組合捕收劑提高硫氧混合型鉛鋅礦浮選回收率試驗研究

肖 駿，黃圣淇，董艷紅，陳代雄

（1.湖南有色金屬研究院復雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點實驗室，湖南長沙 410100；2.長沙市鐵路第一中學，湖南長沙 410001）

組合捕收劑提高硫氧混合型鉛鋅礦浮選回收率試驗研究

肖 駿1，黃圣淇2，董艷紅1，陳代雄1

（1.湖南有色金屬研究院復雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點實驗室，湖南長沙 410100；2.長沙市鐵路第一中學，湖南長沙 410001）

廣西某硫氧混合型鉛鋅礦含Pb 1.01%、Zn 4.24%。經分析發(fā)現礦石中部分鉛礦物氧化為鉛礬等礦物，致使現場生產鉛回收率較低。研究采用新型組合捕收劑丁基黃原酸甲酸乙酯＋乙硫氮在最優(yōu)配比為4∶1條件下取代了原有的捕收劑，全流程閉路試驗結果表明：新型組合捕收劑可有效地提高鉛精礦中鉛的回收率，對部分鉛礬礦物兼具有捕收效果。

組合捕收劑；硫氧混合型鉛鋅礦；丁基黃原酸甲酸乙酯

自然界中的方鉛礦在淋蝕、風化等作用下先生成可溶性鹽類的鉛礬、鉛鐵礬礦物，再通過水解等作用演化為白鉛礦等碳酸鉛礦物［1］。由于常見的硫氧混合性鉛鋅礦氧化率不高，致使鉛礦物的主要氧化產物為鉛礬等硫酸鹽礦物，此類礦物不能與硫化鈉、硫氫化鈉等硫化劑發(fā)生硫化作用，故無法通過硫化－黃藥法加以回收［2］，所以現階段國內外大多數的硫氧混合型鉛鋅礦鉛的回收率較低，造成了大量的鉛金屬流失于尾礦中，同時由于尾礦中的鉛賦存形式多為可溶鹽狀態(tài)，造成了尾礦庫中的重金屬鉛含量超標［3］。所以強化硫氧混合型鉛鋅礦中的鉛礦物的回收不僅具有增加礦山金屬產值的經濟效益，也具有降低環(huán)境污染風險的社會效益。

現階段對于硫氧混合型鉛鋅礦中的鉛礬礦物綜合回收方式主要有兩種：（1）通過聯合工藝如重－浮聯合工藝、選－冶聯合工藝對不同狀態(tài)的鉛礦物進行回收。如曾茂青［4］等針對云南某堆存氧化鉛礦石中鉛礬占有率高、常規(guī)浮選方法回收率低的特性，采用浮選回收硫化鉛—浮選尾礦分級搖床重選回收鉛礬礦物的方式顯著提高了鉛的回收率；（2）電位調控條件下對鉛礬礦物的浮選回收。該方法通過使用硫化鈉等硫化劑調整礦漿電位，在大量的長鏈黃藥條件下提高了鉛礬礦物的可浮性，但該法具有可操作性差、藥劑成本高等缺點［5］。

1 礦石性質

1.1 礦石的化學成分及礦物組成

原礦礦石取自現場生產皮帶樣，對原礦進行破碎—對輥—磨礦后進行取樣多元素分析，得出礦石中的化學成分見表1。

表1 礦石多元素化學分析結果 %

通過對該硫氧混合型鉛鋅礦礦石樣品進行偏光顯微鏡下鑒定、化學多元素和掃描電鏡分析等綜合研究，查明該鉛鋅礦中主要金屬礦物為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦，其次為褐鐵礦、灰硫銻鉛礦等，脈石礦物主要為白云石、方解石、云母等，以及少量的石榴子石、石英、高嶺土、透輝石、角閃石等。礦石中的主要礦物組成及相對含量見表2。

表2 原礦主要礦物組成及含量 %

1.2 鉛鋅礦物的賦存狀態(tài)和目的礦物的嵌布特征

對礦石中的鉛、鋅物相分析，得到鉛、鋅金屬賦存及分配狀態(tài)見表3。

由表3可看出，該鉛鋅礦屬于典型的硫氧混合型鉛鋅礦，鉛、鋅均有部分氧化，鉛氧化率較高，其賦存于方鉛礦中的鉛占總鉛的59.41%，其分布率即為硫化鉛的理論最高回收率，有25.73%的鉛金屬賦存于鉛礬、鉛鐵礬等鉛礦物之中，此類鉛礦物親水性強，不易被常規(guī)的硫化劑硫化［6］，此為提高該硫氧混合型鉛鋅礦產出價值的難點和重點。

