某地锌铟多金属硫化矿的综合回收利用试验

    为了开发利用云南某地锌铟多金属硫化矿，受昆明某矿业公司的委托，昆明矿产资源监督检测中心对该矿进行了详细的选矿试验研究，以获得合理的选矿工艺流程和较佳的技术参数，以及在较佳的分选条件下所能获得的技术经济指标，为选矿厂设计提供依据。

    一、矿石性质

    （一）矿石的化学成分

    原矿多元素分析结果见表1-2，锌物相分析结果见表3。

表1  原矿多元素分析结果%（一）

表2  原矿多元素分析结果%（二）

表3  锌物相分析结果%

    从表1-2可见，锌具有较好的回收利用价值，银、镓、锗、铟等稀贵金属可考虑综合回收利用。

    由表3可知，硫化锌中锌占有率95.21%，化锌中锌占有率较低，有利于锌选矿回收率的提高。

    分析表明，铁闪锌矿单矿物含锌47.34%、铁14.65%、铟226×10^-6、镓13.5×10^-6，银19.7×10^-6，锗0.8×10^-6，为高铁闪锌矿（铁闪锌矿），富含稀有元素铟。由于含铁较高，所以，锌精矿品位会偏低。

    （二）原矿矿物组成和含量

    原矿中的主要金属矿物是铁闪锌矿（17%）（少量的闪锌矿）、磁黄铁矿（14%）和毒砂（1.8%）等，主要的非金属矿物有透辉石（24%）、透闪石（11%）、绿帘石（8%）、云母（5%）和石英（6%）等，铁闪锌矿是选矿回收的主要目的矿物。

    （三）主要矿物的嵌布特征

    铁闪锌矿：是矿石中主要的锌矿物，无色，浅黄色，油脂-金刚光泽，它形粒状。多数铁闪锌矿呈独立颗粒产出，部分与磁黄铁矿、黄铜矿及方铅矿连生或共生，少数包裹乳浊状黄铜矿或磁黄铁矿，个别被磁黄铁矿包裹。铁闪锌矿形成时间相对磁黄铁矿较早，可见磁黄铁矿在闪锌矿中呈细脉状分布，多数呈浸染状分布于透闪石、绿帘石、透辉石等矿物颗粒之间，少数呈细脉状于矿石裂隙中。其粒度一般在0.05～3.2mm，最大5mm。

    磁黄铁矿：是矿石中的主要金属硫化物，多呈它形粒状，部分呈半自形粒状。它形成于成岩后期，常包裹或交代早期的透闪石和透辉石等，常和铁闪锌矿、黄铜矿和磁铁矿等共生。粒度变化较大，最大可达5mm，一般在0.1～2mm，-0.lmm约占15%，最小0.003mm左右。

    毒砂：矿石中毒砂含量1.8%，锡白色，金属光泽，多呈它形粒状。显微镜下观察，它呈不规则它形粒状，反射色呈白色，非均性强，部分开始蚀变。

    二、选矿试验研究

    （一）选别工艺流程的选择

    通常，铁闪锌矿选别方法主要有优先浮选、锌硫混浮一分离等。

    矿石中主要的金属矿物有铁闪锌矿、磁黄铁矿和毒砂等，主要的脉石矿物有透辉石、透闪石、绿帘石、石英和云母等。对于该矿石中锌的回收，重点就是解决铁闪锌矿、磁黄铁矿和毒砂的分离问题，由于该矿石中的毒砂可浮性相当好，易浮难抑，所以铁闪锌矿与毒砂的有效分离就成为需要解决的关键技术。

    此外，伴生有益稀贵金属银、镓和铟富集到锌精矿产品中，从而得到综合回收利用。

    综上所述，选择优先浮选作为选锌的原则工艺流程。

    （二）磨矿细度条件试验

     “过磨”和“欠磨”对锌的回收均不利，为了寻找一个适宜的入选细度，在粗选石灰8kg/t、硫酸铜300g/t、丁基黄药120g/t和松醇油50g/t的条件下，分别考察了-74μm占65%、75%和85%三个不同磨矿细度，其对选锌效果的影响。试验结果见表4。

表4  磨矿细度条件试验结果%

    从表4可以看到，随着磨矿细度的提高，锌精矿品位和回收率都是先提高后又下降。因此，适宜的磨矿细度为-74μm占75%。

    （三）粗选石灰用量条件试验

    众所周知，铁闪锌矿具有闪锌矿和黄铁矿的双重性质，也就是说铁闪锌矿既可被硫酸铜显著活化，也可被石灰强烈抑制。在“抑硫浮锌”试验过程中发现，磁黄铁矿易被石灰（高碱度）抑制，但毒砂可浮性异常地好，较难抑制。因此，严格控制矿浆的碱度，就成为铁闪锌矿与毒砂有效分离的关键所在。

