某低品位铅锌矿无氰分离工艺研究

    铅锌浮选分离工艺流程以优先浮选应用较多，因其流程结构简单，也不需要脱药作业，主要适用于矿石物质组分简单、矿物嵌布粒度较粗的矿石，更适合于中、小型铅锌选矿厂。由于氰化物对环境严重污染且会溶解金、银，所以现在大都采用无氰抑制剂来抑锌浮铅。无氰抑制剂中，又以ZnSO₄与Na₂S0₃组合法应用较为广泛，但这种药剂用量大、成本高。由于石灰价廉易得，且有研究表明，当矿浆中游离CaO浓度在1000g/m³以上时有能抑制闪锌矿，如我国厂坝铅锌矿选矿厂仅采用单一石灰抑制闪锌矿、浮选方铅矿，取得了比较好的结果。因此本研究尝试采用单一石灰法和ZnS0₄与Na₂S0₃组合法进行抑锌浮铅的对比试验，结果显示，单一石灰法比ZnS0₄与Na₂S0₃组合法取得了更好的选矿指标。

    一、矿石性质

    （一）矿石矿物成分

    矿石中的金属矿物以方铅矿、闪锌矿为主，含少量黄铁矿、磁铁矿，微量黄铜矿、赤铁矿、铜蓝等矿物。脉石矿物主要为透闪石、透辉石、绿帘石，其次为石英、阳起石并含有少量方解石、绿泥石等成分。原矿多元素分析结果见表1。

表1  原矿多元素化学分析结果%

    注：*单位为10^-6。

    （二）原矿物相分析

    吸铅锌物相分析结果表明，铅锌以硫化矿为主，按照矿石划分标准属于硫化铅锌矿类型。铅物相和锌物相分析结果分别列于表2、表3。

表2  铅物相分析结果%

表3  锌物相分析结果%

    （三）主要矿物嵌布特征

    方铅矿多呈他形晶粒状结构，闪锌矿呈他形晶粒状结构，二者互相嵌布呈脉状产出，有时二者各自分散成脉或星散浸染分布，关系较为密切。方铅矿常穿插于脉石矿物中，有的交代脉石矿物呈其假象，有的包裹透辉石、透闪石、绿帘石等脉石矿物。部分方铅矿交代、包裹磁铁矿或穿插于黄铁矿中，或包裹黄铁矿微粒，组成交代结构或包含结构。少数闪锌矿晶体中分布黄铜矿乳滴，组成乳浊状结构；有的闪锌矿包裹黄铁矿微粒，组成包含结构，还有闪锌矿穿插包裹脉石矿物。方铅矿和闪锌矿粒径均以中细粒（0.04～0.5mm）为主，分别约占62%和69%。从方铅矿和闪锌矿的产出情况来看，嵌布类型主要属等粒状结构嵌布、不等粒不均匀状嵌布以及不等粒脉状嵌布。前者主要出现于稀疏浸染状构造的矿石中，后者为细脉浸染状构造矿石所具有。

    二、铅锌无氰分离工艺选择

    （一）流程方案选择

    根据原矿的矿石性质研究结果可知，矿石中主要有回收价值的矿物是铅、锌、银三种。由银的赋存状态和铅精矿中含银量来看，银可以随着铅的富集而同样得到富集。由此可见，该矿石的选别回收应以硫化铅锌为主。矿石中方铅矿、闪锌矿嵌布粒度又均以中细粒为主，细粒次之。方铅矿的可浮性一般比闪锌矿好，且方铅矿被抑制后难以活化，此外在该铅锌多金属硫化矿中，铅的含量又比锌少。因此，针对该矿石性质，宜选用“抑锌浮铅”的优先浮选原则流程进行铅锌浮选分离。

    （二）药剂制度选择

    浮选方铅矿最常用的捕收剂是黄药和黑药。浮选方铅矿最适宜的pH值是7～8。 同时黄药和黑药也是闪锌矿的捕收剂。乙硫氮是仅次于黄药、黑药而广泛使用的硫化矿捕收剂，对铅有良好的选择性和捕收力，具有浮选矿物的适宜pH值比用黄药、黑药高（pH值为9.0～9.5)，选择性比黄药强，在弱碱介质中对黄铁矿的捕收力尤其弱，用量仅为黄药的1/2至1/5等优点。

    本试验将分别采用“ZnS0₄+Na₂S0₃组合抑锌、乙基黄药或者丁基铵黑药浮铅”和“单一CaO抑锌、乙硫氮浮铅”两种无氰药剂制度进行对比试验研究。

    （三）磨矿细度选择

    试验在实验室条件下进行，试样经破碎筛分混匀后装袋，单元试样重500g。磨矿细度采用铅回路一次粗选、一次扫选，锌回路一次粗选、一次扫选流程，其中组合抑制剂ZnS0₄+Na₂S0₃加入磨矿机中，用量各750g/t，铅粗选乙基黄药150g/t、松醇油26g/t，铅扫选抑制剂ZnS0₄ +Na₂S0₃各300g/t，松醇油13g/t，锌粗选CaO 1000g/t、CuS0₄ 500g/t，丁基黄药60g/t，松醇油13g/t，锌扫选CuS0₄ 400g/t、丁基黄药30g/t，松醇油13g/t，试验结果见图1。试验表明，随着磨矿细度的增加，尾矿中铅、锌含量也逐渐下降，铅的回收率逐渐升高，锌的回收率在磨矿细度达到-74μm占60%以后变化趋缓，而铅锌的品位随磨矿细度的增加下降明显。由此可见，磨矿细度为-74μm占70％，铅锌综合指标最好。

