嚴(yán) 群 黃和平 李小生 馮 博

(1.江西理工大學(xué)建筑與測繪工程學(xué)院，江西 贛州 341000；2.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000；3.江西銅業(yè)公司德興銅礦，江西 上饒 334224)

四川某硫化鉛鋅礦現(xiàn)場工藝以石灰調(diào)漿，在高pH環(huán)境下優(yōu)先浮選鉛鋅，出現(xiàn)鉛鋅分離困難，鉛精礦含鋅較高，鉛、銀回收率低等問題。為改善現(xiàn)場分選指標(biāo)，在對該硫化鉛鋅礦石性質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，進行了選礦工藝試驗。

1 礦石性質(zhì)

四川某硫化鉛鋅礦石構(gòu)造類型主要有網(wǎng)脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、表生構(gòu)造；礦石結(jié)構(gòu)主要有固溶體分離結(jié)構(gòu)(包括乳濁狀結(jié)構(gòu)、沉積結(jié)構(gòu))、草驀狀結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)(包括粒狀結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu))、交代結(jié)構(gòu)(包括溶蝕結(jié)構(gòu)、蠕蟲狀結(jié)構(gòu)、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、交錯結(jié)構(gòu))、壓力結(jié)構(gòu)(包括揉皺結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu))。

礦石主要組成礦物為閃鋅礦和方鉛礦，少量鉛、鋅次生礦物，如：白鉛礦、磷氯鉛礦、鉛礬、菱鋅礦、硅鋅礦、水鋅礦和異極礦等。其他金屬礦物有藍輝銅礦、黝銅礦、銅藍、孔雀石、藍銅礦、黃銅礦、毒砂、白鐵礦、黃鐵礦和褐鐵礦。脈石礦物主要有石英、方解石、白云石，其次有絹云母、膠磷礦、高嶺石、石墨、重晶石和玉髓等。

方鉛礦主要分布在浸染狀、網(wǎng)脈狀礦石中，多呈星點狀、團斑狀和浸染狀分布于閃鋅礦中或其附近。方鉛礦多與閃鋅礦交代共生，以他形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主。粒度一般為0.1～0.5 mm，最小0.01 mm，最大1～5 mm。閃鋅礦以他形粒狀結(jié)構(gòu)為主，分布于塊狀、角礫狀、脈狀-網(wǎng)脈狀和浸染狀等構(gòu)造類型的礦物中。

對礦石進行了化學(xué)多元素分析以及有價元素物相分析，試樣的化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鉛鋅物相分析結(jié)果見表2。

表1 原礦多元素化學(xué)分析Table 1 Main chemical analysis resultsof run-of-mine ore %

注：Ag、Au含量的單位為g/t。

表2 礦石鉛鋅物相分析Table 2 Lead and zinc phase analysisof run-of-mine ore %

由表1可知，礦石中鉛、鋅是主要回收的有價元素，銀可伴生回收。

由表2可知：礦石中鉛礦物氧化率達21%，屬于混合礦石；鋅礦物氧化率為6.5%，屬于硫化礦石。

2 試驗結(jié)果及討論

2.1 鉛粗選條件試驗

2.1.1 石灰用量試驗

石灰對鉛鋅礦物有一定的抑制作用，尤其對伴生銀礦物的抑制效果顯著，同時石灰易造成鉛鋅分離困難等問題，石灰的用量需要嚴(yán)格控制[1-6]。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占80%條件下，固定抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為800+400 g/t、捕收劑25#黑藥為35 g/t、起泡劑松醇油為25 g/t，改變石灰用量進行試驗。結(jié)果見圖1。

圖1 石灰用量對鉛粗精礦指標(biāo)的影響Fig.1 Effects of lime dosage on leadrough concentrate index ◆—鉛品位；●—鋅品位；■—鉛回收率；▲—鋅回收率

通過圖1可以看出，隨著石灰用量的增加，鉛粗精礦鉛品位逐漸下降，鋅品位逐漸上升，對硫酸鋅的抑制效果隨著石灰用量增大逐漸變差，因此，不加石灰為宜。

2.1.2 25#黑藥用量試驗

25#黑藥對鉛具有良好的選擇性，且對銀有一定捕收能力[7-8]。以25#黑藥為捕收劑，在磨礦細(xì)度為 -0.074 mm占80%、硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為800+400 g/t、松醇油用量為25 g/t條件下，考察25#黑藥用量對鉛粗選效果的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 25#黑藥用量對鉛粗精礦指標(biāo)的影響Fig.2 Effects of 25# dithiophosphate collectordosage on lead rough concentrate index ◆—鉛品位；●—鋅品位；■—鉛回收率；▲—鋅回收率

