高泥高氧化率氧化鉛鋅礦浮選工藝研究

陳園園，文金磊

（1.湖南有色金屬研究院有限責任公司，湖南 長沙 410100；2.豫光（成都）科技有限公司，四川 成都 610000）

隨著硫化鉛鋅資源的日趨枯竭，氧化鉛鋅資源的高效開發(fā)利用已經成為選礦工作者的重要課題。氧化鉛鋅礦復雜難選的礦石性質原因：鉛鋅氧化率較高且變動較大，礦物組成復雜多變，礦石結構復雜，伴生組分很不穩(wěn)定，且含有大量的粘土和氫氧化鐵（褐鐵礦等），褐鐵礦不同程度浸染氧化鉛鋅礦物，礦泥含量較高，可溶鹽含量較高等［1-5］。

氧化鉛鋅礦復雜難選的選礦經濟技術原因：氫氧化鐵嚴重浸染的氧化鉛礦浮選效果極差，細粒氧化鉛礦浮選效果不理想，在精選作業(yè)粗粒氧化鋅礦物浮選活度易于消失造成掉槽，藥劑用量特別是硫化鈉用量大，胺類捕收劑對礦泥敏感且用量大，導致胺類捕收劑的選擇性和捕收性較差，沒有典型通用的礦泥特效抑制劑（分散劑），導致流程不通暢，操作不穩(wěn)定，氧化鋅浮選泡沫發(fā)虛，而脫泥又導致鋅金屬損失較大，影響選礦廠的選礦經濟技術指標等［6-9］。

對某高泥高氧化率氧化鉛鋅礦，進行了大量的技術攻關和科學研究工作，通過泥質脈石抑制劑和分散劑，配合使用抗泥型組合捕收劑，確定原礦—鉛兩次粗選—脫泥—鋅兩次粗選的工藝流程，實現(xiàn)了氧化鉛鋅礦物的有效回收。

1 礦石性質

1.1 原礦化學組成

對原礦進行多元素分析，結果見表1。從多元素分析結果可知，該礦可回收的主要元素是鉛和鋅，綜合回收的元素是銀，其含量分別為2.65%、4.27%、31.35 g／t。礦石中主要脈石成分為SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Fe等，含量合計為68.78%。

表1 多元素分析結果 %

物相分析和粒度分析表明：對原礦，Pb氧化率為56.42%，Zn氧化率為97.48%，菱鋅礦中Zn占有率為74.35%。另：礦山堆場原礦（未破碎）中-0.074 mm含量為16.53%。

1.2 原礦礦物組成

對原礦進行礦物組成分析，結果見表2。從礦物組成分析結果可知，硫化礦物：方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、毒砂等合計含量為4.0%；鉛鋅氧化礦物：白鉛礦、鉛釩、鉛鐵礬、菱鋅礦、異極礦、硅鋅礦等合計含量為9.3%；褐鐵礦、菱鐵礦、赤鐵礦等合計含量為13.7%；主要脈石礦物為白云石、方解石、石英、絹云母等，其合計含量為66.2%，其次有磷灰石、綠泥石、高嶺石、閃石等。

表2 礦物組成分析結果 %

高氧化率（鉛氧化率為56.42%，鋅氧化率為97.48%）；高含鐵礦物（褐鐵礦、菱鐵礦、赤鐵礦等相對含量為13.7%），破碎磨礦時易于形成大量礦泥，氧化鐵礦物一定程度上污染氧化鉛鋅礦物；高含量白云石、方解石，白云石密度小性脆，破碎磨礦易于泥化，在硫化-胺類浮選法中可浮性較好，無特效抑制劑；易于泥化的其它脈石礦物（粘土、閃石等）。上述不利工藝礦物學因素，不利于氧化鉛鋅礦的高效回收。

2 浮選試驗

研究進行了大量的試驗方案（包括鉛鋅混合浮選、優(yōu)先浮選、先硫后氧、氧硫混選等），得出氧化鉛鋅優(yōu)先浮選（氧化鉛氧硫混選—氧化鋅浮選）工藝最優(yōu)。

2.1 氧化鉛浮選試驗

磨礦細度試驗表明：適宜磨礦細度為-0.074 mm含量為78.59%；硫化鉛和氧化鉛分別浮選和氧硫混選試驗表明：鉛氧硫混選的選礦指標優(yōu)于先硫后氧的選礦指標。

鉛浮選藥劑制度試驗獲得：抑制劑水玻璃+127＃240+60 g／t，硫化鈉6 kg／t，戊基黃藥和60＃120+120 g／t的鉛粗選藥劑用量，其中水玻璃為石英、長石等脈石礦物的有效抑制劑，127?？梢砸种坪F礦物、白云石和方解石，同時對礦漿體系中礦泥起到分散劑作用，改善鉛礦物的可浮性，另127＃為一種高效有機物組合抑制劑。

鉛浮選循環(huán)采用二次粗選、三次精選、二次掃選、中礦順序返回的工藝流程，獲得：Pb含量51.46%、回收率87.21%的鉛精礦；Zn含量4.35%、回收率97.09%的鉛尾礦。將以鉛尾礦為研究對象，進行氧化鋅浮選試驗。

