廣西某鉛鋅礦提高鉛回收率試驗及工業(yè)應(yīng)用*

韋炳強 周鈺灃 蔡冰冰 楊建文 朱雅卓 戴明釗 胡 波

（1.廣西中金嶺南礦業(yè)有限責(zé)任公司；2.湖南有色金屬研究院有限責(zé)任公司；3.復(fù)雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點實驗室）

鉛鋅礦是我國重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，由于其特殊性質(zhì)在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有重要的地位。鉛鋅金屬主要用于電氣工業(yè)、軍事工業(yè)、冶金工業(yè)、機械工業(yè)和化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域，鉛金屬在核工業(yè)、石油工業(yè)等也具有廣闊的應(yīng)用前景［1-2］。鉛鋅的成礦物質(zhì)來源相同，原子的外層電子結(jié)構(gòu)相似，都具有強烈的親硫性，在自然界中關(guān)系極為密切，我國鉛鋅礦石以硫化礦為主，占鉛鋅礦總儲量的90%左右。目前，鉛鋅礦選礦以浮選工藝為主［3-4］，伴隨著鉛鋅資源的大量開發(fā)利用，易選礦石逐漸減少，細粒浸染狀鉛鋅礦、微細粒鉛鋅礦、高硫鉛鋅礦等難選鉛鋅礦日趨增多［5-7］，這無疑增大了選礦難度。為了合理利用礦產(chǎn)資源，提高選礦指標(biāo)，需選用合適的選礦流程。

廣西某鉛鋅礦已探明鉛鋅金屬儲量超100 萬t，是國內(nèi)典型的碳酸鹽型硫化鉛鋅礦礦床，其選礦工藝流程為傳統(tǒng)的鉛優(yōu)先浮選—鉛尾礦活化浮選鋅，依次產(chǎn)出鉛精礦、鋅精礦［8-9］。由于該地區(qū)鉛鋅礦原礦礦石種類繁多、性質(zhì)波動大、原生及次生泥質(zhì)含量高、鉛礦物嵌布粒度細、現(xiàn)場浮選設(shè)備適用性較差等原因，致使實際鉛鋅生產(chǎn)過程中存在回收率偏低、流程中礦循環(huán)量過大、生產(chǎn)流程指標(biāo)波動大等問題［10-15］。近年來，通過對現(xiàn)場浮選流程整合技改、浮選關(guān)鍵因素調(diào)控與科研攻關(guān)等多項措施，生產(chǎn)指標(biāo)中鉛累計回收率達54%左右，但仍存在鉛回收率長時間低于50%的問題，嚴(yán)重影響了鉛精礦累計回收率指標(biāo)和企業(yè)經(jīng)濟效益［16］。為了進一步提高鉛精礦回收率和增加企業(yè)經(jīng)濟效益，并滿足下一步選廠擴大產(chǎn)能的整體布局需求，以該鉛鋅選廠產(chǎn)出的浮選鉛精選1尾礦為研究對象，系統(tǒng)分析樣品中目的礦物的存在形式和粒度分布特征，查明限制現(xiàn)場鉛生產(chǎn)指標(biāo)提高的工藝礦物學(xué)癥結(jié)，根據(jù)小型試驗結(jié)果對選廠原有生產(chǎn)工藝進行磨礦工藝流程改造并實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。

1 現(xiàn)場生產(chǎn)流程查定及樣品采集

試驗用浮選鉛精選1 尾礦樣品取自該選礦廠生產(chǎn)系統(tǒng)，取樣方式為自動取樣機取樣，每隔2 h取1次樣，共連續(xù)取3 個班次，連續(xù)24 h 共12 件樣品，12 件樣品混勻為綜合浮選鉛中礦樣，并縮分為分析檢測樣品、篩析用樣品?，F(xiàn)場生產(chǎn)工藝流程見圖1，生產(chǎn)指標(biāo)見表1。

