西北某低鉛高鋅多金屬硫化礦浮選實(shí)驗(yàn)

郭海寧，郭艷華，包璽琳，柏亞林

（西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900）

鉛鋅作為重要的有色金屬原料，具有良好的耐磨性和抗腐蝕性[1]。由于汽車(chē)市場(chǎng)的快速擴(kuò)張和蓄電池更新周期的縮短，中國(guó)鉛消費(fèi)將保持強(qiáng)勁增長(zhǎng)。同時(shí)，隨著國(guó)內(nèi)鍍鋅板產(chǎn)能的擴(kuò)張和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需求的不斷擴(kuò)大，中國(guó)對(duì)鋅精礦及鋅產(chǎn)品的需求量也將越來(lái)越大[2-3]。因此，在當(dāng)前形勢(shì)下，加快我國(guó)鉛鋅礦資源勘探和開(kāi)發(fā)，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)鉛鋅礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。

西北某低鉛高鋅礦，礦石儲(chǔ)量較大，主金屬鉛、鋅品位較高，資源優(yōu)勢(shì)明顯。但在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)中，由于部分鋅的可浮性較好，造成鉛鋅互含較高，鉛精礦中含鋅超標(biāo)等問(wèn)題。為更好地利用該礦產(chǎn)資源，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本文以該礦石作為研究對(duì)象，針對(duì)該礦石的性質(zhì)特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)工藝流程的優(yōu)化，以及研發(fā)新型的鋅抑制劑，從而降低鉛精礦中含鋅量，提高鉛鋅回收率。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)分析

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，鉛、鋅物相分析結(jié)果見(jiàn)表2、3。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果/%Table 1 Chemical analysis results of multi-elements of the run-of-mine ore

表2 鉛物相分析結(jié)果Table 2 Analysis results of lead phase

表3 鋅物相分析結(jié)果Table 3 Analysis results of zinc phase

從表1中可以看出，礦石中可回收的主要有價(jià)元素為鉛、鋅，存在鉛低鋅高現(xiàn)象，銀品位為18.60 g/t，具有一定的回收價(jià)值，金含量相對(duì)較低。脈石組分主要為碳酸鹽和硅酸鹽類礦物。

由表2、3可知，鉛、鋅主要以硫化礦形式存在，鉛礦物存在局部氧化現(xiàn)象，主要呈白鉛礦形式存在。

1.2 礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石的結(jié)構(gòu)主要有自形—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)，交代殘余結(jié)構(gòu)，內(nèi)部環(huán)帶結(jié)構(gòu)等，以塊狀構(gòu)造，浸染狀構(gòu)造，條帶狀構(gòu)造和脈狀構(gòu)造為主。

礦石中金屬礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、白鉛礦等，脈石礦物主要有方解石、石英、長(zhǎng)石、絹云母、綠泥石等。

2 結(jié)果與討論

在原礦性質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)礦石的性質(zhì)特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況，分別進(jìn)行了新藥劑種類、磨礦細(xì)度、碳酸鈉用量、鋅抑制劑用量、鉛粗選捕收劑用量、鋅粗選捕收劑用量等條件實(shí)驗(yàn)[4-5]。

2.1 新藥劑實(shí)驗(yàn)

針對(duì)該礦石中鉛低鋅高，鉛存在一定程度的氧化的特點(diǎn)。根據(jù)探索實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鋅的可浮性較好，導(dǎo)致鉛精礦中含鋅較高。因此，對(duì)不同種類的鋅抑制劑進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)研究。工藝流程及藥劑制度見(jiàn)圖1，結(jié)果見(jiàn)表4。

圖1 新藥劑實(shí)驗(yàn)工藝流程及藥劑制度Fig.1 Process and reagent system of new reagent experiment