表3 礦石中鉛、鋅物相分析結果 %

對該硫氧混合型鉛鋅礦代表性礦石進行掃描電鏡分析，電鏡圖如圖1所示。從圖1可看出，該礦石中的方鉛礦主要沿膠態(tài)閃鋅礦和黃鐵礦的碎裂縫充填交代，呈不規(guī)則粒狀或脈狀分布，嵌布粒度0.001～0.05 mm，有部分微細?；驑O微細粒方鉛礦呈浸染狀或微細脈狀分布在白云石等脈石中，或充填于膠態(tài)結晶的隱晶質黃鐵礦晶粒間微細縫隙中。

英徹底崩潰了。她依然是害怕，害怕死亡，害怕死亡之際的疼痛，害怕死后另外一個世界人生地不熟，孤獨而無助。英老在想，自己上輩子究竟造了什么孽呢？

圖1 方鉛礦呈浸染狀分布于微細粒白云石和隱晶質黃鐵礦之間

1.3 影響選礦的工藝礦物學特性

由表1、表2、表3和圖1可看出，該鉛鋅礦屬于典型的硫氧混合型鉛鋅礦，礦石中主要目的礦物為方鉛礦、閃鋅礦，鉛的氧化率較高，賦存在鉛礬、鉛鐵礬中的鉛占25.73%，由于鉛礬、鉛鐵礬礦物可浮性極差，為該硫氧混合型鉛鋅礦的選礦的難點，同時，原礦中的方鉛礦與閃鋅礦、黃鐵礦、白云石等脈石礦物連生包裹關系復雜，有部分微細?；驑O微細粒方鉛礦呈浸染狀或微細脈狀分布在白云石、黃鐵礦等脈石中，為了得到高品質的鉛精礦產品，礦石中的方鉛礦的嵌布狀態(tài)對選礦過程中鉛鋅、鉛硫分離提出了更高的要求［7］。

2 試驗研究及結果討論

2.1 原則工藝流程的確定

由工藝礦物學分析結果可知，該硫氧混合型鉛鋅礦鋅、硫含量較高，主要的脈石礦物為以白云石、方解石為主的碳酸鹽礦物，通過采用重－浮聯合工藝進行探索試驗，重選精礦鉛、鋅、硫含量較高，不利于后續(xù)鉛、鋅精礦的單獨產出，同時重選尾礦達不到拋廢的標準。脫泥浮選不能改善浮選環(huán)境，亦致使大量的鉛、鋅金屬流失。所以擬定的原則工藝流程為：在對現場生產工藝流程無較大幅度的改動條件下，通過藥劑制度的優(yōu)化，提高部分氧化鉛礦物在鉛浮選作業(yè)的回收率。

2.2 組合捕收劑的篩選和確定

2.2.1 硫化鈉用量條件試驗

由鉛物相分析結果可知，該鉛鋅礦鉛氧化率較高，其中有25.73%的鉛賦存于鉛礬、鉛鐵礬等硫酸鹽礦物中，7.92%的鉛賦存于碳酸鉛礦物中，為了提高總鉛的回收率，進行硫化鈉用量條件試驗，試驗流程如圖2所示，所得結果如圖3所示。

圖2 硫化鈉用量條件試驗流程

圖3 硫化鈉用量條件試驗結果

由圖2、圖3結果可看出，在使用乙硫氮＋丁黃藥作為鉛礦物的捕收劑時，在鉛粗選作業(yè)中加入硫化鈉作為硫化劑，可以部分提高鉛粗選鉛的回收率，但該硫氧混合鉛鋅中的黃鐵礦、毒砂礦物優(yōu)于碳酸鉛等礦物被活化，被活化后的硫砷礦物很難再被石灰等抑制劑所抑制。如圖3所示，在硫化鈉為25 g／t條件下，鉛粗精礦產率急劇上升，粗精礦中鉛品位下降3.10%左右，此時鉛粗精礦含As 2.2%，鉛尾礦含As 0.04%，鉛粗精礦中As回收率達到了68%，表明少量的硫化鈉對該硫氧混合鉛鋅礦礦石中的砷礦物具有誘導活化效果［8］，為了避免最終鉛精礦砷含量超標，所以鉛粗選作業(yè)宜不添加硫化鈉。