    粗选石灰用量（矿浆pH值）条件试验结果见图1。

    由图1可知，随着石灰用量的增加，矿浆pH随着增加，锌精矿中砷含量下降，锌回收率也不断下降，说明矿浆pH的控制是铁闪锌矿与磁黄铁矿、毒砂分离的关键。石灰用量低，可浮性好的磁黄铁矿和毒砂不易受到抑制，会造成锌精矿品位偏低，砷含量超标；而石灰用量高，部分铁闪锌矿又会受到抑制，对锌回收率的提高不利。

    综合锌精矿中砷含量和锌回收率考虑，适宜的石灰用量范围为6～8kg/t（pH 12.0～12.6），本试验选用石灰用量8kg/t。

    （四）粗选硫酸铜用量条件试验

    硫酸铜对铁闪锌矿有显著的活化作用，粗选硫酸铜用量条件试验结果见图2。

    从图2可见，硫酸铜用量从l00g/t提高到300g/t时，锌精矿品位基本无变化，回收率显著提高；硫酸铜用量继续提高至400g/t时，锌回收率已不再提高。因此，较佳的硫酸铜用量为300g/t。

    （五）粗选丁基黄药用，条件试验

    粗选丁基黄药用量条件试验结果见图3。

    从图3可以看出，随着丁基黄药用量的增加，锌精矿回收率明显提高，而品位逐渐下降。综合精矿品位和回收率来看，较佳的丁基黄药用量为150g/t。

    粗选主要工艺技术条件的优化试验结果表明，较佳的磨矿细度为-74μm占75%、粗选石灰用量8kg/t（pH 12.6）、硫酸铜用量300g/t、丁基黄药用量150g/t。

    （六）开路浮选流程试验

    在磨矿细度、药剂制度条件优化试验的基础上，开展优先浮选开路流程试验，其工艺流程见图4，试验结果见表4。

表4  优先浮选开路流程试验结果%

    由表4可见，在较佳的磨矿细度和药剂制度条件下，原矿经一次粗选、两次精选、两次扫选的优先浮选开路流程选别后，可获得锌精矿产率15.32%、品位47.45%、回收率81.31%，银品位113.51g/t、银回收率25.57%，总中矿锌回收率12.61%，尾矿锌品位0.74%、损失率6.08%的技术经济指标。

    锌精矿回收率较高，但品位偏低，其主要原因是该矿石中的锌矿物主要是铁闪锌矿，单矿物铁闪锌矿含锌47.34%。

    （七）闭路浮选流程试验

    在开路浮选流程试验时发现，精选I的中矿主要是脉石矿物、铁闪锌矿和可浮性很好的毒砂。前已所述，可浮性很好的毒砂需经石灰多次抑制才能有效地抑制，为了避免它在浮选闭路中形成恶性循环，影响锌精矿产品质量，拟增设该中矿的再选作业，其泡沫产物返回粗选，槽底产物排入到尾矿中，这是本工艺试验的创新点。闭路浮选流程见图5，试验结果见表5。

表5  闭路浮选工艺流程试验结果%

    从表5可知，原矿经“一次粗选、两次精选、两次扫选，中矿再选”的新闭路浮选流程选别后，可获得锌精矿产率18.79%、品位41.56%、回收率93.08%；尾矿锌品位0.72%、损失率6.92%的技术经济指标，锌的回收效果很好。

    此外，富集在锌精矿中的银品位101g/t、回收率31.05%，镓品位9.89沙、回收率96.79%，铟品位246g/t、回收率91.39%。伴生有益稀贵金属也得到了综合回收利用。

    （八）精矿产品质量考察

    锌精矿产品的主要化学成分分析结果见表6。

表6  锌精矿产品的主要化学成分分析结果%

    锌精矿含锌41.56%、铜0.93%、铅0.19%、铁20.88%、砷580×10^-6，产品质量达到了商品锌精矿的质量要求。

    三、结语

    （一）矿石中主要的金属矿物有铁闪锌矿、磁黄铁矿、毒砂等，主要的脉石矿物有透辉石、透闪石、绿帘石、石英和云母等。

    （二）较佳的磨矿细度为-74μ.m占75%、粗选石灰用量8kg/t（pH12.6)、硫酸铜用量300g/t，丁基黄药用量150g/t。

    （三）矿石中的毒砂可浮性很好，易浮难抑，需经石灰（高碱）多次抑制才能有效地抑制。本工艺研究创新性地提出了“中矿再选的新闭路流程”，有效地解决了铁闪锌矿与毒砂分离难题，获得了质量合格的锌精矿产品。

    （四）原矿经优先闭路浮选流程选别后，可获得锌精矿产率18.79%、品位41.56%、回收率93.08%，尾矿锌品位0.72%、损失率6.92%的技术经济指标，锌的回收效果很好。

    （五）富集在锌精矿中的银品位101g/t、回收率31.05%，镓品位9.89g/t、回收率96.79%，铟品位246g/t、回收率91.39%，伴生有益稀贵金属也得到了综合回收利用。