提高某微細粒鉛鋅礦選鋅指標(biāo)的試驗研究

李 強 常永強 王榮生 曾繁森

（1.中國有色金屬建設(shè)股份有限公司，北京100029；2.礦冶科技集團有限公司，北京102628）

鋅是重要的有色金屬之一，廣泛應(yīng)用于軍事、機械、電氣和醫(yī)療等領(lǐng)域［1-2］。我國鋅資源儲量豐富，居世界第二位，但呈現(xiàn)貧礦多、富礦少、礦床組成復(fù)雜、共伴生礦物較多的特點。隨著國民經(jīng)濟的快速增長，我國對鋅資源的需求持續(xù)增加，已連續(xù)多年成為鋅凈進口國［3-4］。在資源保護主義抬頭、新冠疫情威脅全球礦產(chǎn)資源供應(yīng)的背景下，提高我國微細粒難處理鋅資源的綜合利用水平，保障鋅礦產(chǎn)資源供給能力，具有重要意義［5-6］。

某鉛鋅礦鉛品位為7.31%、鋅品位為13.70%，硫含量高且含炭質(zhì)。鉛鋅礦物主要以方鉛礦和閃鋅礦的形式存在，氧化率較低。閃鋅礦與方鉛礦、黃鐵礦嵌布關(guān)系密切，嵌布粒度分布不均勻且整體偏細，為鋅選別帶來了一定的困難。原采用浮選脫碳—鉛鋅依次優(yōu)先浮選—鉛鋅粗精礦再磨精選流程處理該鉛鋅礦石，其中，選鋅采用1次粗選、3次掃選、粗精礦再磨至-25 μm占79%后2次精選、中礦順序返回流程，得到了鋅品位為52.32%、鋅作業(yè)回收率為90.44%的鋅精礦。針對該選鋅工藝存在鋅粗精礦再磨選擇性差、鋅精礦粒度微細且品位不高等問題，為實現(xiàn)“早收快收”目標(biāo)，避免已單體解離的閃鋅礦進入再磨流程而導(dǎo)致過磨和鋅精礦粒度過細，同時降低藥劑消耗，本試驗根據(jù)工藝礦物學(xué)研究成果，采用快速分支浮選—中礦再磨精選流程進行了選鋅工藝技術(shù)條件研究。

1 試樣性質(zhì)

1.1 試樣化學(xué)成分及礦物組成分析

試樣取自某鉛鋅礦山，其化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，礦物組成及相對含量見表2。

注：Au、Ag的品位單位為g/t。

由表1、表2可知，試樣鉛、鋅品位分別為7.31%、13.70%，為主要回收元素；硫含量較高，為31.22%；金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦，脈石礦物主要為石英、鉀長石和鐵白云石。此外，試樣中含一定量的炭質(zhì)。

由于炭質(zhì)可浮性較好，藥劑吸附作用較強，不僅會增加藥劑消耗，還會影響鉛、鋅精礦的品位，影響流程的穩(wěn)定性。因此，鉛鋅浮選前需進行脫碳處理［7-8］。由于本試驗主要開展鋅礦物浮選流程優(yōu)化，故暫不研究鉛和硫的回收工藝。

1.2 閃鋅礦嵌布特征

閃鋅礦與其他礦物嵌布關(guān)系見圖1。由圖1可知，閃鋅礦主要呈他形晶粒狀和微細粒浸染狀產(chǎn)出（圖1（a）），與黃鐵礦相互包裹，關(guān)系密切，部分閃鋅礦分布在黃鐵礦裂隙中（圖1（b））；此外，閃鋅礦與方鉛礦嵌布關(guān)系也較為密切（圖1（c）），常與其形成連生體，共同分布在脈石礦物中。