2.2.2 捕收劑種類條件試驗

捕收劑種類條件試驗流程如圖2所示，固定鉛粗選磨礦細度為－0.074 mm占74%，該磨礦細度與該鉛鋅礦現場生產入選細度一致，固定石灰用量為1 500 g／t，硫酸鋅用量為240 g／t，硫化鈉用量為 0，以捕收劑種類為變量，篩選了數種捕收劑及組合捕收劑對比現場生產藥劑制度對該鉛鋅礦鉛礦物的捕收及選擇性的效果，試驗結果見表4。

表4 捕收劑種類條件試驗結果

由表4結果可看出，對比相同用量的藥劑制度條件下，現場生產的乙硫氮＋丁黃藥組合捕收劑相比于單用乙硫氮和丁黃藥時，一段粗選所得鉛粗精礦中鉛回收率最高，鉛粗精礦中鋅互含低于單用丁黃藥時粗精礦中的鋅含量，而只使用丁黃藥時致使粗精礦產率上升，不利于后續(xù)的鉛鋅分離，所以丁黃藥及長鏈黃藥不能大量添加，使用丁基黃原酸甲酸乙酯＋乙硫氮組合捕收劑時，所得精礦品位和回收率均高于其它的藥劑組合，浮選效果最好，這是由于在該組合條件下，不同活性的捕收劑在鉛礦物表面發(fā)揮了協同吸附的效果，乙硫氮對于上浮速率快的方鉛礦優(yōu)先吸附，而丁基黃原酸甲酸乙酯對親水性的鉛礬、氧化鉛礦物亦發(fā)生了吸附，致使總的吸附層密度增大，有效地提高了總鉛的回收率［9］。

2.2.3 組合捕收劑配比條件試驗

在確定丁基黃原酸甲酸乙酯＋乙硫氮組合作為擬定的捕收劑組合后，為了最大幅度地發(fā)揮這兩種藥劑對硫氧混合鉛鋅礦中鉛礦物的正協同捕收作用，進行了在固定總用量條件下的捕收劑配比條件試驗，試驗流程如圖2所示，固定石灰用量為1 500 g／t，硫酸鋅用量為 240 g／t，硫化鈉用量為 0，以捕收劑用量為變量，所得結果如圖4所示。

圖4 捕收劑丁基黃原酸甲酸乙酯與乙硫氮配比試驗結果

由圖4結果可看出，當丁基黃原酸甲酸乙酯與乙硫氮配比為4∶1時，此時鉛粗精礦的品位和回收率均較高，呈現出較好的對鉛礦物的正協同捕收作用，所以鉛粗選最適捕收劑用量為160 g／t＋40 g／t。

2.3 藥劑制度優(yōu)化后鉛浮選閉路試驗

在確定了新型組合捕收劑對廣西某硫氧混合鉛鋅礦中的難選鉛礦物具有良好的協同捕收作用后，進行了不改變現場工藝流程、僅優(yōu)化捕收劑的鉛浮選閉路試驗，試驗流程如圖5所示，所得指標見表5。

圖5 藥劑制度優(yōu)化后鉛浮選閉路試驗流程

表5 藥劑制度優(yōu)化后鉛浮選閉路試驗指標 %

由表5可看出，采用如圖5所示的藥劑制度，可得到含Pb 50.45%、Zn 3.76%，Pb回收率為63.42%的鉛精礦。而現場生產的藥劑制度是鉛浮選所用捕收劑乙硫氮 ＋丁黃藥，粗選用量為160 g／t＋40 g／t，鉛掃選1用量為60 g／t＋20 g／t，鉛掃選2用量為30 g／t，其它藥劑種類和用量與圖5一致，現場藥劑制度鉛閉路試驗指標見表6。

