新疆某高硫铅锌矿浮选工艺研究

    随着全球经济一体化的高速发展，各行各业对有色金属的需求与日俱增，刺激了与有色金属相关的矿产业突飞猛进，大幅度提升了金属选矿技术。受矿方委托，湖南有色金属研究院对某高硫铅锌矿开展选矿工艺研究，为建厂提供设计依据。试验研究拟定在对试样开展矿石性质特征研究的基础上，进行选矿工艺流程试验。     一、试样工艺矿物学研究     （一）试样多元素分析     试样多元素分析结果列于表1。从表1的结果可知，试样主要化学成分是Sio₂、Fe、S、CaO、等，少量Al₂O₃、MgO等，主要有价元素为Zn、、Pb、S以及Cu、Au、Ag等。  表1  试样化学多元素分析结果

元素	TFe	Cu	Pb	Zn	S	As	Sb	Au	Mn	CaO	MgO	SiO2	Al2O3	C	Ag
质量分数	21.61	0.06	1.40	3.13	17.20	0.01	0.05	0.2g/t	0.57	14.05	2.00	28.78	5.09	2.82	15g/t

     （二）试样物相分析与主要矿物组成     试样铅物相分析结果列于表2，锌物相分析结果列于表3，主要矿物组成及相对含量列于表4。 表2  铅物相分析结果 

名称	铅物相			合计
	硫化铅	氧化铅	其它铅
质量分数	1.27	0.14	0.04	1.45
占有率	87.59	9.65	2.76	100.0

 表3  锌物相分析结果

名称	锌物相			合计
	硫化锌	氧化锌	其它锌
质量分数	2.97	0.14	0.14	3.25
占有率	91.38	4.31	4.31	100.0

 表4  主要矿物组成及相对含量

矿物	黄铁矿	磁黄铁矿	毒砂	铁闪锌矿	方铅矿	黄铜矿	磁铁矿	石英	方解石	白云母	角闪石、绿泥石	碳质物
质量分数	9	24	微	6.0	1.6	0.2	0.2	27	20	5	6	1

     （三）试样的结构构造     1、试样的结构     试样主要有他形晶粒状结构、半自形晶粒状结构、浸蚀结构、骸晶结构、包含结构等。     2、试样的构造     试样主要有浸染状构造、块状构造、条脉状构造、条带－浸染状构造、层纹状构造等。     （四）主要回收矿物赋存状态及嵌布特征     方铅矿是主要的含铅矿物，也是银的主要载体矿物。方铅矿主要呈他形粒状，部分呈他形－半自形粒状，主要分布于闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿粒间，与磁黄铁矿、黄铁矿、铁闪锌矿接触嵌生。偶见交代黄铁矿。方铅矿嵌布粒度主要在0.152～0.037mm。     试样中硫化锌矿物主要为铁闪锌矿，呈不规则他形晶粒状。在矿石中呈浸染状分布。主要与磁黄铁矿、黄铁矿接触嵌生，其次与方铅矿接触嵌生，并有交代黄铁矿、方铅矿现象。铁闪锌矿内部有时包含细小磁黄铁矿和方铅矿，偶见包含乳浊状黄铜矿及细粒硫锰矿。铁闪锌矿嵌布粒度极不均匀，粗粒者可达1mm以上，细粒者不足5μm，主要在0.04～0.4mm。     黄铁矿主要呈不规则他形晶粒状，多与磁黄铁矿、铁闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等硫化物接触嵌生，并被磁黄铁矿、铁闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等轻度交代。黄铁矿嵌布粒度不均匀，粗者可达1mm以上，细粒不足5μm，主要嵌布粒度在74μm以上。     磁黄铁矿主要呈不规则他形晶粒状，多与黄铁矿、铁闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等硫化物接触嵌生，局部可见包含细粒铁闪锌矿、方铅矿，偶见呈枝脉状嵌于黄铁矿粒间，并交代黄铁矿。磁黄铁矿嵌布粒度相对较均匀，一般在0.074～0.4mm。     二、浮选工艺研究     （一）方案的选择     浮选方案的制定主要取决于试样的矿石性质，其中包括目的矿物之间的嵌布关系、结构构造、粒度分布特征、矿物可浮性的好坏，以及上浮矿物量的多少等。一般可供选择的浮选方案有优选浮选、硫化矿全浮、部分混浮、等可浮、分支串流浮选。依据试样工艺矿物学研究与探索性试验的结果，参考众多选矿料研工作者的研究成果，结合笔者多年从事选矿工艺研究的经验，对此高硫铅锌矿采用部分混合浮选试验方案。部分混浮原则流程如图1所示。  图1  部分混浮原则流程     （二）浮选条件试验     条件试验方法采用传统的析因试验的方法，单元试验在固定其他因素前提下，变动一个因素，并将所得试验数据绘制成平面曲线，并从曲线中找出最佳值的相应工艺参数。条件试验主要进行了铅粗选、锌硫混选和锌硫分离的条件试验。     1、铅粗选条件试验     （1）磨矿细度条件试验     目的矿物充分单体解离是矿石进行有效分选的先决条件，为此先进行磨矿细度条件试验。原则流程如图2所示，试验结果见图3。