通過圖2可以看出，隨著25#黑藥用量的增加，鉛粗精礦鉛回收率小幅增加，但鉛品位大幅下降，鉛粗精礦中鋅品位、鋅回收率也逐漸增加。綜合考慮，選擇25#黑藥用量為35 g/t。

2.1.3 抑制劑用量試驗

硫酸鋅配合亞硫酸鈉在水中生成的親水性膠體可以選擇性地吸附在閃鋅礦表面抑制閃鋅礦[9]。條件試驗表明，硫酸鋅與亞硫酸鈉質(zhì)量比為2∶1時，抑制作用最佳[10]。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占80%、25#黑藥用量為35 g/t、松醇油用量為25 g/t、硫酸鋅與亞硫酸鈉用量質(zhì)量比為2∶1條件下，改變抑制劑總用量進行試驗。結(jié)果見圖3。

圖3 抑制劑總用量對鉛粗精礦指標(biāo)的影響Fig.3 Effects of total inhibitors dosage onlead rough concentrate index ◆—鉛品位；●—鋅品位；■—鉛回收率；▲—鋅回收率

通過圖3可以看出，隨著硫酸鋅+亞硫酸鈉總用量的增加，鉛粗精礦鉛品位先升高后降低，鋅品位逐漸降低，這是由于亞硫酸鈉用量過多也會對鉛起抑制作用。因此，確定抑制劑總用量為1 200 g/t，即硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為800 +400 g/t。

2.1.4 抑制劑加入地點試驗

抑制劑加入磨機能第一時間與磨剝產(chǎn)生的新鮮礦物表面作用，因此作用較充分，所以抑制劑的加入地點對選礦指標(biāo)有較大影響[11]。為考察抑制劑加入地點對選礦指標(biāo)的影響，在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占80%、硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為800+400 g/t、25#黑藥用量為35 g/t、松醇油為25 g/t條件下，改變抑制劑加入地點進行試驗。結(jié)果見表3。

表3 抑制劑不同加藥點試驗結(jié)果Table 2 Test results of different dosingpoints of inhibitors %

從表3可以看出，抑制劑加入磨機時選別指標(biāo)明顯好于加入浮選機時選別指標(biāo)。因此，選擇抑制劑加入磨機。

2.2 鋅粗選試驗

在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占80%條件下，對最佳鉛粗選條件獲得的鉛粗選尾礦進行選鋅試驗(藥劑用量均針對原礦計)。

2.2.1 石灰用量試驗

固定活化劑硫酸銅用量為400 g/t，捕收劑丁基黃藥用量為50 g/t，起泡劑松醇油用量為35 g/t，改變pH調(diào)整劑石灰用量進行試驗。結(jié)果見圖4。

圖4 石灰用量對鋅粗精礦指標(biāo)的影響Fig.4 Effects of lime dosage on zincrough concentrate index■—鋅品位；▲—鋅回收率

從圖4可知，石灰用量對鋅粗精礦鋅品位變化不明顯，隨著石灰用量的增加，鋅粗精礦鋅回收率逐漸提高，當(dāng)石灰用量大于6 000 g/t時，鋅粗精礦鋅回收率隨著石灰用量增加提高不明顯。因此，選擇石灰用量為6 000 g/t，此時鋅品位為36.50%、回收率為92.00%。

2.2.2 硫酸銅用量試驗

固定石灰用量為6 000 g/t，丁基黃藥用量為50 g/t，松醇油用量為35 g/t，改變硫酸銅用量進行試驗。結(jié)果見圖5。

圖5 硫酸銅用量對鋅粗精礦指標(biāo)的影響Fig.5 Effects of copper sulphate dosageon zinc rough concentrate index■—鋅品位；▲—鋅回收率

從圖5分析，隨著硫酸銅用量的增加，鋅粗精礦鋅品位變化不明顯，鋅回收率逐漸提高。綜合考慮，選擇硫酸銅用量為500 g/t。

2.2.3 丁基黃藥用量試驗

固定石灰用量為6 000 g/t，硫酸銅用量為500 g/t，松醇油用量為35 g/t，改變丁基黃藥用量進行試驗。結(jié)果見圖6。

圖6 丁基黃藥用量對鋅粗精礦指標(biāo)的影響Fig.6 Effects of butyl xanthate dosage onzinc rough concentrate index■—鋅品位；▲—鋅回收率

