新疆某鉛鋅礦選礦工藝試驗(yàn)研究

李 飛，周 濤，李健民，黃國(guó)賢

（西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900）

金屬鉛、鋅廣泛應(yīng)用于機(jī)械、軍工等行業(yè)中，其主要來(lái)源為鉛鋅礦[1]。自然界中鉛、鋅資源多共存于同一礦床中，原因是鉛、鋅元素具有相類(lèi)似的外層電子結(jié)構(gòu)，均具有強(qiáng)烈的親硫性，共同的成礦物質(zhì)來(lái)源和相似的地球化學(xué)行為，使二者在地殼中緊密富集共存。復(fù)雜多樣的成礦作用造成了多種不同類(lèi)型的鉛鋅礦礦床，很大程度上導(dǎo)致鉛、鋅嵌布致密復(fù)雜，分離困難[2]。所以，對(duì)鉛鋅礦進(jìn)行選礦工藝研究，實(shí)現(xiàn)鉛鋅的選別、富集和分離，有利于滿(mǎn)足日漸攀升的鉛鋅資源需求量，對(duì)保障和促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有積極的意義。

1 礦石性質(zhì)

本研究所用礦樣采自新疆某地，原礦中含鉛3.86%，含鋅2.14%，鉛鋅含量較高，是主要的有價(jià)元素，此外，原礦中還有較高含量的銀，可以考慮在浮選過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行富集。該礦石礦物組成多樣，金屬礦物主要為鉛鋅礦物，鉛礦物以方鉛礦為主，鋅礦物以閃鋅礦為主，其他金屬礦物有黃鐵礦和雌黃鐵礦等，脈石礦物包括方解石、白云石、石英等。原礦礦石結(jié)構(gòu)復(fù)雜，破碎和交代結(jié)構(gòu)明顯，有包裹體結(jié)構(gòu)存在。礦物構(gòu)造較為多樣，鏡下觀(guān)察顯示，礦物構(gòu)造多呈脈狀、浸染狀和星點(diǎn)狀。原礦中鉛鋅共生緊密，嵌布復(fù)雜，屬?gòu)?fù)雜鉛鋅多金屬硫化礦。原礦主要化學(xué)元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，鉛鋅物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 原礦樣化學(xué)多元素分析結(jié)果/%

注：帶*單位為g/t。

表2 原礦鉛鋅物相分析結(jié)果/%

2 選礦試驗(yàn)

試驗(yàn)礦樣為典型的硫化鉛鋅礦，對(duì)該類(lèi)礦石的選別，可采用優(yōu)先浮選的工藝流程——即采用合適的藥劑制度先對(duì)礦石中的鉛礦物進(jìn)行浮選富集得到鉛精礦，然后對(duì)鉛浮選的尾礦浮選得到鋅精礦，最終實(shí)現(xiàn)鉛鋅的分離。

2.1 鉛粗選試驗(yàn)條件

（1）磨礦細(xì)度試驗(yàn)。由于試驗(yàn)礦樣中各礦物嵌布復(fù)雜、鉛鋅嵌布緊密，為保證目的礦物的回收，鉛鋅的充分解離是必要的前提條件，因此需對(duì)磨礦細(xì)度進(jìn)行試驗(yàn)。磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)工藝流程及條件

由圖2可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，鉛粗精礦中鉛的品位先升高后降低，鋅的品位則呈先降低后升高的趨勢(shì)，鉛的回收率降低直至趨于平穩(wěn)，鋅的回收率呈先降低后升高的趨勢(shì)。當(dāng)磨礦細(xì)度為-200目占75%時(shí)，鉛粗精礦中含鋅最低，綜合而言此時(shí)指標(biāo)最佳。因此，確定最佳磨礦細(xì)度為-200目占75%。

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

（2）硫酸鋅用量試驗(yàn)。優(yōu)先浮選鉛的過(guò)程中，添加硫酸鋅可有效抑制鉛粗精礦中鋅的含量。因此，試驗(yàn)過(guò)程中需確定硫酸鋅的用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響。試驗(yàn)?zāi)サV細(xì)度為-200目占75%，石灰用量為8000g/t，變換硫酸鋅用量為0g/t、500g/t、1000g/t、1500g/t，其他條件見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3中試驗(yàn)結(jié)果可知，硫酸鋅的添加對(duì)鉛粗精礦中鋅含量的抑制有明顯效果，此外，隨著硫酸鋅添加量的增加，鉛粗精礦中鋅的含量和回收率先降低后趨于平穩(wěn)，而鉛的品位和回收率基本保持不變。綜合考慮浮選指標(biāo)及成本，最終確定硫酸鋅的添加量為500g/t。