2 原選鋅工藝流程及模擬現(xiàn)場選鋅流程的產(chǎn)品分析

2.1 原選鋅工藝流程

原選鋅工藝流程見圖2，現(xiàn)場鋅浮選給礦鋅品位為15.02%，鋅精礦鋅品位為52.32%、鋅作業(yè)回收率為90.44%。

2.2 模擬現(xiàn)場選鋅流程的產(chǎn)品分析

模擬現(xiàn)場選鋅流程的鋅精礦、尾礦粒度篩析結(jié)果分別見表3和表4。為了解鋅精礦中閃鋅礦的嵌布特征和尾礦中閃鋅礦的損失形式，對鋅精礦和尾礦進行SEM分析，結(jié)果分別見圖3和圖4。

由圖3及表3可知，閃鋅礦在鋅精礦中主要以單體形式存在（圖3（a）），少量與方鉛礦、黃鐵礦連生（圖3（b）），黃鐵礦主要以單體形式存在；鋅精礦-7 μm粒級含量高達47.54%，說明存在過磨現(xiàn)象。

由表4及圖4可知，尾礦中鋅主要損失在-49+18 μm粒級，閃鋅礦以與黃鐵礦和脈石礦物連生的形式損失為主（圖4（a）），微量與黃鐵礦、方鉛礦和脈石礦物連生（圖4（b）），說明需進一步改善鋅再磨效果，使貧連生體充分解離。

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 鋅快速分支浮選時間的確定試驗

快速分支浮選是指根據(jù)入選礦物可浮性、粒度和解離特征的不同，讓浮選速度快的礦物先浮，浮選速度慢、品位低的礦物后浮，再根據(jù)不同的需要進一步精選的工藝［9-10］?？焖俜种Ц∵x工藝具有可盡早產(chǎn)出部分合格精礦、減少礦物過磨和降低藥劑用量的優(yōu)點［11］。

鋅快速分支浮選時間確定的試驗流程見圖5，試驗結(jié)果見表5。

由表5可知，部分閃鋅礦可浮性較好，浮選2 min可獲得鋅品位為38.93%、鋅作業(yè)回收率為76.35%的鋅粗精礦1；當(dāng)浮選時間為4 min時，鋅累計回收率高達89.47%，該部分閃鋅礦可通過快速浮選回收。綜合考慮品位和回收率，快速浮選時間定為4 min。

3.2 鋅快速浮選粗選條件試驗

3.2.1 石灰用量試驗

通過對原工藝流程所得鋅精礦工藝礦物學(xué)研究可知，鋅精礦中存在部分可浮性較好的單體黃鐵礦，因此需強化鋅硫分離。石灰是黃鐵礦的有效抑制劑，且可調(diào)節(jié)礦漿pH值，為鋅浮選創(chuàng)造適宜的浮選環(huán)境［12］。石灰用量試驗采用1次粗選流程，固定硫酸銅用量為300 g/t、丁基黃藥用量為90 g/t、松醇油用量為9 g/t，試驗結(jié)果如圖6所示。

由圖6可知，隨著石灰用量的增加，鋅快浮粗精礦鋅品位和作業(yè)回收率呈上升趨勢；當(dāng)石灰用量為2 500 g/t時，鋅快浮粗精礦鋅品位和鋅作業(yè)回收率較高，因此確定鋅粗選石灰用量為2 500 g/t。

3.2.2 硫酸銅用量試驗

硫酸銅是閃鋅礦浮選常用活化劑［13］。硫酸銅用量試驗采用1次粗選流程，固定石灰用量為2 500 g/t、丁基黃藥用量為90 g/t、松醇油用量為9 g/t，試驗結(jié)果如圖7所示。

由圖7可知，隨著硫酸銅用量的增加，鋅快浮粗精礦作業(yè)回收率呈先上升后下降趨勢；硫酸銅用量的增加對鋅精礦鋅品位影響不大；當(dāng)硫酸銅用量為600 g/t時，鋅快浮粗精礦作業(yè)回收率最高。因此確定鋅粗選硫酸銅用量為600 g/t。

