某鉛鋅礦選礦廠重要流程產(chǎn)品的工藝礦物學(xué)分析

鄔 東 伍紅強(qiáng)

（1.烏拉特后旗紫金礦業(yè)有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

選礦廠流程考查過程中進(jìn)行產(chǎn)品的工藝礦物學(xué)分析，是評(píng)價(jià)選礦廠工藝流程合理性、高效性，確定選礦指標(biāo)優(yōu)化空間和方向的重要手段［1-3］。某鉛鋅礦選廠為了進(jìn)一步提升選礦指標(biāo)，對(duì)全流程進(jìn)行了考查，并對(duì)主要產(chǎn)品進(jìn)行了工藝礦物學(xué)研究，內(nèi)容包括原礦礦物組成、各產(chǎn)品中目的礦物的粒度分布和解離度，尾礦中目標(biāo)元素的損失狀態(tài)等。本文將結(jié)合工藝礦物學(xué)研究結(jié)果與文獻(xiàn)［4-6］，對(duì)生產(chǎn)流程所存在的問題，工藝改進(jìn)的方向，指標(biāo)提升的空間進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

1 工藝流程與取樣點(diǎn)安排

由于原礦中含碳較高，現(xiàn)場先進(jìn)行了一段脫碳作業(yè)，脫碳后采用常規(guī)鉛鋅依次優(yōu)先浮選工藝。其原則工藝流程及工藝礦物學(xué)分析樣品取樣點(diǎn)見圖1，取樣期間生產(chǎn)穩(wěn)定，樣品具有代表性。

注：△為工藝礦物學(xué)分析樣品取樣點(diǎn)

2 工藝礦物學(xué)分析

2.1 原 礦

原礦性質(zhì)分析對(duì)象為現(xiàn)場磨礦分級(jí)溢流。

2.1.1 原礦主要化學(xué)成分分析

原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

從表1可知，原礦中主要可回收元素為鉛、鋅，含量分別為0.41%和1.91%，此外還含有少量金、銀，可綜合回收。

2.1.2 原礦的礦物組成

對(duì)現(xiàn)場分級(jí)機(jī)溢流進(jìn)行MLA 測(cè)試、顯微鏡觀察和化學(xué)分析，得到原礦中的礦物組成見表2。

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由表2可知，原礦中主要金屬硫化物為黃鐵礦和磁黃鐵礦，其次為鐵閃鋅礦（含鐵約9.52%），少量的方鉛礦和黃銅礦，其他金屬硫化物含量較低；主要非金屬礦物為石英，其次為長石、白云母、白云石和黑云母。礦石中的硫大部分以磁黃鐵礦的形式存在，有利于鉛鋅與硫的分離；此外有機(jī)碳含量較高，將影響精礦質(zhì)量，因此需要進(jìn)行脫碳降碳處理。

2.2 分級(jí)溢流

將分級(jí)溢流樣磨制成光片，采用MLA 對(duì)目的礦物方鉛礦和閃鋅礦進(jìn)行粒度及解離-連生關(guān)系測(cè)定，結(jié)果見表3、表4。

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從表3可知，現(xiàn)場分級(jí)溢流中方鉛礦解離單體含量為50.57%，其余大部分為貧連生體，未解離的方鉛礦大部分與其他硫化物連生，其次與硅酸鹽礦物連生；含方鉛礦顆粒的細(xì)度主要在10～38 μm，且大部分為單體，其次為貧連生體，這部分貧連生體理論上通過磨礦能進(jìn)一步解離。預(yù)測(cè)該細(xì)度下浮鉛，回收率在66.19%左右。

從表4 可知，現(xiàn)場分級(jí)溢流中閃鋅礦解離單體含量為66.86%，其余大部分為貧連生體，未解離的閃鋅礦大部分與硅酸鹽礦物連生，其次與其他硫化物連生；含閃鋅礦的顆粒粒度分布較方鉛礦更廣、更粗，主要集中在20～74 μm，其次為10～20 μm，且大部分為解離單體，其次為貧連生體；閃鋅礦貧連生體的粒度主要為10～74 μm，理論上通過磨礦可進(jìn)一步解離。預(yù)測(cè)該細(xì)度下浮鋅，回收率在82.56%左右。

綜上所述，現(xiàn)場分級(jí)溢流中方鉛礦與閃鋅礦的解離情況不太理想，理論上通過磨礦可以進(jìn)一步提高鉛、鋅回收率。鑒于表3、表4 中-10 μm 的鉛鋅礦物解離單體含量較少，而現(xiàn)場采用的是優(yōu)先浮鉛再浮鋅工藝，因此，在滿足現(xiàn)場生產(chǎn)處理量的前提下，建議提高磨礦細(xì)度。

2.3 高碳產(chǎn)品

現(xiàn)場高碳產(chǎn)品Pb、Zn 含量分別為0.41% 和1.52%，采用MLA 查定其閃鋅礦和方鉛礦的粒度及解離-連生情況見表5和表6。

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由表5、表6可知，高碳產(chǎn)品中閃鋅礦的解離單體含量94.20%，未解離的閃鋅礦主要與碳酸鹽礦物連生；閃鋅礦的粒度范圍為0～38 μm，其中小于10 μm 者占39.30%，小于20 μm 占89.80%；高碳產(chǎn)品中方鉛礦的解離單體含量89.50%，未解離的方鉛礦主要與硫化物連生，方鉛礦的粒度范圍為0～20 μm，其中小于10 μm占54.80%，10～20 μm占45.20%。由此可見，進(jìn)入高碳產(chǎn)品的閃鋅礦和方鉛礦主要為粒度微細(xì)的解離單體。