從圖6可以看出，隨著丁基黃藥用量的增加，鋅粗精礦鋅品位逐漸下降，鋅回收率逐漸提高。綜合考慮，選擇丁基黃藥用量為70 g/t。

2.3 磨礦細(xì)度試驗

磨礦細(xì)度與浮選粒度緊密相關(guān)，浮選粒度對選別效果影響極大[12]。因此按條件試驗確定的最佳藥劑用量，進行磨礦細(xì)度試驗，結(jié)果見圖7。

圖7 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果Fig.7 Effects of grinding fineness on separation index □—鉛品位；■—鉛回收率；△—鋅品位；▲—鋅回收率

從圖7可以看出，磨礦細(xì)度為-0.074 mm占80%時，選別指標(biāo)最佳。物料變細(xì)雖有利于單體解離，但過細(xì)時過磨泥化影響精礦品位[13]。所以磨礦細(xì)度應(yīng)該選擇-0.074 mm占80%。

2.4 閉路試驗

在條件試驗的基礎(chǔ)上按圖8流程進行閉路試驗。結(jié)果見表4。

圖8 閉路試驗流程Fig.8 Flow-sheet of closed-circuit test表4 閉路試驗結(jié)果Table 4 Results of closed-circuit test

%

注：Ag含量的單位為g/t。

由表4可知，實驗室小型試驗可獲得鉛品位57.45%、含鋅6.09%、含銀501.58 g/t、鉛回收率71.17%、銀回收率17.28%的鉛精礦和鋅品位53.11%、含鉛0.95%、含銀235.11 g/t、鋅回收率93.45%、銀回收率69.91%的鋅精礦。

現(xiàn)場工藝采用2粗5精2掃選鉛、2粗3精2掃選鋅(工藝流程見圖9，生產(chǎn)指標(biāo)見表5)。獲得鋅品位61.35%、含鉛2.13%、含銀185.11 g/t的鋅精礦，為四級品鋅精礦，且銀未達到200 g/t，不計價。實驗室閉路實驗指標(biāo)與現(xiàn)場指標(biāo)相比，雖然鋅精礦鋅品位下降了8.24個百分點，但是鋅精礦中雜質(zhì)鉛含量由2.13%降至0.95%，鋅精礦由四級品上升為二級品，且含銀235.11%，達到計價要求；鉛精礦與現(xiàn)場指標(biāo)相比，鉛品位提高了12.11個百分點，鉛回收率提高了12.46個百分點，并且鉛精礦中鋅含量降至7%以下，符合四級鉛精礦要求；其中賦存在鉛精礦和鋅精礦中銀的總回收率為87.19%，相比現(xiàn)場指標(biāo)提高了61.97個百分點。因此閉路實驗指標(biāo)較現(xiàn)場指標(biāo)有明顯改善。

圖9 現(xiàn)場工藝流程Fig.9 On-site process flow表5 現(xiàn)場生產(chǎn)指標(biāo)Table 5 On-site production index

%

注：Ag含量的單位為g/t。

3 結(jié) 論

(1)四川某硫化鉛鋅礦石中鉛、鋅是主要回收的有價元素，銀可伴生回收，鉛、鋅、銀含量分別為1.03%、6.28%、37.16 g/t。礦石主要組成礦物為閃鋅礦和方鉛礦，少量黃鐵礦、白鐵礦、黃銅礦、黝銅礦、銅藍、藍銅礦和褐鐵礦，脈石礦物以白云石、方解石和石英為主。

(2)采用在中性環(huán)境下以硫酸鋅+亞硫酸鈉為抑制劑、25#黑藥為捕收劑經(jīng)1粗3精1掃選鉛，高堿環(huán)境下以石灰為抑制劑、硫酸銅為活化劑、丁基黃藥為捕收劑經(jīng)1粗1精1掃選鋅的浮選工藝，可以得到鉛品位57.45%、含鋅6.09%、含銀501.58 g/t、鉛回收率71.17%的鉛精礦，鋅品位53.11%、含鉛0.95%，含銀235.11 g/t、鋅回收率93.45%的鋅精礦。與現(xiàn)場指標(biāo)相比，選礦工藝段數(shù)明顯減少，同時鉛精礦鉛品位提高了12.11個百分點，鉛金屬回收率提高了12.46個百分點，并且賦存在鉛精礦和鋅精礦中銀的金屬回收率提高了61.97個百分點。

[1] 羅仙平，周賀鵬，周 躍，等．提高某復(fù)雜鉛鋅礦伴生銀選礦指標(biāo)新工藝研究[J]．礦冶工程，2011，31(3)：35-39．

Luo Xianping，Zhou Hepeng，Zhou Yue，et al.New technique to improve dressing indexes of associated silver in complex lead-zinc ore[J].Mining and Metallurgical Engineering，2011，31(3):35-39.

