某铅锌矿选矿工艺试验研究

    我国的铅锌矿产资源丰富。铅锌矿作为重要的有色金属矿产资源在国民经济中具有重要作用，广泛用于电气、机械、军事、冶金、化工、轻工业和医药业等领域。云南某铅锌矿属富含铅、锌的硫化矿，铅的品位为4.67%，锌的品位为18.89%，伴生元素银、镉、锗以及黄铁矿均达到了综合利用指标要求，矿石的经济价值较高。

    一、原矿性质

    原矿多元素化学分析结果见表1。矿石中铅、锌的化学物相分析结果见表2、3。

表1  原矿多元素化学分析结果

表2   铅、锌的化学物相分析结果

    从表1～2分析结果可以看出，矿石中铅、锌品位均较高，伴生元素银、镉、锗均达到综合利用指标要求，黄铁矿也可以综合回收。矿石中锌的氧化率较低，仅为2.61%，铅的氧化率为8.57%，该矿样为原生硫化矿石。矿石中造岩元素主要为钙、镁，可以推断矿石中的脉石矿物主要是碳酸盐矿物。

    矿石的构造主要有块状构造、浸染状构造、脉状及网脉状构造、条带状构造等。矿石的结构主要有晶粒结构、自形晶结构、半自形晶结构、包含结构、填隙结构等。

    矿石中的矿物种类较多。铅的独立矿物主要为方铅矿，尚有少量的白铅矿，其它含铅矿物还有细硫砷铅矿、铅矾、块硫砷铅矿、砷硫锑铅矿、硫砷铅铜矿、硫砷银铅矿等。锌的独立矿物为闪锌矿。银的独立矿物主要为硫砷铜银矿。硫的独立矿物主要为黄铁矿，尚有微量白铁矿及磁黄铁矿。有害元素砷的独立矿物为毒砂。其他金属矿物还有黄铜矿、黝铜矿、赤铁矿，褐铁矿等。脉石矿物主要为白云石、铁白云石、方解石，其次有少量石英、绢云母、白云母、黏土矿物等。其它脉石矿物还有碳质物、磷灰石、金红石、锆石等。主要回收矿物的嵌布特征如下：

    方铅矿是矿石中最主要的铅矿物，主要呈不规则状产出，与闪锌矿、黄铁矿、白铅矿的关系十分密切，往往紧密共生在一起，常见方铅矿呈不规则状、星点状、网脉嵌布于闪锌矿中，呈星点状、网脉状的方铅矿嵌布粒度很细，难以与闪锌矿单体分离，故易损失于锌精矿中。由于氧化作用的结果，白铅矿多沿方铅矿边缘或裂隙交代呈镶边结构或残余结构，其嵌布关系十分复杂。在浮选硫化铅的作业中，它们易损失于尾矿中，这是影响铅选矿回收率的重要原因之一。方铅矿常沿黄铁矿裂隙或间隙充填胶结交代，形成较复杂的镶嵌关系，而在粗粒黄铁矿中又可见有方铅矿包体，其包体粒度一般为3～1lμm。方铅矿是矿石中银的最主要载体矿物，大部分银是赋存于方铅矿中。

    闪锌矿是锌的独立矿物，也是矿石中最主要的金属矿物。主要呈不规则状嵌布于脉石矿物中，与黄铁矿、方铅矿关系密切，紧密共生，方铅矿常嵌布在闪锌矿间隙或裂隙中，有时方铅矿呈细脉状嵌布于闪锌矿裂隙中，脉宽很细，一般为2～5μm，还可见方铅矿呈星点状、蠕虫状嵌布于闪锌矿中，这部分细粒方铅矿由于难以单体解离而易损失于锌精矿中；当闪锌矿胶结交代黄铁矿碎屑时，其嵌布关系十分复杂。一部分细粒黄铁矿也难以与闪锌矿单体分离，在浮选闪锌矿的作业中易进入锌精矿，有时在粗粒黄铁矿中还可见有闪锌矿包体，包体粒度一般为5～11μm。

    二、试验结果与讨论

    铅锌硫化矿的传统浮选流程包括优先浮选和混合浮选两大类。目前，以此为基础已演变成多种不同结构的原则流程，如铅－锌－黄铁矿直接优先浮选流程、优先选铅—锌硫混选—锌硫分离方案、铅硫混选—锌浮选—铅硫分离方案等获得铅锌混合精矿的流程。近年来，由于某些铅锌选矿厂处理的矿石性质有贫、细、杂的趋势，迫使选矿研究人员和选矿厂的工程师研究成功了一些新的工艺流程，如异步混合浮选流程、分支浮选流程、等可浮流程、等可浮异步浮选流程。试验矿石的优先浮选和混合浮选探索试验结果表明，优先浮选较易获得高质量的精矿，因此采用优先浮选进行详细的条件试验。