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2 結(jié)果與討論

2.1 工藝礦物學(xué)分析

經(jīng)偏光顯微鏡及掃描電鏡檢測可知，鉛精選1尾礦樣中金屬礦物主要是閃鋅礦、黃鐵礦、方鉛礦，少量褐鐵礦、灰硫砷鉛礦、白鉛礦等；脈石礦物主要是白云石，其次為重晶石，少量石英、石榴石、方解石、長石、石膏、云母及微量磷灰石、高嶺石、電氣石等。鉛精選1尾礦粒度特征及解離度見表2、表3。

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由表3 可知，方鉛礦單體率很低，占5%，方鉛礦的連生體主要為閃鋅礦-方鉛礦-黃鐵礦（有時還有脈石礦物）多礦物復(fù)雜連生，占40%，略多于方鉛礦與閃鋅礦連生（占37%），方鉛礦一般以小體積與閃鋅礦連生（Pb 的貧連生）；少量方鉛礦單獨與黃鐵礦連生，占10%；部分方鉛礦與脈石礦物連生，占比為8%，與脈石礦物連生的方鉛礦主要被脈石礦物包裹或半包裹。

結(jié)合表1分析結(jié)果，為了查明該鉛鋅礦浮選鉛精選1 尾礦中鉛的流失原因，對鉛精選1 尾礦產(chǎn)品進行鏡下檢測，鉛精選1尾礦微觀形貌及嵌布特征見圖2。

由圖2 可見，鉛精選1 尾礦樣中基本未見到方鉛礦或閃鋅礦的單體，偶見-10 μm 單體（圖2（a）），方鉛礦主要以方鉛礦-閃鋅礦-黃鐵礦多礦物復(fù)雜連生（圖2（e）），其次為方鉛礦與閃鋅礦包裹連生（富連生圖2（c）），方鉛礦以小體積與閃鋅礦、脈石礦物連生（貧連生圖2（f））；少量方鉛礦單獨與黃鐵礦連生（圖2（d）），部分方鉛礦與脈石礦物包裹連生（圖2（b）），與脈石礦物連生的方鉛礦主要被脈石礦物包裹或半包裹。

結(jié)合表1 及圖2 結(jié)果，現(xiàn)場生產(chǎn)鉛精選1 尾礦中鉛礦物解離分布見表4。方鉛礦的粒度甚低，+0.02 mm 已很少見，主要集中在0.01～0.02 mm，-0.01 mm含量占比超過1/3。

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2.2 試驗室試驗研究

2.2.1 鉛精選1尾礦磨礦細度試驗

固定鉛粗選石灰用量600 g/t、丁基黃藥用量100 g/t、2#油用量10 g/t、礦漿濃度為30%進行鉛精選1尾礦再磨再選細度試驗，試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見圖4。

由圖4 可見，鉛精選1 尾礦磨與不磨存在質(zhì)的區(qū)別，不磨直接精選鉛鋅同步富集，難分離，鉛品位低，互含高；再磨后再選鉛鋅易分離，鉛精礦品位明顯提升，鋅互含大幅下降；故磨礦細度選擇-0.02 mm65%～70%。

2.2.2 鉛精選1尾礦粗選礦漿pH值試驗

固定磨礦細度為-0.02 mm65%～70%、丁基黃藥用量100 g/t、2#油用量10 g/t、礦漿濃度為30%、石灰為礦漿pH值調(diào)整劑進行礦漿pH值試驗，試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見圖5。

由圖5可見，不添加石灰調(diào)漿直接精選鉛鋅同步富集，鉛精礦品位低、互含高；隨著礦漿pH 值的升高，鉛品位呈上升至平穩(wěn)的趨勢，鋅互含呈依次降低趨勢；當(dāng)?shù)V漿pH 值大于12后，鉛精礦品位、互含均只小幅度增減；故礦漿pH值選擇12～13為宜。

2.2.3 鉛精選1尾礦粗選礦漿濃度試驗

固定鉛精選1 尾礦磨礦細度為-0.02 mm65%～70%、礦漿pH 值為12～13、丁基黃藥用量100 g/t、2#油用量10 g/t，進行粗選礦漿濃度試驗，試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見圖6。

