國外某難選鉛鋅礦石的分選試驗研究

胡 婷，王 曉

（1昆明工業(yè)職業(yè)技術學院，云南 昆明650302；2昆明學院，云南 昆明650217）

我國鉛鋅資源比較豐富，在已探明的儲量中，低品位鉛鋅礦石偏多，占一半左右，中等品位占31.1%，富礦占27.7%[1，2]。礦石類型復雜，共伴生組分多，鉛鋅多伴生于銅、錫、鐵、錳、硫及銀金礦中，在已知的鉛鋅礦石的總儲量中，鉛鋅氧化礦占有相當?shù)谋戎豙3-5]。由于硫化鉛鋅礦的不斷開發(fā)和進一步的枯竭，鉛鋅生產(chǎn)已不能滿足需要，此時綜合利用氧化鉛鋅礦石，提高選礦指標，增進經(jīng)濟效益，越來越引起人們的重視。本文將對某難選鉛鋅礦石進行分選試驗研究。

1 礦石性質

試驗樣品取自國外某礦區(qū)，礦石主要呈淺灰色、灰黑色及深灰色，對原礦進行多元素分析，具體結果見表1。

表1 原礦石多元素分析 /%

從表中的分析結果可知，礦石中有價元素主要是鉛、鋅；為進一步了解可回收的鉛鋅賦存礦物，賦存含量，對礦石進行了鉛和鋅的物相分析，物相分析結果見表2和表3。

表2 鉛物相分析結果 /%

表3 鋅物相分析結果 /%

通過物相分析表明，該礦石為氧硫混合型鉛鋅礦石，氧化率隨元素的不同變化較大，鉛的氧化率在50%左右，而鋅礦物主要是硫化鋅礦，氧化率為10%左右，該礦石屬于復雜難處理多金屬礦石。

通過對原礦的工藝礦物學研究，礦石中鉛主要是以方鉛礦的形式產(chǎn)出，部分方鉛礦蝕變成鉛礬，極少量的方鉛礦蝕變呈白鉛礦。鋅主要是以閃鋅礦的形式產(chǎn)出，另有極少量的異極礦。方鉛礦和閃鋅礦大部份粒度較大，方鉛礦大部分粒度在0.03-0.2mm左右，閃鋅礦的粒度大部分在0.03-0.15mm左右。但有部份粒度在0.01mm以下，常被其它礦物包裹或方鉛礦和閃鋅礦互相包裹，造成選礦過程中鉛鋅分離困難，造成在選礦過程中鉛和鋅要達到很高的回收率較困難。同時也會造成鉛、鋅精礦中互含較高，會損失較多的回收率。

2 選礦工藝流程試驗研究

針對鉛、鋅氧硫混合礦石的性質，本試驗采用優(yōu)先浮選方案，分別進行鉛、鋅硫化礦、鉛氧化礦的分步回收，先采用抑鋅浮硫化鉛的流程，而后活化回收閃鋅礦，最后硫化浮選回收氧化鉛礦物，整個方案最終獲得到三個合格產(chǎn)品，硫化鉛精礦、硫化鋅精礦、氧化鉛精礦。

2.1 硫化礦探索試驗

2.1.1 磨礦細度條件試驗

磨礦細度條件試驗通過控制磨礦時間來確定合適的磨礦細度。試驗中采用乙硫氮作為方鉛礦的捕收劑，硫酸鋅+亞硫酸鈉作為閃鋅礦的抑制劑，硫酸銅作為閃鋅礦的活化劑，丁黃藥作為其捕收劑，使用碳酸鈉作為pH值得調(diào)整劑。試驗初始流程及藥劑制度見圖1，由試驗結果繪制圖2。

圖1 條件試驗初始流程和藥劑制度

從圖2試驗結果可以看出，在一次粗選的條件下，硫化鉛的回收率達到40%以上甚至50%，方鉛礦已基本被捕收完全，鋅的總回收率也達到了可觀的效果。隨著磨礦細度的增加，鉛鋅的回收率都呈現(xiàn)逐步增加的趨勢，而鉛鋅互含情況變化不大，說明在該磨礦細度范圍內(nèi)，磨礦細度對閃鋅礦與方鉛礦的分離影響較小。綜合指標因素和磨礦成本，初步確定部分混合浮選的磨礦細度為-200目91.6%。

圖2 磨礦細度試驗結果

2.1.2 鋅組合抑制劑用量試驗

在確定磨礦細度后，進行組合抑制劑用量的試驗，抑制劑的用量是鉛鋅能夠有效分離的關鍵，根據(jù)經(jīng)驗，在確定亞硫酸鈉與硫酸鋅配比為1：2的條件下，進行硫酸鋅和亞硫酸鈉的用量試驗，試驗流程采用如圖3的粗選流程。試驗結果見表4。

表4 抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉用量試驗結果

圖3 組合抑制劑用量試驗流程圖

由表5可以看出，隨著藥劑用量的增加，鉛精礦中鋅的品位越來越低，當硫酸鈉用量1500g/t，硫酸鋅用量3000g/t時，鉛精礦的品位和回收率都較高，且其中鉛精礦含鋅品位為8.67%。再增加抑制劑用量，雖然鉛精礦中鋅的品位略有下降，但是鉛的回收率也受到影響。因此，綜合指標元素，初步確定部分混合浮選抑制劑用量為亞硫酸鈉1500g/t，硫酸鋅3000g/t。

表5 捕收劑種類對比試驗結果

2.1.3 鉛浮選捕收劑對比試驗

捕收劑的選擇在鉛鋅分離中非常重要，必須挑選選擇性強的捕收劑進行試驗，才有可能達到鉛鋅的有效分離，并盡可能降低浮選藥劑用量和選礦成本。試驗中采用乙黃、丁黃、Z-200、乙硫氮四種捕收劑進行對比研究。試驗流程圖見圖3，試驗結果見表5。