图2  铅粗选工艺流程  图3  铅粗选磨矿细度试验结果     从图3曲线可知，随着磨矿细度的增加，铅的回收率呈上升趋势。选择－74μm占80%为宜。     （2）铅粗选石灰用量条件试验     用石灰作黄铁矿的抑制剂，磨矿细度足－74μm占80%，石灰为变量，其它药剂用量同图2。试验结果如图4所示。

图4  铅粗选石灰用量条件试验结果     试验结果表明，石灰对提高铅品位、降低锌硫的含量具有极为重要的作用，过量的石灰对硫抑制作用不明显。适宜的石灰用量为2000g/t。     （3）铅粗选硫酸锌用量条件试验     采用硫酸锌作闪锌矿的抑制剂，磨矿细度足－74μm占80%，硫酸锌为变量，其它药剂用量同图2。试验结果如图5所示。  图5  铅粗选硫酸锌用量条件试验结果     从图5曲线可知，硫酸锌用量的变化对降低铅粗精矿中锌含量具有明显效果，其用量可在750～1000g/t之间波动，为保证铅精矿质量，选定硫酸锌用量1000g/t。     （4）铅粗选对乙基黄药＋乙硫氮用量条件试验     试验选用乙基黄药＋乙硫氮作为方铅矿的捕收剂，乙基黄药＋乙硫氮的比例为1∶1，磨矿细度－74μm占80%，乙基黄药＋乙硫氮为变量，其它药剂用量同图2。试验结果如图6所示。  图6  铅精选乙基黄药＋乙硫氮用量条件试验结果     从图6可知，随着乙基黄药＋乙硫氮用量的增加，铅回收率明显提高，铅粗精矿锌含量亦有所上升，兼顾产品质量，乙基黄药＋乙硫氮最佳用量为60g/t。     2、锌硫混浮条件试验     （1）锌硫混浮硫酸铜用量条件试验     浮选尾矿以硫酸铜作闪锌矿活化剂，丁基黄药为捕收剂，进行锌硫的混合浮选，药剂用量为：丁基药药200g/t，碳酸钠800g/t，松醇20g/t，硫酸铜为变量。试验结果如图7所示。     从图7曲线可以看出随着硫酸铅用量的增加。锌硫混合精矿中锌、硫的品位和回收率有所提高，其用量以500g/t为宜。

图7  锌硫混浮硫酸铜用量条件试验结果     （2）锌硫混浮碳酸钠用量条件试验     浮铅尾矿以碳酸钠作为黄铁矿的活化剂，丁基黄药为捕收剂，进行锌硫混合浮选，药剂用量为：丁基黄药200g/t，硫酸铜500g/t，松醇油20g/t，碳酸钠为变量。试验结果如图8所示。从图8曲线可以看出，碳酸钠不仅对黄铁矿有明显的活化作用，而且对提高锌回收率亦有一定的帮助，适宜的碳酸钠用量为1000g/t。

图8  锌硫混浮碳酸钠用量条件试验结果     （3）锌硫混浮丁基黄药用量条件试验     锌硫混浮丁基黄药用量条件试验药剂用量为：硫酸铜500g/t，碳酸钠1000g/t，松醇油20g/t，丁基黄药为变量。试验结果如图9所示。

图9  锌硫混浮丁基黄药用量条件试验结果     从图9曲线可知，适宜的丁基黄药用量为120g/t。     3、锌硫分离条件试验     经典锌硫分离宜采用石灰法，该法既会在黄铁矿表面生成Fe(OH)₂的亲水薄膜，亦会有Ca^2＋竞争吸附，从而达到抑硫的目的。石灰为变量进行其用量的条件试验，试验结果如图10所示。  图10  锌硫分离石灰用量条件试验结果     （三）浮选闭路试验     浮选闭路试验是在浮选条件试验所确定的最佳工艺参数的前提下，利用实验室静态的单元浮选试验模拟现场连续的动态生产过程，从而考察中矿的分配和药剂累积的变化，以及可能获得的最终选别指标。试样磨矿至－74μm占80%，在抑锌硫的情况下，浮铅作业为一次粗选、三次精选、一次扫选。对浮铅尾矿在活化锌硫的情况下，混浮锌硫作业为一次粗选、一次扫选、一次精选。对锌硫混合精矿在抑硫的情况下浮锌，作业为一次粗选、两次精选、一次扫选。工艺流程如图11所示，试验结果列于表5。 表5  部分混浮闭路试验结果

产品名称	产率	品位			回收率
		Pb	Zn	S	Pb	Zn	S
铅精矿锌精矿硫精矿尾矿原矿	2.095.5233.3359.06100.0	60.10.190.140.131.39	2.7849.150.750.163.12	16.4034.0141.151.1516.61	90.350.763.365.53100.0	1.8687.088.023.03100.0	2.0611.3082.554.09100.0

 

图11  部分混选闭路试验流程     三、结语     （一）新疆某铅锌矿为高硫中细粒嵌布难选矿石。矿石中金属矿物主要为方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿等；脉石矿物主要为石英、方解石、云母等。     （二）从部分混浮闭路试验结果可知，依据试样工艺矿物学研究结果所确定的部分混浮方案可获得较优的铅锌硫分选指标。该工艺成熟可行，生产现场容易实施，可作建厂的设计依据。     （三）鉴于日益增长的物质文化需求所带来的有色金属需求矛盾，建议政府有关部门，加大有色金属地质、勘探、采矿、选矿的前期投入，确保国民经济可持续性发展。