表4結(jié)果表明，采用常規(guī)鋅抑制劑，鉛精礦中鋅含量偏高，造成鉛精礦中鋅超標(biāo)，且鋅進(jìn)入鉛循環(huán)系統(tǒng)，降低了鋅回收率。當(dāng)采用T122時(shí)，鉛精礦品位得到較好的提升，含鋅也有較大幅度的降低。T122是一種復(fù)合無(wú)機(jī)抑制劑，在堿性條件下，T122可與閃鋅礦作用生成膠體Zn(OH)2和Zn4(CO3)(OH)6.H2O，同時(shí)增加閃鋅礦的親水性，使閃鋅礦被強(qiáng)烈抑制，從而減少鉛鋅互含，降低鉛精礦中含鋅量。

表4 新藥劑實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果Table 4 Results of new reagent test

2.2 條件實(shí)驗(yàn)

2.2.1 磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)

有用礦物單體解離是礦物浮選的一個(gè)前提條件，但磨礦細(xì)度過(guò)細(xì)又會(huì)造成浮選現(xiàn)象惡化，導(dǎo)致浮選指標(biāo)變差[6-7]。因此，確定適宜的磨礦細(xì)度十分必要。磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)工藝流程及藥劑制度見(jiàn)圖2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖2 磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)工藝流程及藥劑制度Fig.2 Process and reagent system of grinding fineness test

由圖3可知，在一定的磨礦細(xì)度范圍內(nèi)，隨著磨礦細(xì)度的增加，鉛回收率逐漸增加，且鉛粗精礦中含鋅逐漸降低。但當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm 大于75%時(shí)，鉛品位下降幅度較大，鉛回收率增加幅度較小。磨礦細(xì)度為 -0.074 mm 75%時(shí)，鉛粗精礦品位及回收率較佳，且含鋅較低。因此，確定最終磨礦細(xì)度為 -0.074 mm 75%。

圖3 磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Test results of grinding fineness

2.2.2 鉛粗選碳酸鈉用量實(shí)驗(yàn)

適宜的礦漿條件有助于提高鉛礦物的可浮性及藥劑與礦物的作用效果，實(shí)驗(yàn)選用碳酸鈉作為礦漿pH值調(diào)整劑。當(dāng)磨礦細(xì)度為 -0.074 mm 75%，T122用量為2500 g/t，乙硫氮用量為140 g/t，酯209用量為40 g/t時(shí)，對(duì)碳酸鈉用量進(jìn)行探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

從圖4中可以看出，碳酸鈉用量對(duì)浮選指標(biāo)影響較大，碳酸鈉用量較低，鉛粗精礦中鉛品位較高，但回收率較低。隨著碳酸鈉用量的增加，鉛回收率逐漸上升。當(dāng)碳酸鈉用量為1000 g/t時(shí)，鉛品位開(kāi)始變化不大，鉛回收率有較大的提高，繼續(xù)增加碳酸鈉用量，鉛品位下降，同時(shí)鉛粗精礦中含鋅增加，說(shuō)明大量的碳酸鈉對(duì)鉛浮選不利。因此，適宜的碳酸鈉用量為1000 g/t。

圖4 碳酸鈉用量實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Test results of sodium carbonate dosage

2.2.3 鉛粗選T122用量實(shí)驗(yàn)

在磨礦細(xì)度-0.074 mm 75%，碳酸鈉為1000 g/t，乙硫氮為140 g/t，酯209為40 g/t的條件下，進(jìn)行T122用量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。從圖5中可以看出，隨著T122用量的增加，鉛粗精礦中鉛回收率變化不大，鉛品位逐漸增加。鉛粗精礦中鋅品位下降幅度較大。因此，適宜的T122用量為2500 g/t。

圖5 T122用量實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Test results of T122 dosage

2.2.4 鉛粗選乙硫氮+酯209用量實(shí)驗(yàn)

當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074mm 75%，碳酸鈉為1000 g/t，T122為2500 g/t時(shí)，進(jìn)行乙硫氮+酯209用量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

由圖6可以看出，在一定范圍內(nèi)，隨著乙硫氮+酯209用量的增加，鉛回收率增加幅度較大，品位變化不大。適宜的乙硫氮+酯209用量為180 g/t。

圖6 乙硫氮+酯209用量實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.6 Test results of ethyl thio carbamate + ester 209 dosage

