氧化鉛鋅礦的選礦研究現(xiàn)狀及進展

賀彩琴 張志 茍敏剛 王英

摘要： 由于近幾年國家制造業(yè)的發(fā)展，硫化鉛鋅礦的開采量大大增加，儲量大大減少，所以氧化鉛鋅礦愈發(fā)受人重視，不論是政府還是企業(yè)都投入大量資金研究氧化鉛鋅礦的選礦與利用，本文將總結目前選礦研究現(xiàn)狀及最新進展。

關鍵詞： 氧化鉛鋅礦;選礦研究; 研究現(xiàn)狀;

到目前，人類由于科學技術發(fā)展的限制，從氧化鉛鋅礦冶煉技術不夠成熟，仍有一定難度，因此使用的鉛鋅金屬還是以從硫化礦冶煉為主，然而，由于早期對硫化鉛鋅礦的大量開采以及我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，僅從硫化鉛鋅礦進行鉛鋅金屬的提煉，已無法滿足市場的巨大需求。由于我國鉛鋅礦儲量尤其是氧化鉛鋅礦儲量相當豐富，因此，若能研究制定出氧化鉛鋅礦的選礦以及提取策略，加強氧化鉛鋅礦的回收利用不僅能幫助部分冶煉企業(yè)升級產(chǎn)業(yè)鏈，還能提高我國能源利用率，促進我國經(jīng)濟與國力的進一步發(fā)展。

一、氧化鉛鋅礦難選原因

氧化鉛鋅礦成分較硫化鉛鋅礦成分復雜，其中既有大量可溶鹽又有金屬氧化物，不利于藥劑的選擇，給提取帶來了困難，氧化鉛鋅礦中通常含有大量的鋁鋅，它們極易與礦物中的鐵形成固態(tài)溶液，從而進入礦物的晶格單元或吸附發(fā)生離子交換作用的粘土表面，大大影響分離效果，除此之外還有大量因素嚴重影響了氧化鉛鋅礦的提取分離，造成選礦困難。

二、氧化鉛鋅礦的浮選法發(fā)展近況

（一）硫化- 黃藥浮選法

硫化浮選法由于應用時間長，浮選技術比較成熟，因此仍作為氧化鉛鋅礦浮選的主要辦法，硫化浮選主要收集鉛鋅元素，因此硫化的過程對浮選最終獲得有效礦物起著決定性的作用，研究發(fā)現(xiàn)在硫化過程中加入捕收劑黃藥將提高鉛鋅礦物的回收率，但是，在實際操作中，黃藥只有經(jīng)過硫酸銅活化才能在浮選中發(fā)揮有效捕收作用。 米特羅凡諾夫在實驗中發(fā)現(xiàn)： 硫化鈉濃度與黃藥對菱鋅礦的吸附成負相關，從而導致菱鋅礦的可浮性下降，影響浮選效果。如果相應的改變礦漿的溫度，將會有效改變這一狀況，經(jīng)過多次實驗證明，礦漿溫度提高50 ～ 60℃，將會促進氧化鋅中各礦物的硫化，同時提高黃藥對的菱鐵礦的吸附。Janusz. W等也在后續(xù)研究中發(fā)現(xiàn)要想實現(xiàn)黃藥捕獲的良好效果，就需要在開采的氧化鉛鋅礦中加入硫氫離子和銅離子，對其中的碳酸鋅活化。李存兄等先在水熱條件下用硫硫化礦物再用丁基黃藥浮選，得到鉛品位為19.59%，鋅品位為35.76%的混合精礦，鉛鋅回收效果顯著，回收率更是高達約70%和80%。但是加溫硫化- 黃藥浮選法要求原料中禁止出現(xiàn)約-10 μm 的細泥，因此硫化- 黃藥浮選法不適合處理含有大量氧化鐵的礦石。同時，由于在浮選中提高了礦物的溫度，就需要增加能源的消耗，不僅對企業(yè)的生產(chǎn)設備提出了更高的要求也大大增加了生產(chǎn)成本，更不利于實行國家低能耗、低排放的要求。