3.2.3 丁基黃藥用量試驗

丁基黃藥用量試驗采用1次粗選流程，固定石灰用量為2 500 g/t、硫酸銅用量為600 g/t、松醇油用量為9 g/t，試驗結(jié)果如圖8所示。

由圖8可知，隨著丁基黃藥用量的增加，鋅快浮粗精礦鋅品位降低，鋅作業(yè)回收率升高。綜合考慮品位及回收率，確定鋅快浮粗選丁基黃藥用量為150 g/t。

3.3 鋅快浮精選石灰用量試驗

在鋅快浮粗選試驗確定的浮選條件下，獲得了鋅品位為34.12%、鋅作業(yè)回收率為90.65%的鋅快浮粗精礦。為了進一步提高鋅精礦品位，強化對黃鐵礦的抑制，考察了鋅快浮精選石灰用量，試驗流程如圖9所示，試驗結(jié)果見圖10。

由圖10可知，隨著石灰用量的增加，鋅快浮精礦鋅品位提高，鋅作業(yè)回收率下降；當(dāng)石灰用量為600 g/t時，鋅快浮精礦鋅品位為51.08%、鋅作業(yè)回收率為89.75%。綜合考慮，確定鋅快浮精選的石灰用量為600 g/t。

3.4 鋅中礦再磨細度試驗

為了解決鋅礦物的單體解離問題，考察了鋅中礦再磨細度對鋅精選指標(biāo)的影響。試驗流程見圖11，試驗結(jié)果見圖12。

由圖12可知，隨著鋅中礦再磨細度的提高，鋅精礦鋅品位升高，鋅作業(yè)回收率下降。綜合考慮，確定鋅中礦再磨細度為-25 μm占79%。

3.5 閉路試驗

在條件試驗和全流程開路試驗的基礎(chǔ)上，開展了實驗室閉路試驗，試驗流程見圖13，試驗結(jié)果見表6。將圖13閉路試驗流程所得鋅快精和鋅精礦合并，進行了粒度篩析，結(jié)果見表7。

由表6和表7可知，采用快速分支浮選—中礦再磨精選流程處理該鋅給礦，可獲得鋅品位為53.88%、鋅回收率為91.57%的鋅精礦。較原工藝流程，鋅精礦品位和回收率分別提升了1.56和1.13個百分點；鋅精礦粒度分布明顯改善，+38 μm粒級含量由5.93%提高到22.50%，-7 μm粒級含量由47.54%降低到29.41%，可有效減少鋅在后續(xù)冶煉環(huán)節(jié)的損失；解決了原工藝流程鋅再磨選擇性不高，部分閃鋅礦過磨，部分閃鋅礦連生體無法充分解離的問題。

4 結(jié)論

（1）某鉛鋅礦含鉛7.31%，含鋅13.70%，含硫量高且含炭質(zhì)，鋅礦物主要以閃鋅礦形式存在，氧化率較低。閃鋅礦主要呈他形晶粒狀和微細粒浸染狀產(chǎn)出，與方鉛礦和黃鐵礦嵌布關(guān)系密切，嵌布粒度分布不均勻且整體偏細，為鋅選別帶來一定的困難。通過對原工藝流程選別產(chǎn)品分析可知，鋅精礦粒度微細，存在一定的過磨現(xiàn)象；尾礦中鋅主要以與黃鐵礦、脈石礦物連生的形式損失。

（2）采用“快速分支浮選—中礦再磨精選”流程處理該鋅給礦，可獲得鋅品位為53.88%，鋅回收率為91.57%的鋅精礦。較原工藝流程，鋅精礦的品位和作業(yè)回收率分別提升了1.56和1.13個百分點；鋅精礦粒度分布明顯改善，+38 μm粒級含量由5.93%提高到22.50%，-7 μm粒級含量由47.54%降低到29.41%，解決了原工藝流程鋅再磨選擇性不高、部分閃鋅礦過磨、部分閃鋅礦連生體無法充分解離的問題，也顯著降低了再磨負荷。