湖南某鉛鋅礦無堿浮選試驗研究①

李希掌，曾 娜，向 平，閆 飛，周立晨，胡 振

（1.湖南華麒資源環(huán)境科技發(fā)展有限公司，湖南 株洲 412000；2.湖南有色黃沙坪礦業(yè)公司，湖南 郴州 423000）

隨著我國工業(yè)技術的高速發(fā)展，各行各業(yè)對有色金屬的需求與日俱增，從而刺激了礦業(yè)界相關產(chǎn)業(yè)的迅速增長［1］。鉛鋅開采業(yè)競爭激烈，鉛鋅礦相關選礦工藝技術的研究和開發(fā)顯得非常重要［2－5］。同時選礦作為礦產(chǎn)資源開發(fā)利用過程中的重要環(huán)節(jié)，具有高能耗、高物耗、高污染的特點［6］，采用無石灰浮選新工藝對提高硫化鉛鋅礦選礦清潔生產(chǎn)水平具有重要意義［7－8］。

傳統(tǒng)高堿工藝對硫化鉛鋅礦的分選已經(jīng)相當成熟，鉛鋅各項選別指標已達到較高水平，但高堿工藝需添加大量石灰，對原礦中銀礦物有較強的抑制作用，以致銀回收率一直難以提高。

隨著國家以及人民對環(huán)保的需求越來越高，傳統(tǒng)高堿工藝已經(jīng)難以達到要求，主要體現(xiàn)為尾礦廢水COD偏高且較難處理，廢水COD指標若要達到國家排放標準60 mg／L以下，處理成本較高。

針對上述問題，湖南華麒資源環(huán)境科技發(fā)展有限公司對湖南某鉛鋅礦進行新型無堿工藝研發(fā)，取消石灰的使用，大幅度提高銀回收率的同時，選礦尾水COD僅30 mg／L左右，可達到國家排放標準，環(huán)境友好，可大幅度降低廢水處理成本，提高經(jīng)濟效益。

1 試驗部分

1.1 礦石性質

湖南某鉛鋅礦石主要金屬礦物為方鉛礦、鐵閃鋅礦、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦和磁黃鐵礦等。脈石礦物以碳酸鹽為主，主要是方解石、白云石等，含有少量的碳。主要回收礦物為方鉛礦和鐵閃鋅礦。原礦化學多元素分析及鉛鋅物相分析結果分別見表1～3。

表1 原礦化學多元素分析結果（質量分數(shù)）／%

表2 原礦鉛物相分析結果

1.2 原則流程

該鉛鋅礦石主要回收礦物為方鉛礦和鐵閃鋅礦，根據(jù)方鉛礦和鐵閃鋅礦的浮選特點，結合目前成熟的鉛鋅浮選工藝，制定優(yōu)先浮鉛?活化浮鋅原則流程，如圖1所示。

圖1 原則流程

1.3 試驗藥品

高堿工藝：石灰、硫酸鋅、乙硫氮、松醇油、硫酸銅、MB（黃藥類）。

無堿工藝：HQD82?1（硫酸鋅類）、HQD82?2（硫酸鋅類）、HQ77（黑藥類）、HQD52（亞硫酸鈉類）、HQ66（酯類）、硫酸銅，以上代號藥劑均為湖南華麒資源環(huán)境科技發(fā)展有限公司自主研發(fā)的藥劑。

1.4 試驗儀器

RK／ZQM（BM）系列智能球磨機、XFD2變頻調速單槽浮選機、TD5102電子天平、MP2002精密電子天平、RK／ZL－Φ260／Φ200多功能真空過濾機、101型電熱鼓風干燥箱、XPM－Φ120×3三頭研磨機等。

2 試驗結果與討論

2.1 無堿新工藝條件試驗

2.1.1 選鉛工藝抑制劑HQD82?1用量試驗

采用一次粗選流程，藥劑用量：鉛粗選HQD82?2用量100 g／t、HQ77用量120 g／t，HQD82?1用量試驗結果見圖2。從圖2可見，隨著抑制劑HQD82?1用量增大，鉛回收率基本呈下降趨勢，用量100 g／t時回收率指標最高；鉛品位曲線呈不規(guī)則變化，但變化不大。綜合考慮技術指標，選擇HQD82?1用量100 g／t。