表6 現場藥劑制度鉛浮選閉路試驗指標%

對比表5和表6的指標可看出，采用新型組合捕收劑較現場生產藥劑制度在其它條件一致時，所得鉛精礦品位接近，但鉛回收率提高了6.76%，新指標中鉛回收率高于硫化鉛的理論回收率，表明丁基黃原酸甲酸乙酯對鉛礬等鉛氧化物具有一定的捕收效果。

3 結 論

1.廣西某硫氧混合型鉛鋅礦含Pb 1.01%、Zn 4.24%，礦石中部分鉛礦物被氧化為可溶性的鉛礬、鉛鐵礬等硫酸鉛礦物，賦存于此部分的鉛占總鉛的25.73%，采用常規(guī)的方法很難將其回收。

2.硫化鈉用量條件試驗結果表明：硫化鈉對硫砷礦物活化速率高于氧化鉛礦物，不利于鉛精礦的產出。

3.研究篩選出新型組合捕收劑丁基黃原酸甲酸乙酯＋乙硫氮在最優(yōu)配比為4∶1條件時，可最大限度地提高組合捕收劑對該硫氧混合鉛鋅礦中鉛礦物的正協同捕收效果，實現了對部分鉛礬礦物的回收，相同條件下藥劑制度對比鉛閉路試驗結果表明：新型組合捕收劑可提高鉛回收率6.76%，可推廣使用。

［1］ 賈清梅，曹兵，陳娟濃，等.方鉛礦氧化過程中溫度和氧化物濃度的影響研究［J］.金屬礦山，2009，39（9）：113－116.

［2］ 于正華，曾惠明，董艷紅，等.某高鐵質深度氧化鉛鋅礦選礦試驗研究［J］.湖南有色金屬，2014，30（2）：12－14.

［3］ 雷丹.湖南重金屬污染現狀分析及其修復對策［J］.湖南有色金屬，2012，28（1）：57－60.

［4］ 曾茂青，樂智廣，孫玉秀.高鉛礬的氧化鉛礦選礦工藝研究［J］.礦產綜合利用，2013，（1）：34－39.

［5］ Rashchi F，Dashti A，Arabpour－Yazdi M，et al.Anglesite flotation：a study for lead recovery from zinc leach residue［J］.Minerals Engineering，2005，18（2）：205－212.

［6］ Zhang P，Ryan J A.Formation of pyromorphite in anglesitehydroxyapatite suspensions［J］.Environmental Science＆Technology，1998，32（21）：339.

［7］ 肖駿，嚴宇揚，陳代雄，等.異步快速浮選流程分選某難選銅鉛鋅多金屬礦［J］.湖南有色金屬，2015，31（6）：25－29.

［8］ 向輝.高砷多金屬礦精礦脫砷及綜合回收選礦工藝研究［J］.湖南有色金屬，2001，17（3）：10－12.

［9］ 王毓華，鐘宏，馮其明.組合捕收劑浮選低氧化率混合銅礦石試驗研究［J］.礦冶工程，2001，21（3）：53－55.

Experimental Study of Improving Flotation Recovery of Lead in a Sulfideoxidiged Pb-Zn Mixed Ore by Using Combined Collector

XIAO Jun1，HUANG Sheng-qi2，DONG Yan-hong1，CHEN Dai-xiong1
（1.Hunan Provincial Key Laboratory for Complex Copper Lead Zinc Associated Metal Resources Comprehensive Utilization，Hunan Research Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410100，China；2.Changsha NO.1 Reilway Middle School，Changsha 410001，China）

A sulfide-oxidiged Pb-Zn mixed ore in Guangxi province contains 1.01%of Pb and 4.24%of Zn.It is found that some lead minerals in the ore are oxidized as anglesite and other minerals，which resulting in low recovery rate of lead in the field.In this paper，a new type of combined collector was used to replace the original collector with butyl xanthogenethyl formate and diethyldithiocarbamate in the optimum ratio of 4∶1.Results of whole close-circuit test show that the new collector can effectively improve the recovery rate of lead in lead concentrate，and has the ability to recycle partial anglesite minerals.

combined collecter；sulfide-oxidiged Pb-Zn mixed ore；butyl xanthogenethyl

TD923

A

1003－5540（2017）05－0013－05

廣西重點研發(fā)計劃資助（桂科AB16380270）

肖 駿（1987－），男，工程師，主要從事選礦研究工作。

2017－07－30