[2] 杜顯彥．鉛鋅銀多金屬硫化礦選礦工藝及機理研究[D]．贛州：江西理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2014．

Du Xianyan.Mineral Processing Technology and Mechanism Studies on Lead-Zinc-Silver Polymetallic Sulphide Ore[D].Ganzhou:Jiangxi University of Science and Technology，2014.

[3] 李兵容．鉛鋅礦礦石的選礦工藝研究[J]．礦業(yè)快報，2008(1):41-42．

Li Bingrong.Research on beneficiation process of lead zinc ore[J].Express Information of Mining Industry，2008(1):41-42.

[4] 馮忠偉．富含可溶性鹽高硫鉛鋅礦無堿浮選工藝研究[J]．金屬礦山，2009(8):45-48．

Feng Zhongwei.Research on alkali-free flotation process of soluble salt-rich high sulfur lead-zinc ores[J].Metal Mine，2009(8):45-48．

[5] 邱廷省，何元卿，余 文，等．硫化鉛鋅礦浮選分離技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進展[J]．金屬礦山，2016(3):1-9．

Qiu Tingsheng，He Yuanqing，Yu Wen，et al.Research status and development of the lead-zinc sulfide ore flotation separation[J].Metal Mine，2016(3):1-9．

[6] 陳勝虎．廣東某鉛鋅礦選礦工藝及機理研究[D]．贛州：江西理工大學(xué)，2011．

Chen Shenghu.The research of Beneficiation Process and Mechanism for a Lead-Zinc Ore in Guangdong[D].Ganzhou:Jiangxi University of Science and Technology，2011.

[7] 高利坤，戴惠新．鉛鋅選礦[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014：148-149．

Gao Likun，Dai Huixin.Mineral Processing Technology of Lead-Zinc Ore[M].Beijing：Chemical Industry Press，2014:148-149.

[8] 朱玉霜，朱建光．浮選藥劑的化學(xué)原理[M]．長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，1996：28-29．

Zhu Yushuang，Zhu Jianguang.Chemical Principles of Flotation Reagents[M].Changsha:Central South of Technology University Press，1996：28-29.

[9] 程琍琍，鄭春到，李啊林，等．組合抑制劑在硫化礦浮選過程中抑制閃鋅礦的電化學(xué)機理[J]．有色金屬工程，2014(4)：50-53．

Cheng Lili，Zheng Chundao，Li Alin，et al.The electrochemical mechanism of combined depressants inhibition of sphalerite in sulphide ore flotation process[J].Nonferrous Metals Engineering，2014(4):50-53.

[10] 王淑紅，孫永峰．遼寧某鉛鋅礦選礦工藝研究[J]．有色金屬：選礦部分，2014(1)：17-20．

Wang Shuhong，Sun Yongfeng.Research on the mineral processing process of Pb-Zn ore of Liaoning[J].Nonferrous Metals：Mineral Processing Section，2014(1):17-20.

[11] 陳經(jīng)華，趙學(xué)中．云南某鉛鋅礦選礦工藝試驗研究[J].有色金屬:選礦部分，2010(1)：5-8.

Chen Jinghua，Zhao Xuezhong.Experimental study on mineral processing of lead-zinc ore in Yunnan[J].Nonferrous Metals：Mineral Processing Section，2010(1):5-8.

[12] Kanarskii A V.Flotation concentration of the sulfide antimony-arsenic gold-bearing ore[J].Russian Journal of Non-Ferrous Metals，2012，53(2):120-124.

[13] 李玉瓊，陳建華，陳 曄，等．西藏某氧化鋅礦浮選試驗研究[J]．礦冶工程，2009，29(4)：28-32.

Li Yuqiong，Chen Jianhua，Chen Hua，et al.Study on the flotation of zinc oxide ore in Tibet[J].Mining and Metallurgical Engineering，2009，29(4)：28-32.