云南某硫化鉛鋅礦低堿條件下浮選分離試驗(yàn)

梁李曉 陳建華 溫 凱

（廣西大學(xué)資源環(huán)境與材料學(xué)院，廣西 南寧 530004）

鉛鋅礦是重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，在有色金屬工業(yè)中有著重要的地位，主要應(yīng)用于電氣工業(yè)、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、機(jī)械工業(yè)等方面［1-3］。我國(guó)的鉛鋅礦選礦以浮選工藝為主，在硫化鉛鋅礦石中，常伴生有硫化鐵礦（黃鐵礦、磁黃鐵礦和白鐵礦等）。其主要的鉛鋅分離方法包括鉛的優(yōu)先浮選和鉛硫混合浮選后進(jìn)行鉛硫分離［4-7］。鉛的優(yōu)先浮選常用有2種方法：一是在高堿條件下加入乙硫氮和黃藥進(jìn)行浮選；二是在低堿條件下加黑藥進(jìn)行浮選。鋅硫混合浮選后進(jìn)行鋅硫分離通常要加入大量石灰抑制黃鐵礦［8-9］。石灰雖然具有一定優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)伴生貴金屬富集以及從尾礦中回收其他有用礦物不利，加入大量石灰會(huì)使堿度變得較高，這增加了尾礦廢水處理成本和管理難度。少加石灰或不加石灰是解決高堿度存在問題的有效途徑，因此研究出一種可代替石灰的工藝，對(duì)改善浮選工藝現(xiàn)狀具有重大意義。

靈山礦區(qū)選礦廠曾用電石渣取代石灰浮選Pb、Zn，雖然選礦指標(biāo)相近，但是受到電石渣來源的約束［10］。BULATOVIC等［11］提出可用Na2S和NaSO3做抑制劑進(jìn)行鋅硫分離，但對(duì)礦漿pH有較高的要求。浮選電化學(xué)研究認(rèn)為，氧化劑可以通過調(diào)節(jié)礦漿電位來實(shí)現(xiàn)在氧化環(huán)境下對(duì)硫化礦的抑制作用［12］，因此可用于取代石灰回收鋅。研究發(fā)現(xiàn)無機(jī)抑制劑Na2S、KMnO4等與石灰聯(lián)合使用，可以取得良好的效果，但還是離不開對(duì)石灰的依賴。針對(duì)以上問題，本文用漂白粉（主要成分為Ca（ClO）2，工業(yè)純，純度為32%）和過硫酸鈉代替石灰作用進(jìn)行鉛鋅分離，取得了較好的指標(biāo)。

1 礦石性質(zhì)

礦樣取自云南靈山某硫化鉛鋅礦區(qū)，礦石中主要金屬礦物為方鉛礦、閃鋅礦、鐵閃鋅礦、黃鐵礦、鉛礬等，主要脈石礦物為石英、方解石、云母、斜長(zhǎng)石等。對(duì)礦石進(jìn)行化學(xué)元素分析，結(jié)果如表1所示。

注：Ag、Au含量的單位為g/t。

從表1可知，礦石含鋅2.76%、含鉛0.85%，是礦石中的有價(jià)金屬，其余無回收價(jià)值。

對(duì)鉛、鋅進(jìn)行了物相分析，結(jié)果如表2、表3所示。

從表2、表3可以看出，含鉛礦物主要為方鉛礦，分布率為63.14%，含鋅礦物主要為閃鋅礦，分布率為81.21%。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

硫化鉛鋅礦的浮選工藝主要有鉛鋅混合浮選再分離、優(yōu)先浮選等［13］。原礦中含鋅礦物可浮性較好，為取得較高的回收率，采用混合浮選再分離的方法。

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

為獲得較好的浮選指標(biāo)，確定合適的浮選粒度至關(guān)重要［14-15］。若磨礦時(shí)間短，礦物粒度粗，有用礦物單體解離不完全，回收指標(biāo)差。若磨礦時(shí)間長(zhǎng)，能耗較高，且礦石有泥化現(xiàn)象，影響選別效果。因此，確定適宜的磨礦細(xì)度很有意義。按照?qǐng)D1的浮選流程進(jìn)行粗選試驗(yàn)。不同磨礦細(xì)度條件下的浮選試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

從圖2可見，隨著磨礦細(xì)度的增加，鉛、鋅的回收率逐漸升高，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.074 mm占85%以后，鉛、鋅的回收率升高不明顯。因此，最終確定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占85%。

2.2 鉛鋅混浮試驗(yàn)

2.2.1 捕收劑選擇試驗(yàn)

常用的硫化鉛鋅礦捕收劑有乙基黃藥、丁基黃藥、丁胺黑藥、乙硫氮等，也常見將這幾種捕收劑混合使用。在磨礦細(xì)度-0.074 mm占85%，粗選石灰用量為1 000 g/t、MIBC用量為40 g/t的條件下進(jìn)行捕收劑種類試驗(yàn)，結(jié)果如表4所示。

從表4可以看出，Z200與乙硫氮按質(zhì)量比1∶2復(fù)配的浮選效果最好，精礦鉛、鋅品位和回收率最高，這兩種捕收劑復(fù)配有較好的選擇性和捕收性。所以，選擇Z200+乙硫氮為捕收劑。

2.2.2 捕收劑總用量試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度-0.074 mm占85%，粗選石灰用量為1 000 g/t、MIBC用量為40 g/t、Z200與乙硫氮質(zhì)量比為1︰2的條件下，進(jìn)行Z200+乙硫氮總用量試驗(yàn)，結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，隨著捕收劑總用量的增加，鉛、鋅品位略微下降，回收率升高，當(dāng)Z200+乙硫氮總用量為150 g/t時(shí)，鉛、鋅精礦的回收率最高。因此，確定Z200+乙硫氮用量為100+50 g/t。

