我国铁闪锌矿资源十分丰富，仅云南地区的铁闪锌矿储量就达700万t左右。我国铁闪锌矿资源分布还很广泛，如云南的文山都龙矿区、澜沧铅矿老厂矿区和蒙自白牛场矿区，广西大厂含铅、锑、锌、锡的复杂多金属矿和河三铅锌矿，湖南黄沙坪、潘家冲和野鸡尾铅锌矿，贵州赫章铅锌矿，青海锡铁山铅锌矿，黑龙江西林铅锌矿，吉林放牛沟和故牛淘铅锌矿，以及广东厚婆坳铅锌矿等，矿石中都含有铁闪锌矿。这些矿山的铁闪锌矿含铁量一般为6%～12%，有的高达20%以上，且常常共伴生银、铟、镉、锗等稀贵稀散金属，研究价值和经济价值都非常高。
铁闪锌矿是富含铁的闪锌矿，铁通常以类质同象混入闪锌矿。闪锌矿晶格上的锌原子被铁取代，降低了空穴浓度、增加了电子密度，使闪锌矿成为N型半导体矿物铁闪锌矿，从而影响其可浮性、吸附性、氧化还原状态和界面电化学反应。在实际生产中，铁闪锌矿可浮性差于一般硫化矿物，较难与黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂以及其他浮游性好的脉石矿物分离，一般需要活化或采用长碳链黄药才能捕收。
由于天然可浮性差，活化是铁闪锌矿浮选的先决条件，并且一直是国内外选矿研究的热点之一。Cu2+，Ag+，Pb2+，Hg2+等重金属阳离子所生成的黄原酸盐均比黄原酸锌的溶度积小，因此，这些重金属离子均可作为铁闪锌矿的活化剂。铁闪锌矿经活化后，其浮选性能与所用活化剂对应的金属硫化物相似。
在生产实践中，硫酸铜是最常用的铁闪锌矿活化剂。但用硫酸铜活化铁闪锌矿也存在一些问题，主要有以下3方面：①硫酸铜的活化作用随着碱性的增强而增强，因此，活化需要在高碱性环境下进行，即需要加大石灰的用量，这样反而会抑制可浮性较差的铁闪锌矿，同时也不利于共伴生的金、银、铟、镉等稀贵金属的回收；②增加石灰用量从综合回收的角度来讲也是不合理的，特别是对含锡的多金属矿石，会造成重选作业设备结垢，严重影响锡的回收和利用；③硫酸铜在活化铁闪锌矿的同时，也会活化难浮的黄铁矿和磁黄铁矿等硫化铁矿物，增加锌精矿中的杂质含量，降低锌精矿的品位，对锌与铟等的进一步分离非常不利。
因此，研究选择性好的新型高效活化剂，对于降低生产成本、保证锌矿物和共伴生稀贵金属的综合回收及其后续分离是十分重要的。
本试验研究几种浮选活化剂对铁闪锌矿的活化性能。
一、试验矿样和药剂
原矿样采自云南澜沧铅矿，其中金属矿物以方铅矿、铁闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿和闪锌矿为主，脉石矿物有石英、方解石、绢云母、绿泥石、白云石、透辉石和透闪石等。原矿样经破碎混匀后，委托昆明理工大学地质系专家挑选出较纯的铁闪锌矿单矿物，再将这些单矿物破碎筛分成不同粒级分开保存，本研究取其中的-80+200目（74～175μm）粒级进行单泡管浮选试验。铁闪锌矿单矿物的化学多元素分析结果见表1。
表1 铁闪锌矿单矿物化学多元素分析结果 %
注：Ag的含量单位为g／t。
试验中调整剂采用浓硫酸或氢氧化钠；活化剂分别采用硫酸铜、氯化铵、硝酸铅和T-1，其中T-1为本课题组研制的新型高效锌活化剂；捕收剂采用丁黄药。这些药剂除丁黄药和T-1为工业级外，其他均为分析纯试剂。试验用水为蒸馏水。
二、试验方法
