高銀低鉛低鋅多金屬礦浮選試驗研究

汪志平 鄒堅堅 王成行 李 強

(1.江西蕩坪鎢業(yè)有限公司，江西 大余 341500;2.廣東省科學院資源利用與稀土開發(fā)研究所，廣東 廣州 510650;3.稀有金屬分離與綜合利用國家重點實驗室，廣東 廣州 510650)

銀、鉛和鋅均屬于親硫元素，在地質(zhì)成礦過程中，三者常聚集在一起形成富含銀的鉛鋅多金屬礦[1-2]。由于鉛對銀具有很強的親合力，成礦過程中銀易進入鉛礦物晶格，形成載銀的硫化鉛礦物，因此，硫化鉛礦物普遍含有銀。鉛精礦中的銀在冶煉過程中容易富集回收，因而計價系數(shù)高，而鋅精礦中的銀在冶煉過程中回收相對困難，因而計價系數(shù)低。因此，選礦過程中應(yīng)盡可能使銀富集至鉛精礦中。對于硫化鉛鋅礦的選礦，國內(nèi)外選礦工作者在流程結(jié)構(gòu)和藥劑制度方面開展了大量的研究[3-4]?？傮w而言，對于硫化鉛鋅礦，流程結(jié)構(gòu)研究主要針對混合浮選和優(yōu)先浮選，藥劑研究主要針對高效鋅硫抑制劑和高選擇性捕收劑展開。根據(jù)不同的礦石特點，采用不同的流程結(jié)構(gòu)和藥劑制度，從而實現(xiàn)不同鉛鋅礦石中有價元素的回收[5-8]。

對于高銀低鉛低鋅的鉛鋅礦石，銀的價值占據(jù)主導地位，因此，強化銀的回收顯得格外重要[9-10]。本研究以某高銀低鉛低鋅多金屬礦為對象，開展了選礦工藝流程及藥劑制度試驗，獲得了銀鉛精礦、鋅精礦和硫精礦，實現(xiàn)了銀高效富集至鉛精礦的目標，研究成果為礦山的流程優(yōu)化提供了技術(shù)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學成分及礦物組成分析

試樣取自江西某鉛鋅礦山，礦石化學多元素及礦物定量分析結(jié)果分別見表1、表2。

表1 礦石化學多元素分析結(jié)果Table 1 Analysis results of the chemical multi-elements of the ores %

由表1可知，礦石銀品位達到76.28 g/t，含鉛0.78%，勉強達到硫化鉛鋅礦石鉛工業(yè)品位0.7%～1.0%，含鋅0.69%，未達到硫化鉛鋅礦鋅工業(yè)品位1.0%～2.0%。結(jié)果表明，本礦石為高銀低鉛低鋅多金屬硫化礦。

由表2可知，礦石中方鉛礦和閃鋅礦含量分別為0.87%和1.31%，表明鉛鋅礦物量均較低;同時含有微量的螺狀硫銀礦等銀礦物，磁黃鐵礦是最主要的硫礦物，含量達到10.40%;脈石礦物主要為石英、長石、方解石、鈣鋁榴石、輝石等。

1.2 主要礦物嵌布粒度及銀平衡分布

對礦石中主要有價礦物方鉛礦和閃鋅礦進行嵌布粒度分析，結(jié)果見表3;對礦石中銀礦物的平衡分布情況進行研究，結(jié)果見表4。

表3 主要有價礦物的嵌布粒度Table 3 Dissemination particle sizes of the main value minerals

表4 銀的平衡分布結(jié)果Table 4 The results of equilibrium distribution of the silver

由表3可知，方鉛礦的嵌布粒度粗細不均，主要分布于0.02～0.64 mm，粒級分布率為85.48%，屬于中、細粒較均勻嵌布類型;閃鋅礦的嵌布粒度相對較粗，只有小部分嵌布粒度較細的閃鋅礦，主要分布于0.04～1.28mm，粒級分布率為86.79%，屬于粗、細粒不均勻嵌布類型。當磨礦細度達到73%時，方鉛礦的總解離度達到84.24%，閃鋅礦的總解離度達到89.92%。