2.2.3 抑制劑對(duì)比試驗(yàn)

石灰是黃鐵礦的有效抑制劑，但對(duì)伴生貴金屬富集以及從尾礦中回收其他有用礦物不利，加入大量石灰會(huì)使堿度變得較高，這增加了尾礦廢水處理成本和管理難度。將漂白粉和過硫酸鈉復(fù)配能有效抑制黃鐵礦，代替石灰發(fā)揮作用。選擇漂白粉和過硫酸鈉按照質(zhì)量比為2∶1復(fù)配使用，在乙硫氮+Z200用量為100+50 g/t，MIBC用量為40 g/t的條件下與等量石灰粗選進(jìn)行抑制劑對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。

從表5可以看出，兩組試驗(yàn)的結(jié)果相近，鉛和鋅的選別指標(biāo)都比較好，其中漂白粉+過硫酸鈉復(fù)配的鉛、鋅回收率均比使用等量石灰高，鉛鋅混浮的效果更好。

2.3 鉛鋅分離抑制劑試驗(yàn)

為達(dá)到對(duì)硫化鉛鋅礦的高效分離，抑制劑的選擇十分重要。常見的抑制劑有亞硫酸鈉、硫酸鋅、硫化鈉等，也可以將這幾種抑制劑復(fù)配使用，硫酸鋅是抑鋅常用的抑制劑，但過多的硫酸鋅會(huì)抑制貴重金屬特別是金的上浮。將亞硫酸鈉和硫酸鋅復(fù)配使用能夠在不影響鋅浮選的效果上減少硫酸鋅的用量。硫酸鋅和亞硫酸鈉按照質(zhì)量比為2∶1復(fù)配使用，在Z200+乙硫氮用量為100+50 g/t，MIBC用量為40 g/t的條件下，對(duì)鉛鋅混浮精礦進(jìn)行鉛鋅分離粗選抑制劑總用量試驗(yàn)，結(jié)果如圖4所示。

從圖4可以看出，隨著抑制劑總用量的增加，鉛粗選精礦鉛品位上升，鋅品位下降，當(dāng)抑制劑總用量為1 200 g/t時(shí)，鉛粗選精礦鉛品位和回收率都比較高，進(jìn)一步增加抑制劑用量，鋅品位和回收率變化不大，鉛回收率下降。因此，確定硫酸鋅+亞硫酸鈉粗選用量為800+400 g/t，既保證了鉛精礦的鉛品位與鉛回收率，又節(jié)省了藥劑用量。

2.4 鋅回收試驗(yàn)

2.4.1 活化劑試驗(yàn)

由于鉛鋅分離時(shí)加入了抑制硫化鋅的抑制劑硫酸鋅+亞硫酸鈉，硫化鋅礦物受到抑制，因此在對(duì)浮鉛尾礦浮鋅時(shí)要加入活化劑將其活化。常用的硫化鋅活化劑是硫酸銅，通過加入硫酸銅可以活化硫化鋅礦物使其更好上浮。固定捕收劑Z200+乙硫氮用量為50+25 g/t，對(duì)浮鉛尾礦進(jìn)行了硫酸銅用量試驗(yàn)，結(jié)果如圖5所示。

從圖5可以看出，當(dāng)硫酸銅用量為250 g/t時(shí)，鋅粗選精礦鋅品位和回收率較高，隨著活化劑用量繼續(xù)增加，鋅回收率上升不明顯，鋅品位明顯降低。綜合考慮，選擇硫酸銅用量為250 g/t。

2.4.2 捕收劑試驗(yàn)

在浮鉛尾礦鋅粗選時(shí)固定硫酸銅用量為250 g/t，以Z200+乙硫氮為捕收劑（用量比2∶1）進(jìn)行用量試驗(yàn)。結(jié)果如圖6所示。

從圖6可以看出，隨著捕收劑用量的升高，鋅品位和回收率增加，當(dāng)捕收劑總用量為120 g/t時(shí)，鋅品位和回收率較高，因此確定捕收劑Z200+乙硫氮用量為80+40 g/t。既保證了鋅粗選有較高的鋅品位和回收率，又節(jié)省了藥劑用量。

2.5 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了小型閉路試驗(yàn)，流程見圖7，結(jié)果見表6。

由表6可知，使用漂白粉+過硫酸鈉復(fù)配，閉路試驗(yàn)可以得到鉛品位51.26%、鉛回收率82.02%的鉛精礦，鋅品位46.21%、鋅回收率70.65%的鋅精礦，實(shí)現(xiàn)了原礦中有用金屬的高效回收，與使用石灰相比，漂白粉+過硫酸鈉復(fù)配指標(biāo)更好。

3 結(jié) 論

（1）硫化鉛鋅礦浮選中以漂白粉+過硫酸鈉復(fù)配作為抑制劑能有效代替石灰作用，取得更好的指標(biāo)。

（2）礦石在磨礦細(xì)度-0.074 mm占85%，以Z200+乙硫氮為捕收劑，漂白粉+過硫酸鈉為抑制劑，經(jīng)過1粗2精2掃流程鉛鋅混浮，鉛鋅混合精礦以硫酸銅為活化劑，硫酸鋅+亞硫酸鈉為抑制劑，Z200+乙硫氮為捕收劑，經(jīng)1粗2精2掃流程選鉛，最終獲得鉛品位51.26%、鉛回收率82.02%的鉛精礦，選鉛尾礦以硫酸銅為活化劑，Z200+乙硫氮為捕收劑選鋅，得到鋅品位46.21%、鋅回收率70.65%的鋅精礦，實(shí)現(xiàn)了原礦中有用金屬的回收。