（二）硫化- 胺鹽浮選法

硫化- 胺鹽浮選法是由 Paul Raffinot發(fā)現(xiàn)提出的，并且其在實驗中發(fā)現(xiàn)以脂肪族第一胺為捕收劑效果明顯好于其他陽離子，陳志文等依據(jù)貴州的某處礦產(chǎn)特點，研制了十八胺、偏磷酸鈉為主的藥劑，將原礦的鋅品位提高了近六倍，回收率高達82.27%，實現(xiàn)了高效分選氧化鉛鋅礦。但硫化- 胺法使用時也有一定限制： 需要使用大量藥劑，對可溶鹽和礦泥敏感，如果想實現(xiàn)高要求的精礦品位，就必須進行脫泥處理，這就造成鋅元素的大量損失。

（三）直接用脂肪酸浮選

氧化鉛鋅礦中若含大量碳酸鹽、 泥質(zhì)脈石、硅酸鹽類脈石，以脂肪酸類物質(zhì)作為捕收劑浮選結果良好，首先試驗成功的是法國人J. M. Cases 等人，在實驗中首先利用次工藝對氧化鉛鋅礦石進行處理，對白鉛礦的浮選使用加溫硫化- 黃藥法，最后用油酸對菱鋅礦進行浮選，不僅得到品位為44.60%的高品位的鋅精礦，更實現(xiàn)了回收率達84. 50%的選別指標，脂肪酸浮選研究時間雖早，但由于其對部分無機鹽較低的選別效果，一直沒得到廣泛應用。

（四）螯合捕收劑浮選

鰲合捕收劑是近幾年的研究熱點，相較之前其他的捕收劑，鰲合捕收劑具有較高的選擇性，因而廣受人們重視，一直位于科技前沿的美國專利部門曾對外宣稱，螯合捕收劑若使用巰基羧酸醋，尤其是四甲基二戊基三巰基丙酸醋，浮選時對于一些難選別的氧化鉛鋅礦捕收效果良好。最近一段時間，又有研究人員如王祖旭等人發(fā)明了新型螯合劑解決了氧化鉛鋅礦冶煉時的鉛鋅難以分離的問題。

三、浸出法

浸出法的原理就是使用化學手段將要提取出的組分轉(zhuǎn)變成可溶性物質(zhì)，將其選擇性的溶解出來，最終將待提取金屬回收。氧化鉛鋅礦物由于其自身化學性質(zhì)可以直接用化學試劑浸出。因此，對于浸出法的研究就變得愈發(fā)重要，浸出法的技術困難主要是技術不成熟有一定難度，同時對于浸出液的處理也未找到合理的方案。但是部分研究人員正在攻克這一技術難關，比如賀山明等研究加壓酸浸工藝，他們以空氣加壓到0.6MPa、硫酸濃度140g/L、反應時間2h、浸出溫度控制130℃、固液體積質(zhì)量比1∶5、攪拌速度600 r /min、等條件下實現(xiàn)鋅浸出率近乎97%，鉛入渣率約98%，渣中鉛鋅含量差別較大，可直接進行冶煉，若技術成熟，一定會幫助企業(yè)有效提高鉛鋅礦的回收率。

四、實行聯(lián)合浮選流程

由于氧化鉛鋅礦自身成分復雜，伴生礦比較多，因此單一的浮選法已經(jīng)不能完全滿足工藝生產(chǎn)要求，目前大部門工廠針對開采的礦藏的特點 ，制定適宜分離的聯(lián)合浮選流程，以期提高鉛鋅及其他礦物的提取率 比如初選時使用硫化焙燒，重選時采取浮選、磁選以及煙化揮發(fā)- 浸出- 浮選多種工序，這些工序的使用使生產(chǎn)有了一定的流程，便于管理以及規(guī)?；a(chǎn)，最重要的是聯(lián)合流程的引入顯著提高了氧化鉛鋅礦選別的效果。

五、結語

氧化鉛鋅礦石相對于硫化鉛鋅礦而言，不僅成分復雜、結構組織多樣化，而且可溶性鹽類含量高種類廣、易泥化，所以對于其的選別和利用也有一定難度，由于資金以及技術的問題，雖然氧化鉛鋅礦的選礦工藝和浮選藥劑都有了一定的成果，仍未走向工廠只適合實驗室階段，對于研究人員而言，如何研究出新型浮選工藝、找到高效的廉價藥劑、攻克技術難題、制定出科學合理有效的聯(lián)合工藝是迫在眉睫的問題，這將大大提高我國能源利用率，有效緩解即將到來的能源危機。

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