由表4可知，銀主要賦存于方鉛礦、螺狀硫銀礦、黝銻銀礦等含銀礦物中，少量的銀賦存于硫鐵礦及脈石中，極少量的銀賦存于閃鋅礦中。

2 試驗方案的確定

礦石中主要有價礦物嵌布粒度粗細不均，以粗粒為主，鉛鋅礦物含量低，銀含量高，銀的價值占據(jù)主導地位，因此，選別過程中需加強銀的回收，并盡可能使銀富集至鉛精礦中。由于礦石中89%的銀賦存于方鉛礦等含銀礦物中，因此，實現(xiàn)方鉛礦等含銀礦物的回收至關(guān)重要，采用銀鉛優(yōu)先浮選，有利于獲得較高品位和回收率的銀鉛精礦。礦石中鋅硫品位均較低，宜采用鋅硫混浮—再分離回收鋅、硫。結(jié)合礦石性質(zhì)特點，綜合考慮銀鉛鋅硫的回收，最終擬定采用銀鉛優(yōu)先浮選—鋅硫混合浮選—鋅硫分離工藝流程進行試驗。

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 優(yōu)先浮選銀鉛

3.1.1 磨礦細度的影響

礦石中方鉛礦的嵌布粒度粗細不均，部分方鉛礦嵌布粒度較細，需要通過適宜的磨礦才能實現(xiàn)方鉛礦的良好解離，從而實現(xiàn)銀和鉛的良好回收。在碳酸鈉+硫酸鋅用量為500+500 g/t，捕收劑SZ(以酯類為主的組合藥劑，兼有起泡性能)用量為30 g/t的條件下，考察磨礦細度對鉛粗精礦指標的影響，結(jié)果見表5。

表5 磨礦細度對鉛粗精礦指標的影響Table 5 Influence of grinding fineness on the indexes of lead rough concentrate %

由表5可知，提高磨礦細度，鉛粗精礦鉛和銀的回收率逐漸增加，鉛和銀的品位則先升高后降低。綜合考慮，確定適宜的磨礦細度為-0.074 mm占73%。

3.1.2 鋅抑制劑種類及用量的影響

實現(xiàn)銀鉛礦物優(yōu)先浮選必須選擇性地抑制礦石中的鋅礦物和硫礦物，因此，高選擇性的鋅硫抑制劑非常重要。碳酸鈉+硫酸鋅、硫酸鋅+亞硫酸鈉、石灰+硫酸鋅均是抑鋅常用的組合藥劑，同時對硫礦物也具有一定的抑制作用。在磨礦細度為-0.074 mm占73%，捕收劑SZ用量為30 g/t的條件下，考察3種鋅抑制劑對鉛粗精礦指標的影響，結(jié)果見表6。

表6 鋅抑制劑種類及用量對鉛粗精礦指標的影響Table 6 Influence of zinc inhibitors types and dosage on the indexes of lead rough concentrate

由表6可知，加入碳酸鈉+硫酸鋅后，鉛粗精礦銀鉛的品位有明顯提高，而銀鉛回收率并沒有明顯下降，說明碳酸鈉+硫酸鋅對鋅礦物等有較好的選擇性抑制作用，適宜的用量為250+250 g/t;加入亞硫酸鈉+硫酸鋅后，鉛粗精礦銀鉛的品位提高，但是銀鉛回收率明顯下降，說明亞硫酸鈉+硫酸鋅組合對含銀礦物和鉛礦物有明顯的抑制作用，不適宜作鋅抑制劑;加入石灰+硫酸鋅后，鉛粗精礦銀鉛的品位有一定提高，同樣回收率下降明顯，說明石灰+硫酸鋅對含銀礦物和鉛礦物有明顯的抑制作用，不適合作為鋅抑制劑;添加以上3種抑制劑組合中的任意一組，鉛粗精礦鋅的含量均有下降，相對來說，添加碳酸鈉+硫酸鋅，鋅的含量下降最為明顯。綜合考慮，選擇碳酸鈉+硫酸鋅作抑制劑，用量為250+250 g/t。

3.1.3 銀捕收劑種類及用量的影響

礦石中主要有價元素為銀，主要賦存在方鉛礦和銀礦物中，因此，捕收劑的選擇上應(yīng)強化對方鉛礦和銀礦物的回收，從而實現(xiàn)銀的強化回收。丁銨黑藥、SZ對方鉛礦和銀礦物均具有較好的捕收能力，可以在較低的堿度下實現(xiàn)銀礦物回收。在磨礦細度為-0.074 mm占73%，碳酸鈉+硫酸鋅用量為250+250 g/t的條件下，分別考察丁銨黑藥、SZ用量對鉛粗精礦指標的影響，結(jié)果見表7。

表7 銀捕收劑種類及用量對鉛粗精礦指標的影響Table 7 Influence of silver collector types and dosage on the indexes of lead rough concentrate

由表7可知，同等藥劑用量條件下，采用SZ獲得的鉛粗精礦銀鉛的品位及回收率均較高，表明在優(yōu)先浮銀作業(yè)中，SZ對含銀礦物和鉛礦物具有更好的選擇性捕收效果。因此，采用SZ作銀捕收劑，用量為30 g/t。

