粗精礦品位;■—鉛粗精礦回收率

由圖2可知，隨著磨礦細度的增大，鉛粗精礦鉛品位逐漸降低，回收率隨之提高；而當磨礦細度-0.074 mm 80%時，再增大磨礦細度，鉛粗精礦回收率升高幅度不大。綜合考慮，確定適宜的磨礦細度為-0.074 mm 80%。

2.1.2 碳酸鈉用量試驗

在磨礦細度-0.074 mm 80%，硫酸鋅+亞硫酸鈉用量2.0+ 1.5 kg/t，乙硫氮用量100 g/t的條件下，進行碳酸鈉用量試驗，結果見圖3

圖3 碳酸鈉用量試驗結果●—鉛粗精礦品位;■—鉛粗精礦回收率

由圖3可見，隨著碳酸鈉用量的增加，鉛粗精礦品位變化不大，回收率呈先快后慢的趨勢增加，拐點出現在碳酸鈉用量1.0 kg/t，因此選擇調整劑碳酸鈉用量為1.0 kg/t。

2.1.3 抑制劑用量試驗

在磨礦細度-0.074 mm 80%、碳酸鈉用量1.0 kg/t、乙硫氮用量100 g/t的條件下，考察硫酸鋅、硫酸鈉及其組合等對鉛浮選的影響，試驗結果見表5。

由表5可見，硫酸鋅和亞硫酸鈉都對閃鋅礦有明顯的抑制作用，單獨使用硫酸鋅對鋅的抑制效果相對較好，硫酸鋅與亞硫酸鈉組合使用對閃鋅礦的抑制效果更佳。隨著硫酸鋅+亞硫酸鈉用量的增加，鉛粗精礦鋅的回收率逐漸降低；當硫酸鋅用量達到2.0 kg/t時，再增大用量，鉛粗精礦鋅回收率變化不大。在硫酸鋅+亞硫酸鈉用量2.0+0.75 kg/t時，鉛粗精礦指標較為理想，因此確定采用組合抑制劑作為鉛浮選的鋅抑制劑，最佳用量為2.0+0.75 kg/t。

2.1.4 捕收劑用量試驗

在磨礦細度-0.074 mm 80%、碳酸鈉用量1.0 kg/t、組合抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉用量2.0+0.75 kg/t的條件下，考察乙硫氮對鉛浮選的影響，結果見圖4。

由圖4可見，隨著乙硫氮用量的增加，鉛粗精礦回收率逐漸升高，鉛品位不斷下降。在乙硫氮用量達到150 g/t時，再增加用量，鉛粗精礦回收率增加幅度很小，因此選擇乙硫氮最佳用量為150 g/t。

表5 鉛浮選抑制劑用量試驗結果

圖4 鉛浮選乙硫氮用量試驗結果●—鉛粗精礦品位;■—鉛粗精礦回收率

2.2 鋅浮選試驗

以鉛粗精礦為給礦，在起泡劑2#油用量30 g/t的條件下按1次粗選流程進行鋅浮選試驗，考察抑制劑石灰、活化劑硫酸銅、捕收劑丁基黃藥對鋅浮選指標的影響。

2.2.1 抑制劑用量試驗

目前石灰被廣泛用作黃鐵礦的抑制劑，因此在硫酸銅用量300 g/t、丁基黃藥用量100 g/t的條件下進行石灰用量試驗，結果見圖5。

由圖5可知，隨著石灰用量的增加，鋅粗精礦回收率先下降后趨于平緩，品位先上升后變化不大，因此石灰最佳用量為2.0 kg/t，此時可獲得較好的鋅粗精礦回收率和品位指標。

2.2.2 活化劑用量試驗

硫酸銅具有活化鋅礦物的作用。在石灰用量2.0 kg/t、丁基黃藥用量100 g/t的條件下進行硫酸銅用量試驗，結果見圖6。

圖5 石灰用量試驗結果●—鋅粗精礦品位;■—鋅粗精礦回收率

圖6 硫酸銅用量試驗結果●—鋅粗精礦品位;■—鋅粗精礦回收率

由圖6可以看出，隨著硫酸銅用量的增加，鋅粗精礦品位和回收率也增加；當硫酸銅用量超過400 g/t后，鋅品位及回收率均變化很小。綜合考慮，確定鋅浮選硫酸銅用量為400 g/t。

2.2.3 捕收劑用量試驗

在石灰用量2.0 kg/t、硫酸銅用量400 g/t的條件下進行丁基黃藥用量試驗，結果見圖7。

圖7 丁基黃藥用量試驗結果●—鋅粗精礦品位;■—鋅粗精礦回收率

圖7表明，隨著丁基黃藥用量的增加，鋅粗精礦品位隨之下降，回收率則先快速上升后略微升高。因此，確定鋅浮選丁基黃藥適宜的用量為150 g/t。

2.3 閉路試驗

在優(yōu)先浮選鉛再選鋅條件試驗的基礎上，進行閉路浮選試驗，流程見圖8，結果見表6。

圖8 閉路浮選試驗流程表6 閉路浮選試驗結果%

由表6可知，采用1粗4精2掃鉛優(yōu)先浮選—選鉛尾礦1粗3精2掃鋅浮選閉路流程選別，可獲得鉛品位51.42%、含鋅5.24%、鉛回收率84.67%的鉛精礦和鋅品位52.82%、含鉛0.96%、鋅回收率89.29%的鋅精礦。

3 結 論

新疆某難選鉛鋅礦石鉛、鋅品位分別為1.14%、3.26%，鉛、鋅均主要以硫化礦的形式存在，主要目的礦物為方鉛礦和閃鋅礦。在磨礦細度-0.074 mm 80%、調整劑碳酸鈉用量1.0 kg/t、組合抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉用量2.0+0.75 kg/t、捕收劑乙硫氮用量100 g/t的條件下進行1粗4精2掃鉛優(yōu)先浮選，鉛浮選尾礦在抑制劑石灰用量2 kg/t、活化劑硫酸銅用量400 g/t、捕收劑丁基黃藥用量150 g/t的條件下進行1粗3精2掃鋅浮選，最終閉路試驗可獲得鉛品位51.42%、含鋅5.24%、鉛回收率84.67%的鉛精礦和鋅品位52.82%、含鉛0.96%、鋅回收率89.29%的鋅精礦，實現了礦石中鉛、鋅的有效回收。