鑒于氧化鉛浮選的普遍性、穩(wěn)定性和日趨成熟趨勢，在此不過多論述，將氧化鋅浮選技術研究作為研究重點。

2.2 預先脫泥條件試驗

該礦氧化鋅選礦需解決的關鍵問題為硫化—胺鹽浮選法的流程是否通暢、操作是否長期穩(wěn)定、泡沫是否虛實適宜等，而給礦中泥化的各種礦物（如白云石、褐鐵礦、高嶺石等粘土礦物），部分礦泥可浮性較好，沒有特效抑制劑和分散劑，部分礦泥會消耗大量的硫化鈉和胺類捕收劑，對捕收劑的選擇性和捕收性能產生有害影響。在此基礎上，為減弱礦泥對氧化鋅浮選的有害影響，進行預先脫泥或不脫泥的氧化鋅浮選試驗。試驗流程如圖1和圖2所示，試驗結果見表3。

圖1 直接浮選工藝流程

圖2 預先脫泥—浮選工藝流程

表3 脫泥條件試驗結果 %

直接浮選，在粗選試驗中硫化鈉和胺類捕收劑用量急劇增加，胺類捕收劑的選擇性和捕收能力極差，難以實現(xiàn)氧化鋅礦的有效回收。預先脫泥后，粗選泡沫金屬顏色明細，氧化鋅上浮，說明脫除部分有害礦泥，采用高效脈石抑制劑和分散劑進行有效抑制和分散，實現(xiàn)氧化鋅礦物的有效回收，故選定預先脫泥—浮選工藝。

2.3 抑制劑條件試驗

在浮選過程中，假如無法充分抑制和分散泥質脈石礦物，那么泥質脈石礦物會通過礦泥罩蓋或異相凝聚等方式改變氧化鋅礦物的浮選特性，危害浮選過程，使得選礦指標變差。高效的泥質脈石抑制劑和分散劑，是解決氧化鋅礦物浮選技術難題的關鍵因素。抑制劑條件試驗工藝流程參考圖2，試驗結果如圖3所示。

圖3 抑制劑種類試驗結果

由圖3可知，水玻璃+182＃作為泥質脈石抑制劑時，浮選泡沫不粘且清爽，含鋅礦物上浮速度快，鋅作業(yè)回收率最優(yōu)，為82.68%。水玻璃和木質素磺酸鈉、淀粉、CMC作為泥質脈石礦物的組合抑制劑時，浮選過程中部分礦泥上浮，之后鋅礦物才上浮，粗精礦品位和回收率較差。綜合技術指標與將來生成實施的可能性，選擇水玻璃+182＃作為組合抑制劑。

2.4 捕收劑條件試驗

合適的捕收劑與合適的抑制，都非常重要，即保證氧化鋅與泥質脈石礦物的分選性，又保證鋅回收率。捕收劑條件試驗工藝流程參考圖2，試驗結果如圖4所示。

圖4 捕收劑條件試驗結果

由圖4可知，使用戊基黃藥+132＃作為氧化鋅捕收劑，鋅粗精礦產品品位和回收率均高于戊基黃藥和十二胺、十八胺、混合胺的組合捕收劑，另132＃為胺類捕收劑。觀察浮選試驗現(xiàn)象，采用戊基黃藥+132＃的組合捕收劑，泡沫現(xiàn)象好，泡沫層比較厚實，且泡沫易于兼并，分選效果好。故選定捕收劑為戊基黃藥+132＃。

2.5 全流程閉路試驗

為保證鉛鋅回收率，選擇兩次粗選作為鉛和鋅粗選作業(yè)；在鉛精選作業(yè)添加少量硫酸鋅降低鉛精礦中鋅含量；在鋅精選作業(yè)添加少量硫化鈉和182＃提高鋅精礦中鋅含量；為減少細粒含鋅礦物在脫泥工藝流程中的損失率，將脫泥兩段預處理脫泥，進行全流程閉路試驗，工藝流程如圖5所示，試驗結果見表4。

圖5 全流程閉路試驗工藝流程

表4 全流程閉路試驗結果 %

由表4可知，通過原礦—鉛兩次粗選—脫泥—鋅兩次粗選的工藝流程，添加組合抑制劑，起到抑制和分散泥質脈石礦物的作用，既保證了鉛鋅回收率，由保證了精礦品位。最終獲得了鉛精礦中鉛含量為51.46%、回收率為87.21%，鋅精礦中鋅含量為36.09%、回收率為71.85%的良好選礦指標。

3 結 論

1.該氧化鉛鋅礦屬于高泥高氧化率復雜難選氧化鉛鋅礦，存在鋅氧化率為97.48%，褐鐵礦和菱鐵礦等相對含量為13.7%，白云石和方解石性脆-易于泥化脈石含量高（35.8%）等影響選礦的難題。

2.針對氧化鋅浮選過程中，對礦泥的敏感性和胺類捕收劑的不利因素，研制高效的泥質脈石調整劑和捕收劑；泥質脈石調整劑182＃的抑制和分散效果好，配好高效的戊基黃藥+132＃抗泥型組合捕收劑，攻克了氧化鋅與白云石等泥質脈石礦物分離的難題。

3.采用原礦—鉛兩次粗選—脫泥—鋅兩次粗選的工藝流程，添加組合抑制劑，起到抑制和分散泥質脈石礦物的作用，既保證了鉛鋅回收率，又保證了精礦品位。最終獲得了鉛精礦中鉛含量為51.46%、回收率為87.21%，鋅精礦中鋅含量為36.09%、回收率為71.85%的良好選礦指標。