每次用分析天平称取铁闪锌矿单矿物样品1.0g置入45mL单泡管（Halimond管）内，加入适量蒸馏水，打开氮气瓶，按35mL/min的充气量充入氮气，然后按图1所示流程调浆、浮选。由于浮选过程采用强制性充气，所以不需要加起泡剂。浮选完毕后，将泡沫产品过滤、烘干、称重，按其质量计算回收率。
三、试验结果与分析
（一）铁闪锌矿的天然可浮性
不加任何浮选药剂对1.0g铁闪锌矿单矿物浮选12min，泡沫产品为15mg，即浮选回收率仅为1.5%，说明试验用铁闪锌矿单矿物的天然可浮性极差。
图1 试验流程
（二）丁黄药对铁闪锌矿可浮性的影响
在自然pH(pH=7)和不添加活化剂的情况下，采用不同用量的丁黄药对1.0g铁闪锌矿单矿物浮选12min，试验结果如图2所示。可见：在丁黄药作用下，铁闪锌矿的可浮性有所改善，但仍较差；铁闪锌矿的浮选回收率随着丁黄药用量的增加而上升，但当丁黄药用量达到100g/t后，上升趋势不明显，故以下试验添加100g/t丁黄药。
图2 丁黄药对铁闪锌矿可浮性的影响
（三）活化试验
1、硫酸铜活化试验
（1）硫酸铜用量试验
在自然pH(pH=7)和丁黄药用量为100g/t的条件下，添加不同量的硫酸铜后浮选12min，铁闪锌矿的浮选回收率变化见图3。由图3可知：当CuSO4用量小于600g/t时，铁闪锌矿的浮选回收率随着CuSO4用量的增加而提高；当CuSO4用量大于600g/t时，由于矿浆中起活化作用的金属阳离子剩余过多，而这些金属阳离子极易与捕收剂作用生成溶度积很小的捕收剂－金属盐沉淀，从而造成捕收剂无谓消耗，铁闪锌矿回收率反而下降。因此，合适的CuSO4用量为600g/t，此时铁闪锌矿的浮选回收率为35.30%。
图3 硫酸铜用量试验结果
（2）pH对硫酸铜活化性能的影响
在CuSO4用量为600g/t，丁黄药用量为100g／t，浮选时间为12min的条件下，用浓硫酸或氢氧化钠调整矿浆pH，考察pH对硫酸铜活化性能的影响，试验结果见图4。由图4可知：在矿浆pH=13时，硫酸铜的活化效果最好，铁闪锌矿的浮选回收率最高，达61.30%；此外，在矿浆pH=5.5时，曲线有一个峰值，铁闪锌矿的回收率为60.20%，这可能是铁闪锌矿在酸性条件下自诱导浮选的结果。
图4 pH对硫酸铜活化性能的影响
2、氯化铵活化试验
（1）氯化铵用量试验
在自然pH(pH=7)和丁黄药用量为100g/t的条件下，添加不同量的氯化铵后浮选12min，铁闪锌矿的浮选回收率变化见图5。由图5可知：铁闪锌矿的浮选回收率随着氯化铵用量的增加而上升，但总体上，氯化铵对铁闪锌矿的活化作用比硫酸铜弱；当氯化铵用量达到960g/t后，铁闪锌矿回收率提高不明显，故以下试验氯化铵用量取960g/t，此氯化铵用量下，铁闪锌矿在自然pH环境中的浮选回收率为15.95%。
图5 氯化铵用量试验结果
（2）pH对氯化铵活化性能的影响
在氯化铵用量为960g/t，丁黄药用量为100g/t，浮选时间为12min的条件下，用浓硫酸或氢氧化钠调整矿浆pH，考察pH对氯化铵活化性能的影响，试验结果见图6。由图6可知：改变矿浆pH并不能很有效地提高氯化铵对铁闪锌矿的活化能力，在试验范围内，当pH=5.5时，氯化铵作用下铁闪锌矿的浮选回收率最高，但也只有22.10%。
图6 pH对氯化铵活化性能的影响
3、硝酸铅活化试验
（1）硝酸铅用量试验