    三、ZnS0₄+Na₂S0₃组合抑锌浮铅分离工艺研究

    （一）铅锌分离回路粗选抑制剂用量试验

    抑制剂用量试验采用一次粗选流程，其中组合抑制剂加入磨矿机中，药剂用量：铅粗选乙基黄药150g/t、松醇油26g/t，试验结果见图2。

    试验结果表明，随着抑制剂用量的增加，锌在铅粗精矿中的含量逐渐下降，但是当ZnS0₄+Na₂S0₃用量达到750+750g/t时，再增加其用量，效果已不太明显，反而增加了选矿成本。最终选择ZnS0₄+ Na₂S0₃用量为750+750g/t。

    （二）铅锌分离回路粗选捕收剂种类及用量试验

    铅粗选捕收剂分别选择乙基黄药和丁基按黑药进行用量试验，试验采用一次粗选、两次扫选、一次精选流程，药剂用量：ZnS0₄与Na₂S0₃铅粗选各750g/t、铅右选I各300g/t、铅扫选Ⅱ各150g/t；松醇油铅粗选26g/t、铅扫选13g/t。试验结果分别如图3、图4所示。由图3可知，随着乙基黄药用量的增加，铅的回收率也相应增加，但铅的品位却在下降，同时铅精矿中锌的含量在增高。因此增加了铅锌分离的难度，故乙基黄药用量以150g/t为宜。由图4可知，用丁基按黑药作铅的捕收剂同样可以获得较好的指标，其用量在30g/t为宜。但丁基按黑药的用量对铅的品位影响较大，稳定性较差。综合考虑，最终选择乙基黄药作为该药剂制度的捕收剂，用量150g/t。

    （三）开路试验

    该开路试验采用铅回路一次粗选、两次精选、两次扫选，锌回路一次粗选、两次精选、两次扫选流程，试验结果如表4所示。

表4  开路试验结果%

    （四）闭路试验

    在开路试验的基础上，进行了闭路试验，试验指标见表5。

表5  闭路试验结果%

    四、单一石灰抑锌浮铅分离工艺研究

    （一）铅锌分离粗选抑制剂用量试验

    铅粗选抑制剂用量试验采用一次粗选流程，其中抑制剂CaO加入磨矿机中，药剂用量：铅粗选乙硫氮40g/t、松醇油26g/t，试验结果如图5所示。试验结果表明，随着CaO用量的增加，铅粗精矿品位逐渐提高，但回收率却在逐渐下降，最终选取CaO用量为2000g/t。

    （二）铅锌分离粗选捕收剂用量试验

    铅粗选捕收剂用量试验采用一次粗选、两次扫选、一次精选流程，其中抑制剂CaO加入磨矿机中，药剂用量：CaO 2000g/t、乙硫氮铅扫选2.5g/t、松醇油铅粗选26g/t，试验结果如图6所示。试验结果表明，用乙硫氮浮铅仅采用单一CaO作锌的抑制剂，同样可以获得高质量的铅精矿和较高的回收率，且药剂用量仅需40g/t，还不到乙基黄药用量150g/t的1/3。

    （三）开路试脸

    该开路试验采用铅回路一次粗选、两次精选、两次扫选，锌回路一次粗选、两次精选、两次扫选流程，试验结果如表6所示。

表6  开路流程试验结果%

    （四）闭路试验

    在开路试验的基础上，进行了闭路试验，闭路试验流程见图7，试验指标见表7。

表7  闭路试验结果%

    五、结论

    （一）该矿中的金属矿物主要为方铅矿、闪锌矿。

    银主要赋存于方铅矿中，主要回收的元素为铅、锌、银。原矿铅品位1.89%、锌品位2.01%，其中硫化铅占79.89%，硫化锌占75.97%。

    （二）试验采用“ZnS0₄+Na₂S0₃组合抑锌、乙基黄药浮铅”的无橄药剂制度，获得铅精矿品位57.82%、铅回收率为80.12%，锌精矿品位46.70%、锌回收率为64.12%；采用“单一石灰法抑制锌、乙硫氮浮铅”的无氛药剂制度，获得铅精矿品位62.78%、铅回收率为80.13%，锌精矿品位47.82%，锌回收率为67.85%。一两种无氰药剂制度均能获得较好的选矿指标。

    （三）“单一石灰法”不仅比“ZnS0₄+Na₂S0₃组合法”有药剂用量小、成本低的优点，还在铅回收率相同的情况下，铅精矿品位提高了近5%；在锌精矿品位相近的情况下，锌回收率提高了近4%。