廣西盤龍鉛鋅礦低堿浮選試驗(yàn)研究

蘇振華

(廣西中金嶺南礦業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 來(lái)賓 545900)

鉛、鋅是國(guó)民生產(chǎn)必需的重要金屬，被廣泛應(yīng)用于軍事、電氣、機(jī)械、醫(yī)藥等領(lǐng)域。此外，鉛金屬在核工業(yè)、石油工業(yè)等方面也具有廣闊的應(yīng)用前景[1-2]。鉛、鋅具有相似的外電子結(jié)構(gòu)，并都具有強(qiáng)烈的親硫性，因此在自然界中關(guān)系極為密切，通常以鉛鋅硫化礦形式存在[3]。我國(guó)的鉛鋅礦以浮選回收為主，主要采用鉛鋅順序浮選工藝[4-8]。

廣西中金嶺南礦業(yè)有限責(zé)任公司盤龍鉛鋅礦是國(guó)內(nèi)大型鉛鋅礦之一[9]。目前選礦廠采用高堿先浮鉛后浮鋅優(yōu)先浮選工藝流程，然而實(shí)際鉛鋅生產(chǎn)過(guò)程中存在回收率偏低、流程中礦循環(huán)量過(guò)大、生產(chǎn)流程指標(biāo)波動(dòng)大等問(wèn)題[10-11]，亟待對(duì)浮選工藝流程及藥劑制度進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到提高選礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和資源充分利用的目的。

目前選礦廠生產(chǎn)采用鉛鋅順序優(yōu)先浮選工藝(鉛一次粗選、兩次掃選、四次精選，鋅兩次粗選、兩次掃選、四次精選)，鉛浮選采用丁基黃藥和乙硫氮作為捕收劑，鋅浮選采用丁基黃藥作為捕收劑，采用高堿選鉛流程易造成跑尾現(xiàn)象，且鉛鋅礦物嵌布關(guān)系緊密，一步磨礦較難充分解離，導(dǎo)致鉛鋅中礦量大、中礦累積嚴(yán)重、生產(chǎn)不穩(wěn)定。本文試驗(yàn)探索采用低堿選鉛—高堿選鋅流程對(duì)該礦進(jìn)行浮選回收，同時(shí)對(duì)鉛粗精礦進(jìn)行再磨，提高選礦指標(biāo)。主要研究了鉛捕收劑種類及用量、硫酸鋅用量、鉛精選再磨細(xì)度對(duì)鉛浮選行為的影響，鋅捕收劑種類及用量、石灰用量、硫酸銅用量對(duì)鋅浮選行為的影響，確定了最優(yōu)條件，并根據(jù)條件試驗(yàn)的結(jié)果制定了閉路試驗(yàn)最優(yōu)試驗(yàn)條件，開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)室閉路小型試驗(yàn)研究。

1 原礦性質(zhì)

原礦石中主要可回收元素為鉛和鋅，品位分別為0.80%和2.70%，其中有90.04%的鉛以硫化鉛形式存在，98.51%的鋅以硫化鋅形式存在。礦石中的鉛礦物主要為方鉛礦，其次為灰硫砷銻鉛礦、斜硫砷鉛礦和維硫銻鉛礦。鋅礦物主要為閃鋅礦，伴有微量菱鋅礦。其它金屬礦物絕大部分為黃鐵礦，另有少量毒砂、微量褐鐵礦和黃銅礦等。礦石中的非金屬礦物大部分為白云石，其次為重晶石，少量的鈉長(zhǎng)石、方解石、白云母、正長(zhǎng)石、磷灰石、石英等[11]。礦石中方鉛礦與閃鋅礦嵌布關(guān)系最為密切，且嵌布關(guān)系較為復(fù)雜，常呈交代溶蝕結(jié)構(gòu)產(chǎn)出，部分方鉛礦呈微細(xì)粒狀嵌布在脈石礦物中。礦石的主要化學(xué)成分見(jiàn)表1，礦石中鉛、鋅物相分析結(jié)果分別見(jiàn)表2～3，原礦的光學(xué)顯微鏡照片如圖1所示。