    （一）磨矿细度试验

    根据工艺矿物学研究结果，铅矿物的嵌布粒度比锌矿物细，因此磨矿细度试验主要考察磨矿细度对铅矿物可浮性的影响。试验工艺条件是硫酸锌用量为2000g/t，亚硫酸钠用量为200g/t，捕收剂SN－9用量为60g/t，起泡剂BK204用量为25g/t，浮选时间为6min。试验结果见图1。从铅粗精矿的品位和回收率综合考虑，磨矿粒度以70%－74μm为宜。

图1  磨矿细度对选别指标的影响

1－铅品位；2－锌品位；3－铅回收率；4－锌回收率；下同

    （二）铅粗选石灰用量试验

    为增强石灰的抑制效果，把石灰加入到球磨机。石灰用量试验工艺条件是硫酸锌用量为2000g/t，亚硫酸钠用量为200g/t，捕收剂SN－9用量为60g/t，起泡剂BK204用量为25g/t，浮选时间为6min。试验结果见图2。由图2可以看出，石灰用量以3000g/t为宜。同时可以看出，尾矿中铅含量较高，为此在以下的试验中增加一次铅粗选。

图2  铅粗选石灰用量对选别指标的影响

    （三）铅粗选硫酸锌用量试验

    硫酸锌用量试验工艺条件是石灰用量为3000g/t，亚硫酸钠用量为200＋100g/t（粗选I＋粗选II用量，下同），捕收剂SN－9用量为60＋20g/t，起泡剂BK204用量为25g/t，浮选时间为6＋6min。试验结果见图3。由图3可以看出，硫酸锌用量以3000g/t为宜。

    （四）铅粗选亚硫酸钠用量试验

亚硫酸钠用量试验工艺条件是石灰用量为3000g/t，硫酸锌用量为2500＋500g/t，捕收剂SN－9用量为60＋20g/t,起泡剂BK204用量为25g/t，浮选时间为6＋6min。试验结果见图4。由图4可以看出，硫酸锌用量不宜超过700g/t。

图3  铅粗选硫酸锌用量对选别指标的影响

图4  铅粗选亚硫酸钠用量对选别指标的影响

    （五）铅粗选SN－9用量试验

    SN－9用量试验工艺条件是石灰用量为3000g/t，硫酸锌用量为2500＋500g/t，亚硫酸钠用量为500＋200g/t，起泡剂BK204用量为25g/t，浮选时间为6＋6min。试验结果见图5。由图5可以看出，SN－P用量以50g/t为宜。

图5  铅粗选SN－9用量对选别指标的影响

    （六）铅精选试验

    在铅精选条件试验中进行了石灰、硫酸锌、亚硫酸钠以及再磨细度试验，其中的主要试验结果见图6。试验工艺条件是石灰用量l00g/t，硫酸锌用量500g/t，亚硫酸钠300g/t，精选时间5min。由图6可以看出，再磨细度为98%－43μm时铅精矿中锌含量最低，考虑到铅嵌布粒度较细，再磨粒度采用98%－43μm。

图6  再磨细度对铅精选指标的影响

    （七）锌浮选石灰用量试验

    锌浮选石灰用量试验采用两次粗选流程，工艺条件是硫酸铜用量800＋200g/t，丁基黄药用量100＋50g/t，松醇油用量30g/t，浮选时间6＋6min。试验结果见图7。由图7可知。石灰用量以500g/t为宜。

图7  锌粗选石灰用量对锌浮选指标的影响

    （八）锌浮选硫酸铜用量试验

    锌浮选硫酸铜用量试验的工艺条件是石灰用量500g/t，丁基黄药用量100＋50g/t，松醇油用量30g/t，浮选时间6＋6min。试验结果见图8.由图8可知，硫酸铜用量以400～600g/t为宜。

    （九）黄铁矿的综合回收

    锌浮选尾矿采用硫酸调节pH值至中性、丁基黄药作为捕收剂、松醇油作为起泡剂，进行黄铁矿的综合回收探索试验，获得的硫精矿品位为48.56%，作业回收率96.50%。可见，矿石中的黄铁矿可以综合回收。

    （十）闭路试验

    在上述条件试验以及全开路试验的基础上进行了闭路试验，获得了合格的铅精矿和锌精矿，试验结果见表3。

表3  闭路试验结果

图8  锌粗选硫酸铜对锌浮选指标的影响

    三、结语

    （一）试验矿石为铅锌硫化矿石，矿石的品位为铅4.67％、锌18.89%。矿石中的主要回收金属是铅和锌，黄铁矿具有综合回收价值。

    （二）采用铅锌优先浮选流程，获得了合格的铅精矿和锌精矿，此工艺流程适宜处理该铅锌矿石。