四川某鉛鋅礦選鋅新型捕收劑工業(yè)試驗研究

胡生福 彭 鑫 馮媛媛 周華榮 吳明海 許永偉 賴春華

(1.西部礦業(yè)集團科技發(fā)展有限公司,青海 西寧 810006;2.青海省高原礦物加工工程與綜合利用重點實驗室,青海 西寧 810006;3.青海省有色礦產資源工程技術研究中心,青海 西寧 810006;4.四川鑫源礦業(yè)有限責任公司,四川 甘孜 626000)

黃鐵礦和閃鋅礦可浮性相似,現(xiàn)階段多采用石灰抑硫浮鋅的工藝流程[1-4],常規(guī)藥劑選鋅時大量黃鐵礦會上浮影響精礦品質,常采用石灰為硫抑制劑。逄軍武等[3]在原礦含鋅0.87%的條件下,使用石灰為抑制劑取得了良好的效果,采用石灰將礦漿pH值調至12,經(jīng)3次精選,最終鋅精礦品位可達44.17%、回收率62.96%。但石灰抑硫浮鋅會造成水體中鈣離子超標,同時石灰會導致管道及設備鈣化結垢、回水pH值偏高等問題[5-7],增加了選廠回水處理和運輸成本壓力。為不添加強堿調漿實現(xiàn)低堿選鋅這一難題,尋求了一種適用于低堿條件選鋅的高效捕收劑,并對現(xiàn)場藥劑制度進行了優(yōu)化。新型硫胺酯類XK-512對鋅礦物有良好的選擇性,能在無石灰低堿環(huán)境中避免黃鐵礦上浮,提高鋅精礦指標。以XK-512為捕收劑對四川某鉛鋅礦選鉛尾礦進行了實驗室小型選鋅試驗,為考察該藥劑在鉛鋅選礦的工業(yè)應用效果,同時改善現(xiàn)場石灰造成的不利影響,在四川某鉛鋅礦進行了工業(yè)試驗,旨在為無石灰低堿工藝的應用提供參考。

1 試驗原料

礦樣取自四川某鉛鋅礦,原礦銅品位為0.41%、鋅品位為4.96%、鉛品位為2.94%,現(xiàn)場采用優(yōu)先選銅、選銅尾礦選鉛,選鉛尾礦再選鋅的優(yōu)先浮選工藝流程處理。試驗樣品取自現(xiàn)場選鉛尾礦漿(即選鋅給料),礦漿濃度為31.57%,干樣細度為-0.074 mm占72.68%,含鋅4.22%,鉛尾中損失的鉛占0.44%、銅占0.07%。試樣化學多元素分析結果見表1。試樣鋅物相分析結果見表2。

表1 試樣化學多元素分析結果Table 1 Chemical multielement analysis results of the sample %

表2 試樣鋅物相分析結果Table 2 Zinc phase analysis results of the sample %

表3 捕收劑對比閉路試驗結果Table 3 Closed-circuit test results for collector comparison %

浮選藥劑主要有石灰(工業(yè)級)、硫酸銅(工業(yè)級)、碳酸鈉(工業(yè)級)、XK-512(工業(yè)級)、丁基黃藥(工業(yè)級)、XK-410(工業(yè)級)、2#油(工業(yè)級)等。

2 試驗結果及討論

2.1 實驗室小型試驗

試驗用水采用現(xiàn)場回水,現(xiàn)場采用石灰作礦漿pH值調整劑及硫抑制劑,新工藝采用碳酸鈉調漿。按試驗條件依次添加調整劑攪拌3 min,加入活化劑攪拌3 min,加入捕收劑攪拌2 min。實驗室小型試驗流程見圖1。

圖1 實驗室小型試驗流程Fig.1 Flow chart of laboratory small-scale test

2.1.1 捕收劑種類對鋅浮選行為的影響

分別以現(xiàn)場原用丁基黃藥、XK-410、XK-512、丁基黃藥+XK-410為捕收劑(丁基黃藥與XK-410質量比為1∶1),在捕收劑用量均為40 g/t、活化劑硫酸銅用量為300g/t的條件下(捕收劑為丁基黃藥時,使用石灰作硫抑制劑,在硫酸銅之前添加,調整pH值至12左右)進行試驗,結果如圖2所示。

圖2 捕收劑種類對鋅粗精礦指標的影響Fig.2 Effect of different collectors on zinc rough concentrate index

由圖2可知,當XK-512為捕收劑時,鋅粗精礦鋅品位為24.44%、回收率為95.67%;丁基黃藥為捕收劑時,鋅品位為25.60%、回收率為95.12%;以XK-410為捕收劑,雖然獲得的粗精礦回收率最高,為96.86%,但品位較低;以XK-512為捕收劑,雖然鋅粗精礦品位低于現(xiàn)場藥劑丁基黃藥,但回收率較優(yōu),可通過后續(xù)精選作業(yè)來提高品位。因此,選擇XK-512為捕收劑。

2.1.2 碳酸鈉用量對鋅浮選行為的影響

采用碳酸鈉作調整劑,在XK-512用量為20 g/t、活化劑硫酸銅用量為300 g/t條件下,考察碳酸鈉用量對鋅浮選行為的影響,結果如圖3所示。

圖3 碳酸鈉用量對鋅粗精礦指標的影響Fig.3 Effect of sodium carbonate dosage on zinc rough concentrate index