圖2 鉛粗選HQD82?1用量試驗結果

2.1.2 選鉛工藝抑制劑HQD82?2用量試驗

采用一次粗選流程，藥劑用量：鉛粗選HQD82?1用量100 g／t、HQ77用量120 g／t，HQD82?2用量試驗結果見圖3。從圖3可見，隨著抑制劑HQD82?2用量增大，鉛品位基本呈下降趨勢，當用量為100 g／t時，鉛品位最高；回收率指標變化不大。綜合考慮技術指標，選擇HQD82?2用量100 g／t。

圖3 鉛粗選HQD82?2用量試驗結果

2.1.3 鉛捕收劑HQ77用量試驗

采用一次粗選流程，藥劑用量：鉛粗選HQD82?1用量100 g／t、HQD82?2用量100 g／t，HQ77用量試驗結果見圖4。從圖4可見，隨著HQ77用量增大，鉛品位呈下降趨勢，鉛回收率呈上升趨勢。綜合考慮，選擇HQ77用量140 g／t。

圖4 鉛粗選HQ77用量試驗結果

2.1.4 選鋅工藝抑制劑HQD52用量試驗

試驗采用一次粗選流程，藥劑用量：鋅粗選硫酸銅用量400 g／t、HQ66用量50 g／t，HQD52用量試驗結果見圖5。從圖5可見，隨著HQD52用量增大，鋅品位變化不大，鋅回收率呈下降趨勢。綜合考慮，選擇HQD52用量200 g／t。

圖5 鋅粗選HQD52用量試驗結果

2.1.5 選鋅工藝硫酸銅用量試驗

采用一次粗選流程，藥劑用量：鋅粗選HQD52用量200 g／t、HQ66用量50 g／t，硫酸銅用量試驗結果見圖6。從圖6可見，隨著硫酸銅用量增大，鋅品位呈上升趨勢，但上升幅度不大，當硫酸銅用量為400 g／t，鋅回收率最高。綜合考慮，選擇硫酸銅用量400 g／t。

圖6 鋅粗選硫酸銅用量試驗結果

2.1.6 選鋅工藝抑制劑HQ66用量試驗

采用一次粗選流程，藥劑用量：鋅粗選HQD52用量200 g／t、硫酸銅用量400 g／t，HQ66用量試驗結果見圖7。從圖7可見，隨著HQ66用量增大，鋅品位呈下降趨勢但變化幅度不大，鋅回收率呈上升趨勢，至50 g／t以上時基本保持平衡趨勢。綜合考慮，選擇HQ66用量50 g／t。

圖7 鋅粗選HQ66用量試驗結果

2.2 閉路試驗

對該鉛鋅礦開展了“HQ77＋HQD82?1＋HQD82?2”組方替代“乙硫氮＋硫酸鋅＋石灰＋松醇油”組方選鉛及“硫酸銅＋D52＋HQ66”組方替代“硫酸銅＋MB＋松醇油”組方選鋅對比試驗，試驗流程見圖8，結果見表4。從表4可以看出，兩種工藝獲得的鉛回收率相當，鉛精礦中鋅損失相當，但鉛精礦中銀回收率無堿工藝較高堿工藝提高了4.46個百分點，鋅精礦回收率無堿工藝較高堿工藝提高了0.81個百分點。以上分析數(shù)據(jù)說明無堿工藝試驗指標優(yōu)于高堿工藝。

圖8 閉路試驗流程

表4 閉路試驗結果

無堿工藝產(chǎn)生的尾水COD僅為33 mg／L，比高堿工藝下降了117 mg／L，達到國家COD排放標準，選廠尾水可經(jīng)簡單處理（甚至不需處理）便可直接達標外排，大大減輕了企業(yè)的環(huán)保壓力并顯著降低了尾水的處理成本。

3 結 語

針對湖南某鉛品位2.80%、鋅品位6.30%、銀品位67 g／t的鉛鋅礦，開發(fā)了無堿工藝選別流程。無堿工藝選別流程完全取消石灰的使用，徹底解決石灰配制產(chǎn)生的人工、設備、用電成本及石灰使用造成的堵塞問題。在鉛品位和回收率與高堿工藝指標相當?shù)那闆r下，無堿工藝所得鉛精礦中銀回收率較高堿工藝提高了4.46個百分點；無堿工藝所得鋅精礦鋅品位和鋅回收率較高堿工藝分別提高了0.43和0.81個百分點；選礦廢水經(jīng)簡單處理（甚至不需處理）就可以達標排放。