表1 原礦石多元素分析結(jié)果

表2 原礦石中鉛的物相

表3 原礦石中鋅的物相

圖1 原礦的光學(xué)顯微鏡圖像Fig.1 Optical microscope images of the raw ore

2 結(jié)果與討論

2.1 鉛捕收劑種類及用量條件試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：磨礦細(xì)度-74 μm占75%，抑制劑為Zn(SO4)，用量2 000 g/t，起泡劑選用適量松醇油，浮選時(shí)間6 min。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2～4。

圖2 單一捕收劑浮選試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Results of single collector flotation tests

圖3 組合捕收劑浮選試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Results of combined collectors flotation tests

圖4 鉛浮選捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Results of collector dosage in lead flotation tests

從圖2可以看出，苯胺黑藥選擇性最好，而丁基銨黑藥捕收能力強(qiáng)，因此后續(xù)試驗(yàn)采用苯胺黑藥+丁基銨黑藥的組合捕收劑，并對(duì)其配比與用量進(jìn)行了條件試驗(yàn)研究。

從圖3可以看出，隨著組合捕收劑中苯胺黑藥用量的逐漸加大，鉛粗精礦品位出現(xiàn)逐漸上升現(xiàn)象，而回收率則緩慢降低，當(dāng)苯胺黑藥∶丁銨黑藥為4∶1時(shí)，浮選結(jié)果最優(yōu)，此條件下所得鉛粗精礦品位為9.77%、鉛回收率為61.33%。

從圖4可以看出，隨著捕收劑用量的加大，鉛粗精礦的鉛品位下降比較明顯，鉛回收率則出現(xiàn)逐漸升高現(xiàn)象，當(dāng)組合捕收劑用量為70 g/t時(shí)，鉛粗精礦中鉛品位10.62%，鉛回收率60.83%，指標(biāo)相對(duì)較好。

綜合鉛浮選捕收劑條件試驗(yàn)的結(jié)果，確定鉛粗選捕收劑為苯胺黑藥+丁銨黑藥組合捕收劑，二者用量比例為4∶1，總用量為70 g/t礦。

2.2 鉛粗選抑制劑硫酸鋅用量試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：磨礦細(xì)度-74 μm占75%、組合捕收劑苯胺黑藥∶丁基銨黑藥比例4∶1、起泡劑選松醇油適量、浮選時(shí)間6 min。試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5 抑制劑硫酸鋅用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Results of inhibitor zinc sulfate dosage tests

從圖5可以看出，添加抑制劑硫酸鋅后，鉛粗精礦的品位得到明顯提高，當(dāng)硫酸鋅用量大于1 000 g/t后，粗精礦品位趨于穩(wěn)定。但隨著硫酸鋅用量的不斷加大，鉛回收率會(huì)逐漸降低，原因可能是鉛鋅嵌布關(guān)系緊密，一些未解離的方鉛礦隨著閃鋅礦的抑制而難以上浮，因此，鉛粗選流程中硫酸鋅使用量確定為1 000 g/t。

2.3 鉛粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)

由于方鉛礦和閃鋅礦嵌布關(guān)系密切，為提高礦物解離度和降低中礦循環(huán)量，對(duì)鉛粗精礦進(jìn)行再磨處理。鉛粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)中，選擇苯胺黑藥為捕收劑，用量為10 g/t，石灰和硫酸鋅為抑制劑，用量分別為400 g/t和200 g/t，浮選時(shí)間5 min。試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6 鉛粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.6 Results of regrinding fineness tests for rough lead concentrate