由圖6 可見，隨著礦漿濃度的增加，鉛精礦品位呈下降趨勢，鉛回收率先增加后降低；故礦漿濃度選擇30%～41%。

2.2.4 鉛精選1尾礦全流程開路試驗

在上述條件試驗的基礎(chǔ)上，進行鉛精選1尾礦再磨再選全流程開路試驗，試驗流程及藥劑制度見圖7，試驗結(jié)果見表5。

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由表5可知，鉛粗精礦再磨經(jīng)1粗2精后，獲得的鉛精礦鉛品位55.36%，含鋅11.61%，鉛回收率22.33%，鋅回收率0.82%。

2.3 工業(yè)試驗最終流程及生產(chǎn)指標(biāo)

結(jié)合前述工藝礦物學(xué)分析、試驗室試驗結(jié)果及現(xiàn)場配置情況，對原有生產(chǎn)工藝流程進行了改造，并開展了工業(yè)試驗，工業(yè)試驗流程見圖8。連續(xù)運轉(zhuǎn)1個月（90個班次）的平均指標(biāo)見表6。

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對比表1、表6可知，在基本不改變原鉛浮選系統(tǒng)及藥劑制度的條件下，改造現(xiàn)場閑置的小球磨機及旋流器進行鉛精選1尾礦再磨，再磨后產(chǎn)品仍給入原鉛浮選系統(tǒng)中循環(huán)。相比原有鉛選礦工藝，改進后的浮選工藝應(yīng)用后，鉛精礦鉛回收率提高5.50 個百分點，按年處理75 萬t 礦石計算，每年可新增鉛精礦粉330 t，經(jīng)濟效益顯著。

3 結(jié) 論

（1）鉛精選1 尾礦中的金屬礦物主要是閃鋅礦、黃鐵礦、方鉛礦，少量褐鐵礦、灰硫砷鉛礦、白鉛礦等。經(jīng)鏡下檢測和單體解離度分析可知，鉛礦物解離度僅5%，主要以方鉛礦-閃鋅礦-黃鐵礦多礦物復(fù)雜連生，占40%；方鉛礦-閃鋅礦連生占37%，但一般以小體積與閃鋅礦貧連生。少量方鉛礦單獨與黃鐵礦連生，占10%；部分方鉛礦與脈石礦物連生，占8%，與脈石礦物連生的方鉛礦主要被脈石礦物包裹或半包裹。方鉛礦的粒度低，主要在-0.02 mm，是直接影響鉛鋅礦現(xiàn)場生產(chǎn)指標(biāo)提高的關(guān)鍵因素。為有效提高該鉛鋅礦生產(chǎn)指標(biāo)，減少尾礦中的鉛金屬流失，推薦新增鉛精選1 尾礦分級再磨工藝，提升鉛精選1 尾礦中方鉛礦整體解離度，進而實現(xiàn)鉛精礦中鉛金屬回收率的有效提升。

（2）試驗室試驗結(jié)果表明，鉛精選1 尾礦經(jīng)再磨可以實現(xiàn)鉛鋅的高效分離，再磨后鉛鋅的可浮性差異顯著增加，分離效率明顯提升，鉛能夠及時且最大化轉(zhuǎn)化成精礦產(chǎn)品，同時鉛精選作業(yè)循環(huán)量大幅降低，選鉛過程中上浮的鋅礦物能及時進入鋅浮選系統(tǒng)，浮選系統(tǒng)更加流暢平穩(wěn)。

（3）3 個月的工業(yè)生產(chǎn)表明，在不改變原鉛浮選系統(tǒng)藥劑制度的條件下，改造現(xiàn)場閑置球磨分級系統(tǒng)進行鉛精選1尾礦再磨工業(yè)試驗，改進后的浮選工藝應(yīng)用后，鉛精礦鉛回收率提高5.50 個百分點，且經(jīng)濟效益顯著。