2.4 鉛精礦的粒度與主要礦物的解離分析

現(xiàn)場鉛精礦Zn 含量為2.40%，采用MLA 并結(jié)合偏光顯微鏡分析表明，鋅的獨(dú)立礦物為閃鋅礦（ZnS）。采用MLA 對(duì)鉛精礦中閃鋅礦的解離-連生情況進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表7。

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由表7 可知，鉛精礦中閃鋅礦的解離單體含量34.30%；富連生體和中等連生體占53.70%，貧連生體占12.00%；閃鋅礦主要與方鉛礦連生，連生比例為63.20%，與其他各礦物連生的比例僅為2.50%。由此可見，閃鋅礦主要通過與方鉛礦連生的形式進(jìn)入鉛精礦，少量以解離單體的形式進(jìn)入鉛精礦，這部分閃鋅礦粒度微細(xì)。

2.5 鋅精礦的粒度與主要礦物的解離分析

現(xiàn)場鋅精礦中閃鋅礦的粒度及解離-連生情況測(cè)定結(jié)果見表8。

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由表8 可知，鋅精礦中閃鋅礦主要為解離單體，占81.67%；連生體中以富連生體為主，占10.85%；未解離的閃鋅礦主要與其他硫化物連生；閃鋅礦粒度范圍為74～10 μm，其他粒級(jí)分布很少。

2.6 尾礦中鉛、鋅的損失狀態(tài)

鉛尾礦中方鉛礦和鋅尾礦中閃鋅礦的粒度及解離-連生情況分析結(jié)果分別見表9、表10。

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從表9、表10 可知：①鉛尾礦中方鉛礦的解離單體含量為5.63%，貧連生體含量達(dá)88.78%。未解離的方鉛礦大部分與其他硫化物連生，其次與硅酸鹽礦物連生；方鉛礦的粒度范圍在0～74 μm，主要集中在38 μm 以下，且大部分為貧連生。②鋅尾礦中閃鋅礦的解離單體含量為33.12%，粒度均小于20 μm；其余大部分為貧連生體，占63.15%，粒度范圍在0～38 μm，主要與脈石礦物連生。

3 討論與結(jié)論

（1）原礦中目的礦物主要為方鉛礦、鐵閃鋅礦（含鐵9.52%），含碳6.70%，含硫7.01%，碳、硫含量高是影響浮選指標(biāo)的主要因素。鐵閃鋅礦的可浮性受礦漿pH 值的影響較大，堿性環(huán)境不利于鐵閃鋅礦的上浮，可充分利用與磁黃鐵礦的天然可浮性差異，采用低堿低捕收劑工藝條件下進(jìn)行鋅硫分離；在高硫酸銅用量下，鐵閃鋅礦浮選受pH 值的影響較小，因此，也可采用高堿高硫酸銅工藝條件下實(shí)現(xiàn)鋅硫分離，硫酸銅宜在石灰前添加。

（2）現(xiàn)有磨礦細(xì)度下，原礦中的方鉛礦和閃鋅礦解離不充分，解離度分別為50.57%和66.86%，其中，方鉛礦粒度較細(xì)，-38 μm含量占93.20%，原礦細(xì)磨可能導(dǎo)致方鉛礦過磨，不宜再提高原礦磨礦細(xì)度?？刹捎勉U中礦再磨和鋅中礦再磨工藝提高方鉛礦和閃鋅礦的解離度，進(jìn)而提高選礦指標(biāo)。

（3）高碳產(chǎn)品中方鉛礦和閃鋅礦的單體解離度分別為89.50%和94.20%，2 種礦物的粒度均較細(xì)，方鉛礦中-20 μm 含量為100%，閃鋅礦中-20 μm 含量占80%，鉛鋅主要以微細(xì)解離單體形式損失。微細(xì)顆粒浮選是降低高碳產(chǎn)品中鉛、鋅損失的關(guān)鍵。采用高效射流浮選機(jī)進(jìn)行碳精選是解決方法之一。

（4）鉛精礦中的鋅主要為方鉛礦與閃鋅礦連生體，連生比例為63.20%，也可采用上述鉛中礦再磨方式降低鉛精礦含鋅。

（5）根據(jù)浮選電化學(xué)理論，礦物顆粒直徑小于1 μm 時(shí)，無法容納礦漿中捕收劑所轉(zhuǎn)移的電子，造成礦物與藥劑作用能力下降。選鉛尾礦中的方鉛礦88.78%為貧連生體，嵌布粒度細(xì)。選鋅尾礦則主要為閃鋅礦微細(xì)解離單體和貧連生體，10～20 μm 占46.47%，-10 μm 占48.83%，若要降低尾礦指標(biāo)，需要綜合考慮解離度與細(xì)度的關(guān)系。