表3 硫酸鋅用量試驗(yàn)結(jié)果

（3）丁基黃藥用量試驗(yàn)。試驗(yàn)采用傳統(tǒng)的、適用性較廣的丁基黃藥作為鉛優(yōu)先浮選的捕收劑[3]。試驗(yàn)固定磨礦細(xì)度為-200目占75%，石灰用量8000g/t，硫酸鋅用量為500g/t，以丁基黃藥用量為變量，分別為60g/t、70g/t、80g/t、90g/t，試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4中試驗(yàn)結(jié)果可知，丁基黃藥用量的增加，有利于鉛粗精礦產(chǎn)率的提升，但也同樣導(dǎo)致了鉛品位的下降以及鉛粗精礦中含鋅量的增加。綜合考慮浮選指標(biāo)，確定丁基黃藥的用量為70g/t。

表4 丁基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

2.2 鋅粗選條件試驗(yàn)

通過(guò)系統(tǒng)的鉛浮選條件試驗(yàn)得知，經(jīng)過(guò)5分鐘的粗選和4分鐘的掃選，此時(shí)可較為充分地回收礦樣中的鉛。因而確定在此基礎(chǔ)上，以鉛粗選所得尾礦作為選鋅的給礦進(jìn)行鋅粗選條件試驗(yàn)。

（1）石灰用量試驗(yàn)。試驗(yàn)固定硫酸銅用量為80g/t，丁基黃藥粗選段用量為60g/t，掃選段用量為20g/t，粗選時(shí)間4分鐘，掃選時(shí)間3分鐘，變換石灰用量分別為6000g/t、8000g/t、10000g/t、12000g/t，試驗(yàn)流程及相關(guān)條件見(jiàn)圖3，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

圖3 鋅粗選石灰用量試驗(yàn)流程圖

表5 鋅粗選石灰用量試驗(yàn)結(jié)果

由表5中試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著石灰量的增加，鋅粗選精礦的作業(yè)產(chǎn)率逐漸減小，對(duì)應(yīng)鋅的品位逐漸增大，鋅作業(yè)回收率逐漸降低，鋅粗精礦含鉛量同樣逐漸減小。當(dāng)石灰用量為10000g/t時(shí)，此時(shí)鋅粗精礦中含鉛最少，浮選指標(biāo)相對(duì)最佳，因此確定鋅粗選石灰添加量為10000g/t。

（2）硫酸銅用量試驗(yàn)。在鉛鋅優(yōu)先浮選中添加硫酸銅，可使前期被抑制的鋅礦物得到活化，因此需對(duì)硫酸銅的添加量進(jìn)行試驗(yàn)考察。試驗(yàn)固定石灰用量為10000g/t，以硫酸銅用量為變量，分別為60g/t、80g/t、100g/t，試驗(yàn)流程及其余條件見(jiàn)圖3，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果

由表6中試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著硫酸銅用量的增加，鋅粗精礦的產(chǎn)率逐漸增大，說(shuō)明硫酸銅的添加對(duì)前期被抑制的鋅礦物起到了活化對(duì)用，此時(shí)，鋅品位逐漸降低，回收率逐漸增大。綜合看來(lái)，在硫酸銅添加量為80g/t時(shí)，浮選指標(biāo)相對(duì)最好，因此確定硫酸銅的用量為80g/t。

2.3 閉路浮選試驗(yàn)

根據(jù)鉛、鋅各條件試驗(yàn)所確定的最佳藥劑制度，對(duì)試驗(yàn)礦樣進(jìn)行了閉路浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程圖如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 閉路試驗(yàn)結(jié)果

圖4 全浮選閉路試驗(yàn)流程圖

由閉路浮選試驗(yàn)結(jié)果可知，通過(guò)優(yōu)先浮選流程，分別經(jīng)過(guò)“一粗三精一掃”的鉛和鋅浮選，最終獲得了鉛品位為66%、回收率為89.20%的鉛精礦和鋅品位為47.93%、回收率為81.27%的鋅精礦，鉛、鋅精礦互含較低，浮選指標(biāo)較好。此外，Ag也在鉛精礦中得到了有效富集，Ag含量達(dá)到了1048.90g/t。說(shuō)明所采用的藥劑制度和試驗(yàn)流程對(duì)該礦樣的浮選效果較為顯著。

3 結(jié)論

試驗(yàn)礦樣屬于鉛鋅多金屬硫化礦，礦石中鉛、鋅、銀均有很好的回收利用價(jià)值。該礦石中主要金屬礦物包括方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等，脈石礦物包括方解石、白云石、石英等。礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造較為復(fù)雜，目的礦物嵌布細(xì)且雜。通過(guò)采用“優(yōu)先浮選鉛——鉛尾礦選鋅”的試驗(yàn)流程，最終可獲得鉛品位為66%、回收率為89.20%、含銀1048.90g/t的鉛精礦和鋅品位為47.93%、回收率為81.27%的鋅精礦，實(shí)現(xiàn)了鉛鋅的有效分離，與此同時(shí)，礦石中的伴生銀也得到了有效回收。