在自然pH(pH=7)和丁黄药用量为100g/t的条件下，添加不同量的硝酸铅后浮选12min，铁闪锌矿的浮选回收率变化见图7。由图7可知：铁闪锌矿的浮选回收率随着硝酸铅用量的增加而上升，但总体上，硝酸铅对铁闪锌矿的活化作用也比硫酸铜弱；当硝酸铅用量达到6000g/t后，铁闪锌矿回收率提高幅度明显变小，故以下试验硝酸铅甩量取6000g/t，此硝酸铅用量下，铁闪锌矿在自然pH环境中的浮选回收率为13.40%。
图7 硝酸铅用量试验结果
（2）pH对硝酸铅活化性能的影响
在硝酸铅用量为6000g/t，丁黄药用量为100g/t，浮选时间为12min的条件下，用浓硫酸或氢氧化钠调整矿浆pH，考察pH对硝酸铅活化性能的影响，试验结果见图8。由图8可知：改变矿浆pH同样不能很有效地提高硝酸铅对铁闪锌矿的活化能力，在试验范围内，当pH=5.5时，硝酸铅作用下铁闪锌矿的浮选回收率最高，但也只有28.10%。
图8 pH对硝酸铅活化性能的影响
4、T-1活化试验
（1）T-1用量试验
在自然pH(pH=7)和丁黄药用量为100g/t的条件下，添加不同量本课题组研制的新型锌活化剂T-1后浮选12min，铁闪锌矿的浮选回收率变化见图9。由图9可知：T-1在自然pH下对铁闪锌矿的活化作用明显强于氯化铵和硝酸铅；当T-1用量为700g/t时，铁闪锌矿的浮选回收率出现了峰值28.10%，即T-1活化铁闪锌矿的合适用量为700g/t。
图9 T-1用置试验结果
（2）pH对T-1活化性能的影响
在T-1用量为700g/t，丁黄药用量为100g/t，浮选时间为12min的条件下，用浓硫酸或氢氧化钠调整矿浆pH，考察pH对T-1活化性能的影响，试验结果见图10。由图10可知，T-1在pH=10时活化效果最好，可使铁闪锌矿的浮选回收率达到64.10%，超过了硫酸铜在最佳pH下获得的回收率。
图10 pH对T-1活化性能的影响
5、适宜条件下几种活化剂的对比
以几种活化剂按照上述试验所确定的适宜用量和pH条件对铁闪锌矿活化后，用100g/t丁黄药浮选不同时间，进一步比较几种活化剂的活化性能，试验结果如图11所示。可见，在2～20min的广泛浮选时间范围内，几种活化剂所获铁闪锌矿回收率的大小排序始终为T-1>CuSO4>PbNO3>NH4Cl，说明T-1对铁闪锌矿的活化性能比硫酸铜更好。此外，根据所确定的适宜条件进行估算，采用T-1对铁闪锌矿进行活化，其成本可比采用硫酸铜便宜20%。
图11 不同活化剂作用下浮选回收率随时间的变化
○－T-1700g/t，pH=10;▲－硫酸铜700g／t，pH=13；
●－硝酸铅6000g／t，pH=5.5；■－氯化铵960g/t,pH=5.5
四、结论
（一）硫酸铜在pH=13时对铁闪锌矿的活化效果最好，可使铁闪锌矿的回收率达到61.30%。
（二）新型活化剂T-1在pH=10时对铁闪锌矿的活化效果最好，可使铁闪锌矿的回收率达到64.10%，与硫酸铜在pH=13时的活化效果相比，铁闪锌矿的回收率提高了2.80个百分点。
（三）新型活化剂T-1不仅对铁闪锌矿的活化效果比硫酸铜好，而且能在较低的pH环境中进行活化，从而为减少石灰用量，降低生产成本创造了先决条件。
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