從表5數(shù)據(jù)看出，在其它藥劑制度相同的條件下，使用乙硫氮時，粗選鉛精礦中鋅的回收率僅為21.59%，且鉛精礦品位達17.24%，回收率為40.24%，即可以看出乙硫氮的選擇性最好。因此確定使用選擇性較好的乙硫氮作為方鉛礦的捕收劑。乙硫氮作為方鉛礦的選擇性捕收劑，其用量多少關系著鉛鋅的有效分離，在前面確定的藥劑制度不變的情況下進行乙硫氮用量條件試驗，得到乙硫氮用量為80g/t時回收效果最好，得到鉛精礦中鉛品位20.31%，鉛的回收率為43.51%。

2.1.4 鋅浮選活化劑用量試驗

在確定前面的最佳藥劑制度后，進行鋅浮選活化劑用量試驗，硫酸銅是閃鋅礦浮選最常見和最主要的活化劑。試驗流程圖如圖4所示，由用量試驗結果繪制圖5。

圖4 硫酸銅用量試驗流程圖

圖5 硫酸銅用量試驗結果圖

在硫酸銅用量為800g/t時，鋅精礦中鋅的品位達到13.74%，回收率達到53.20%，鉛精礦中鋅的品位為12.74%，回收率為36.03%，故此時硫酸銅的添加使得鋅的總回收率超過95%，而物相分析得出的硫化鋅含量為90%，說明閃鋅礦已經(jīng)全部回收。在后期試驗鉛精選時要加強對鋅的抑制，達到鉛鋅分離的目的。

2.1.5 鋅浮選捕收劑用量試驗

鋅的浮選試驗采用捕收能力較強的丁基黃藥，在其它藥劑用量不變的情況下，僅改變丁基黃藥的用量，進行捕收劑用量條件試驗。試驗流程圖如圖4所示。試驗結果見表6。

表6 鋅粗選捕收劑用量條件試驗

試驗結果表明，在丁黃藥用量為120g/t時對鋅的回收效果最佳，此時，鋅精礦中鋅的品位為13.85%，回收率為53.84%，硫化鋅礦已捕收完全。

2.2 氧化鉛選礦試驗

原礦中鉛的氧化率接近50%，主要以鉛礬、白鉛礦和鉛鐵礬的形式存在，故應該在用硫化浮選法對這部分氧化鉛礦石進行捕收。硫化浮選法是回收氧化鉛的一種重要方法并被廣泛采用。該探索試驗是硫化礦浮選的后續(xù)作業(yè)，只考慮對氧化鉛的回收。因此，先對原礦中方鉛礦和閃鋅礦進行浮選回收，即采用混合浮選法回收方鉛礦和閃鋅礦，然后再考慮氧化鉛的回收方案。

2.2.1 硫化鈉用量條件試驗

在氧化鉛硫化浮選中，硫化鈉的用量至關重要，硫化鈉既是氧化鉛礦物的有效活化劑又是硫化鉛礦物或是被硫化好的氧化鉛礦物的抑制劑，因此，對于硫化鈉的用量，生產(chǎn)上有著嚴格的控制。后續(xù)試驗只考察氧化鉛這部分礦石的選別，此時氧化鉛前面部分假設閃鋅礦都捕收完全，其試驗流程和藥劑制度如圖6，由試驗結果繪制圖7。

圖6 氧化鉛選別試驗流程

圖7 硫化鈉用量試驗結果圖

硫化鈉的用量對氧化鉛礦的回收影響明顯，當硫化鈉用量為3000g/t時，回收指標最好，此時氧化鉛精礦中鉛的品位為11.83%，鉛回收率為31.98%。

2.2.2 氧化鉛浮選捕收劑用量試驗

在硫化法浮選鉛礦物過程中，黃藥是常用的捕收藥劑，該試驗采用捕收能力較強的丁黃藥進行試驗，在其它藥劑制度不變，硫化鈉取3000g/t的條件下，僅改變黃藥用量，進行丁黃藥的藥劑用量條件試驗。由試驗結果繪制圖8。

圖8 丁基黃藥用量試驗結果圖

當丁基黃藥用量為80g/t時選別指標最好，故確定捕收劑丁基黃藥的捕收劑用量為80g/t。

3 閉路試驗

閉路試驗流程及藥劑制度如圖9，以考察中礦返回對選別的影響。試驗結果見表7。

表7 浮選閉路流程試驗結果

圖9 浮選閉路流程

4 結論

1.礦樣屬于鉛、鋅氧硫混合礦。原礦鉛品位為3.97%，氧化率約為47.61%，鋅品位為3.37%，氧化率為10.04%，鉛鋅的共生關系復雜，泥化比較嚴重，造成分離難度較大。

2.原礦中鉛的氧化率較高，主要以鉛礬、白鉛礦為主，采用硫化浮選法對氧化鉛進行回收，回收指標較好，得到品位50.37%，回收率45.64% 的氧化鉛精礦。

3.根據(jù)礦石性質制定試驗方案，確定的選別流程為硫化礦優(yōu)先浮選（抑鋅浮鉛）—硫化鋅浮選—氧化鉛礦硫化浮選，最終獲得三個合格精礦產(chǎn)品，鉛品位45.32%，回收率為44.86%的硫化鉛精礦；鉛品位50.37%，回收率為45.64%的氧化鉛精礦，鉛綜合回收率90.5%；鋅品位50.19%，回收率為81.23%的鋅精礦。