2.2.5 鋅粗選丁基黃藥用量實(shí)驗(yàn)

以選鉛尾礦作為給礦進(jìn)行選鋅實(shí)驗(yàn)，當(dāng)石灰用量4000 g/t，硫酸銅用量400 g/t，2#油用量為20 g/t時(shí)，進(jìn)行鋅粗選丁基黃藥用量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。

由圖7可知，隨著丁基黃藥用量的增加，鋅品位逐漸降低，回收率逐漸增加，當(dāng)丁基黃藥用量超過(guò)80 g/t時(shí)，鋅品位下降幅度較大，回收率趨于不變。當(dāng)丁基黃藥用量為80 g/t，鋅精礦品位及回收率指標(biāo)較優(yōu)。

圖7 丁基黃藥用量實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.7 Test results of butyl xanthate dosage

2.3 閉路實(shí)驗(yàn)研究

在條件實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用鉛一次粗選，兩次精選，一次掃選，鋅一次粗選，兩次精選，一次掃選，中礦依次返回的閉路實(shí)驗(yàn)流程，閉路實(shí)驗(yàn)工藝流程見(jiàn)圖8，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 閉路實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 5 Results of closed-circuit test

圖8 閉路實(shí)驗(yàn)工藝流程及藥劑制度Fig.8 Process and reagent system of closed-circuit test

由表5中實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，經(jīng)過(guò)閉路實(shí)驗(yàn)，最終可獲得鉛品位62.22%，回收率為92.42%，含鋅5.79%的鉛精礦。鋅精礦中鋅品位57.07%，回收率92.45%。同時(shí)，伴生元素得到了較好的富集、回收，鉛精礦中銀品位390.90 g/t，銀回收率76.50%，得到了較好的選別指標(biāo)。

3 結(jié) 論

（1）該礦石鉛品位2.56%，鋅品位9.17%，伴生銀品位18.60 g/t，鉛、鋅主要以硫化礦形式存在，鉛礦物存在局部氧化現(xiàn)象，主要呈白鉛礦形式存在。金屬礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、白鉛礦等，脈石礦物主要有方解石、石英、長(zhǎng)石、絹云母、綠泥石等。

（2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況及實(shí)驗(yàn)室探索實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，部分鋅的可浮性較好，造成鉛鋅互含較高，鉛精礦中含鋅超標(biāo)等問(wèn)題。對(duì)不同鋅抑制劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，最終發(fā)現(xiàn)采用T122時(shí)，鉛精礦品位得到較好的提升，含鋅也有較大幅度的降低。T122是一種復(fù)合無(wú)機(jī)抑制劑，在堿性條件下，T122可與閃鋅礦作用生成膠體Zn(OH)2和Zn4(CO3)(OH)6·H2O，同時(shí)增加閃鋅礦的親水性，使閃鋅礦被強(qiáng)烈抑制，從而減少鉛鋅互含，降低鉛精礦中含鋅量。

（3）對(duì)影響指標(biāo)的磨礦細(xì)度、鉛粗選碳酸鈉用量、T122用量、乙硫氮+酯209用量以及鋅粗選丁基黃藥用量進(jìn)行了探究，確定較佳條件：磨礦細(xì)度為-0.074 mm 75%，碳酸鈉用量為1000 g/t，T122用量為2500 g/t，乙硫氮+酯209用量為180 g/t，鋅粗選丁基黃藥用量為80 g/t。

（4）通過(guò)閉路流程實(shí)驗(yàn)，獲得最終指標(biāo)為鉛精礦中鉛品位62.22%，回收率為92.42%，含鋅5.79%的鉛精礦。鋅精礦中鋅品位57.07%，回收率92.45%。伴生元素得到了較好的富集、回收，鉛精礦中銀品位390.90 g/t，銀回收率76.50%，得到了較好的選別指標(biāo)。