由圖3可知,隨著碳酸鈉用量的增加,鋅粗精礦鋅品位呈先降低后增大的趨勢,回收率先升高后降低,當碳酸鈉用量為500 g/t時,鋅粗精礦鋅品位為19.02%,回收率達到最大值,為96.35%,當碳酸鈉用量為1 000 g/t時,鋅品位達到最大值,為24.56%,回收率為96.16%。綜合考慮,選擇碳酸鈉用量為500 g/t。

2.1.3 硫酸銅用量對鋅浮選行為的影響

在碳酸鈉用量為500 g/t、XK-512用量為20 g/t條件下,考察硫酸銅用量對鋅浮選行為的影響,結果如圖4所示。

圖4 硫酸銅用量對鋅粗精礦指標的影響Fig.4 Effect of copper sulfate dosage on zinc rough concentrate index

由圖4可知,隨著硫酸銅用量的增大,鋅粗精礦鋅品位和回收率均呈先增加后降低的趨勢,當硫酸銅用量為200 g/t時,鋅粗精礦品位達到最大,為20.68%,回收率為94.31%,繼續(xù)增大用量,品位略有降低,當硫酸銅用量為250 g/t時,鋅粗精礦回收率達到最高,為96.13%。綜合考慮,選擇硫酸銅用量為200 g/t。

2.1.4 XK-512用量對鋅浮選行為的影響

在碳酸鈉用量為500 g/t、硫酸銅用量為200 g/t條件下,考察XK-512用量對鋅浮選行為的影響,結果如圖5所示。

圖5 XK-512用量對鋅粗精礦指標的影響Fig.5 Effect of XK-512 dosage on zinc concentrate index

由圖5可知,隨著XK-512用量的增加,鋅粗精礦品位呈先增加后降低的趨勢,回收率先降低后逐漸增加。XK-512屬于酯類藥劑,油狀的性質決定了用量較高時產生消泡作用[7-8],泡沫壽命縮短,造成礦物流失,因此用量不宜過大。當XK-512用量為20 g/t時,鋅粗精礦品位為23.72%、回收率為96.26%。因此,選擇XK-512用量為20 g/t。

2.1.5 閉路試驗

根據(jù)條件試驗結果,在實驗室分別開展原現(xiàn)場高堿工藝和XK-512低堿工藝1粗3精2掃的閉路流程試驗(圖6、圖7),試驗結果如表2所示。

圖6 捕收劑對比閉路試驗流程Fig.6 Closed-circuit test process for collector comparison

從表2可以看出,原高堿工藝閉路試驗可獲得含鋅51.54%、回收率94.48%的鋅精礦,低堿工藝閉路試驗可獲得含鋅55.25%、回收率95.58%的鋅精礦;低堿工藝比原工藝品位和回收率都略有提高,且低堿工藝可以大幅度減少石灰用量。

2.2 工業(yè)試驗研究

實驗室閉路試驗表明,低堿工藝優(yōu)于高堿工藝。為給后續(xù)的工藝推廣提供數(shù)據(jù),按照原高堿工藝的現(xiàn)場設備,在不改變工藝流程,僅替換現(xiàn)場藥劑制度的情況下,采用1粗3精3掃的全閉路工藝流程,在現(xiàn)場開展工業(yè)試驗。

根據(jù)實驗室小型試驗研究結果,采用碳酸鈉調漿,消除原工藝回水中鈣離子的消極作用,采用硫酸銅作活化劑,XK-512作捕收劑,工業(yè)試驗經(jīng)過調整階段、優(yōu)化階段和穩(wěn)定階段不斷調試和改進,最終穩(wěn)定階段在原礦含鋅3.34%的條件下,獲得鋅品位48.54%、作業(yè)回收率為96.15%的鋅精礦。浮選工業(yè)試驗結果見表4。

表4 浮選工業(yè)試驗結果Table 4 Results of industrial flotation tests

3 結 論

(1)原礦鋅含量為4.96%,氧化率為3.26%,閃鋅礦為主要賦存礦物,鋅礦物主要與方鉛礦邊緣或包裹連生,部分方鉛礦與閃鋅礦浸染連生,難以分離,導致鋅精礦中鉛含雜;其次閃鋅礦與黃鐵礦、脈石礦物等呈邊緣或包裹連生。通過實驗室小型試驗研究,確定了試驗最佳工藝參數(shù),進行了原高堿工藝與無石灰低堿工藝閉路試驗,對比試驗結果,原高堿工藝閉路試驗可獲得含鋅51.54%、回收率94.48%的鋅精礦,低堿工藝閉路試驗可獲得含鋅55.25%、回收率95.58%的鋅精礦;低堿工藝比原工藝品位和回收率都略有提高,且低堿工藝可以大幅度減少石灰用量。

(2)在四川某鉛鋅礦開展工業(yè)試驗,穩(wěn)定階段在原礦含鋅3.34%的條件下,獲得了鋅品位48.54%、作業(yè)回收率96.15%的鋅精礦。