3.2 活化浮選鋅硫

礦石中鋅礦物和硫礦物在優(yōu)先浮銀鉛過程中受到強烈抑制，因此，需對鋅礦物和其他含硫礦物進行活化試驗研究。以1次浮銀鉛尾礦為給礦，在丁基黃藥用量80 g/t，2#油用量 10 g/t的條件下，考察鋅硫活化劑種類及用量對粗精礦指標的影響，結(jié)果見表8。

表8 鋅硫活化劑種類及用量對粗精礦指標的影響Table 8 Influence of zinc and sulfur activator types and dosage on the indexes of rough concentrate

由表8可知:①單獨添加硫酸銅，有助于提高粗精礦鋅品位和回收率，適宜的硫酸銅用量為60 g/t;采用草酸與硫酸銅組合，與單獨添加硫酸銅相比，獲得的粗精礦鋅品位或回收率并沒有明顯的提高，說明草酸與硫酸銅組合使用對鋅的回收沒有明顯影響。②單獨添加硫酸銅，有助于提高粗精礦硫回收率，說明添加硫酸銅能有效促進硫的回收;添加草酸+硫酸銅，與單獨添加硫酸銅相比，粗精礦硫回收率明顯提高，說明添加草酸+硫酸銅更有利于硫的回收。綜合考慮，選擇添加草酸+硫酸銅作鋅硫活化劑，用量為500+60 g/t。

3.3 鋅硫分離

由于原礦石鋅品位低，僅有0.69%，且鋅硫混浮的精礦鋅品位也僅有5%左右，需進行鋅硫分離才能獲得合格的鋅精礦，石灰價廉易得，抑硫效果顯著，廣泛應(yīng)用于鋅硫分離，因此，針對石灰進行用量試驗研究。從原礦嵌布粒度測定可以看出，閃鋅礦的嵌布粒度較粗，在原礦磨礦細度-0.074 mm占73%的條件下，閃鋅礦的解離度已達89.92%，因此，鋅硫混合精礦無需再磨。以鋅硫混合精礦為給礦，鋅活化劑硫酸銅用量為50 g/t的條件下，考察石灰用量對鋅粗精礦指標的影響，結(jié)果見表9。

表9 石灰用量對鋅粗精礦指標的影響Table 9 Influence of lime dosage on the indexes of zinc rough concentrate

由表9可知，添加石灰后，鋅精礦的品位明顯提高，說明石灰對硫礦物起到了很好的抑制作用，適宜的石灰用量為1 050 g/t。

3.4 全流程試驗

在條件試驗的基礎(chǔ)上，進行全流程試驗，具體流程見圖1，結(jié)果見表10。

圖1 全流程試驗流程Fig.1 The flowsheet of the whole process test

表10 全流程試驗結(jié)果Table 10 Results of the whole process test %

由表 10可知，全流程試驗獲得銀品位4 312.2 g/t、銀回收率85.19%、鉛品位45.28%、鉛回收率88.89%的銀鉛精礦;鋅品位45.39%、鋅回收率79.09%的鋅精礦;硫品位32.17%、硫回收率79.77%的硫精礦。

4 結(jié) 論

(1)某高銀低鉛低鋅多金屬硫化礦銀品位達到76.28 g/t，含鉛0.78%，含鋅 0.69%，含硫4.84%;礦石銀的價值占據(jù)主導地位，選別過程中需加強銀的回收，并使銀定向富集至計價系數(shù)高的鉛精礦中。

(2)礦石中銀主要賦存于方鉛礦、螺狀硫銀礦、黝銻銀礦等含銀礦物中，少量的銀賦存于硫鐵礦及脈石中，極少量的銀賦存于閃鋅礦中。

(3)方鉛礦的嵌布粒度粗細不均，主要分布于0.02～0.64 mm，屬于中、細粒較均勻嵌布類型;閃鋅礦的嵌布粒度相對較粗，主要分布于0.04～1.28 mm，屬于粗、細粒不均勻嵌布類型。當磨礦細度達到73%時，方鉛礦的總解離度達到84.24%，閃鋅礦的總解離度達到89.92%。

(4)確定采用銀鉛優(yōu)先浮選—鋅硫混合浮選—鋅硫分離工藝流程，全流程試驗獲得銀品位4 312.2 g/t，銀回收率 85.19%、鉛品位 45.28%、鉛回收率88.89%的銀鉛精礦;鋅品位 45.39%、鋅回收率79.09%的鋅精礦;硫品位32.17%、硫回收率79.77%的硫精礦。實現(xiàn)了礦石中銀的良好回收，并綜合回收了鋅和硫。