從圖6可以看出，隨著鉛粗精礦再磨細(xì)度的提高，鉛一段精選的鉛品位得到了顯著提升，同時(shí)鉛回收率也出現(xiàn)了一定增長(zhǎng)，而當(dāng)再磨細(xì)度-25 μm占比大于95%后，精選作業(yè)回收率出現(xiàn)了下降，原因是過(guò)磨導(dǎo)致方鉛礦顆粒過(guò)細(xì)，影響浮選回收，因此，試驗(yàn)確定鉛粗精礦再磨細(xì)度為-25 μm占95%。

2.4 鋅捕收劑種類及用量試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：石灰用量4 000 g/t、硫酸銅用量200 g/t、浮選時(shí)間6 min。試驗(yàn)結(jié)果如圖7～8所示。

圖7 鋅浮選捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果Fig.7 Results of collectors kinds tests for zinc flotation

圖8 鋅浮選捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.8 Results of collector dosage tests for zinc flotation

從圖7可以看出，丁基黃藥和異丙基黃藥對(duì)鋅的捕收能力較強(qiáng)，而異丙基黃藥的選擇性更好，綜合考慮，決定采用異丙基黃藥為選鋅捕收劑。

從圖8可以看出，隨著異丙基黃藥用量的增大，鋅作業(yè)回收率逐漸升高，而粗精礦品位有所下降，當(dāng)用量增大到80 g/t后，鋅作業(yè)回收率趨于穩(wěn)定，因此確定異丙基黃藥用量為80 g/t。

2.5 鋅粗選石灰用量試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：捕收劑異丙基黃藥用量80 g/t、硫酸銅用量200 g/t、浮選時(shí)間6 min。試驗(yàn)結(jié)果如圖9所示。

圖9 石灰用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.9 Results of lime dosage test

從圖9可以看出，隨著石灰用量的增加，鋅粗精礦品位先下降后上升，而鋅作業(yè)回收率波動(dòng)不大。綜合考慮，決定暫定石灰用量為4 000 g/t。

2.6 閉路試驗(yàn)

閉路試驗(yàn)流程見(jiàn)圖10，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖10 閉路試驗(yàn)流程圖Fig.10 Flowsheet of closed-circuit test

表4 閉路試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，低堿選鉛流程實(shí)驗(yàn)室閉路試驗(yàn)可獲得含鉛57.88%、鉛回收率為61.54%的鉛精礦，含鋅49.92%、鋅回收率為90.04%的鋅精礦。與本選礦廠現(xiàn)有指標(biāo)相比，低堿選鉛流程獲得的鉛精礦品位和回收率均有提升，同時(shí)還避免了跑尾現(xiàn)象和中礦累積的情況，易于流程穩(wěn)定，有利于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)應(yīng)用。

3 結(jié)論

1)廣西中金嶺南礦業(yè)有限責(zé)任公司盤龍鉛鋅礦原礦中含鉛0.80%、鋅2.70%，方鉛礦與閃鋅礦嵌布關(guān)系密切，且嵌布粒度較細(xì)，其中有90.04%的鉛以硫化鉛形式存在，98.51%的鋅以硫化鋅形式存在。

2)采用低堿選鉛流程，選擇苯胺黑藥+丁銨黑藥的組合藥劑為捕收劑選，硫酸鋅為抑制劑，同時(shí)對(duì)鉛粗精礦進(jìn)行再磨，提高金屬解離度，可分別獲得含鉛57.88%、鉛回收率為61.54%的鉛精礦，含鋅49.92%、鋅回收率為90.04%的鋅精礦。

3)與選礦廠現(xiàn)有生產(chǎn)指標(biāo)相比，低堿選鉛流程獲得的鉛精礦品位和回收率均高于生產(chǎn)指標(biāo)，同時(shí)可減少中礦在流程中循環(huán)形成累積，解決跑尾和中礦累積問(wèn)題，有利于生產(chǎn)流程控制和穩(wěn)定生產(chǎn)指標(biāo)，從而穩(wěn)定流程。