四川某鉛鋅礦伴生螢石的浮選試驗(yàn)研究

梁成，張航飛,2，楊永，鐘強(qiáng)生，竹合林

（1.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局二零七地質(zhì)隊(duì)， 四川樂山 614000； 2.張金元?jiǎng)谀?chuàng)新工作室，四川樂山 614000）

螢石已成為新能源、新材料和核工業(yè)等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可或缺的戰(zhàn)略性資源［1］。中國螢石礦富礦少，貧礦多，高品位富礦主要分布在浙江、江西和內(nèi)蒙古等省區(qū)，分布不均勻［2］。在四川的寧南-金陽-雷波Pb-Zn-P成礦亞帶上集中產(chǎn)出的鉛鋅礦多伴生螢石礦床或礦化點(diǎn)［3-4］。以往區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)評價(jià)多將鉛鋅礦單獨(dú)進(jìn)行選礦試驗(yàn)，未對其伴生礦物螢石進(jìn)行綜合利用評價(jià)。本試驗(yàn)針對鉛鋅礦中的螢石進(jìn)行混合浮選試驗(yàn)研究，以期獲得合格的鉛鋅精礦和螢石精礦產(chǎn)品，為鉛鋅礦及其伴生螢石礦的綜合開發(fā)利用提供一定的選礦技術(shù)參考。

1 試樣性質(zhì)

研究區(qū)鉛鋅礦呈脈狀產(chǎn)于寒武系下統(tǒng)筇竹寺組粉砂巖裂隙中，礦石呈塊狀、條紋條帶以及星點(diǎn)狀，主要有用金屬礦物為方鉛礦及閃鋅礦，礦段內(nèi)鉛鋅礦平均厚度1.54m，Pb平均品位7.04%，Zn平均2.65%。鉛鋅礦石主要伴生礦物為螢石，CaF2含量6.21%～75.3%，平均40.14%。螢石呈紫色、紫紅、白色或無色透明，玻璃光澤，他形至半自形粒狀集合體，常呈晶簇或不規(guī)則塊狀、脈狀產(chǎn)出。賦礦巖石具粒狀變晶結(jié)構(gòu)，方鉛礦呈自形-半自形粒狀、細(xì)小的他形粒狀及其集合體；閃鋅礦呈他形-半自形粒狀及其集合體；黃鐵礦呈細(xì)小的他形-半自形粒狀或呈質(zhì)點(diǎn)狀及其集合體；石英呈細(xì)小的他形-半自形粒狀及其集合體（圖1）。

圖1 礦石主要結(jié)構(gòu)及主要礦物的鏡下照片

2 試樣方法與試驗(yàn)流程

2.1 試樣方法

本試驗(yàn)使用常規(guī)藥劑進(jìn)行浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)中涉及到的各種藥劑名稱、純度及實(shí)驗(yàn)室配藥方式見表1。

表1 試驗(yàn)藥劑名稱、純度及配藥方式表

每次取試驗(yàn)礦樣500g，加水300mL，在KMB-63 200×240棒磨機(jī)中磨至試驗(yàn)所需要的細(xì)度。

浮選試驗(yàn)粗、掃選在XFD-63型1.5L浮選機(jī)中進(jìn)行，精選在XFD-63型0.75L、0.5L浮選機(jī)中進(jìn)行。采用單元試驗(yàn)法，以鉛、鋅和螢石的品位及回收率為試驗(yàn)指標(biāo)判據(jù)［5］。

2.2 試驗(yàn)流程

螢石礦浮選條件試驗(yàn)流程見圖2，原礦鉛鋅礦混合浮選條件試驗(yàn)流程見圖3。

圖2 螢石混合浮選條件試驗(yàn)流程

圖3 鉛鋅礦混合浮選條件試驗(yàn)流程

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

在不同磨礦細(xì)度下進(jìn)行鉛鋅礦石浮選試驗(yàn)，目的是考查磨礦細(xì)度對鉛鋅浮選的影響，試驗(yàn)流程圖見圖3。其中，碳酸鈉用量2000g/t，硫酸鋅用量1500g/t，亞硫酸鈉500g/t，丁基黃藥100g/t，2#油浮選劑30g/t［6］。試驗(yàn)結(jié)果表明（圖4），隨著磨礦細(xì)度增加鉛粗精礦中鉛品位呈上升趨勢，鉛回收率先呈上升趨勢而后開始明顯下降，鋅品位呈下降趨勢而后趨于平穩(wěn)，鋅回收率則呈緩慢上升而后下降的趨勢。綜合考慮，磨礦細(xì)度以-0.074mm占80.1%為最佳磨礦細(xì)度。

圖4 磨礦細(xì)度對鉛鋅混合精礦選別指標(biāo)的影響

3.2 選鉛、選鋅浮選條件試驗(yàn)

本試驗(yàn)考察不同用量的碳酸鈉（調(diào)整劑）、硫酸鋅與亞硫酸鈉（抑制劑）及丁基黃藥（捕收劑）對鉛精礦浮選指標(biāo)的影響［7-8］。當(dāng)固定硫酸鋅為1200g/t與亞硫酸鈉為400g/t和丁基黃藥為100g/t用量時(shí)，隨著碳酸鈉用量的增加鉛粗精礦中鉛品位逐漸上升、回收率先升后降，碳酸鈉用量以2000g/t選礦效果相對較好（圖5a）。浮選鉛時(shí)，本次試驗(yàn)為了使鋅不進(jìn)入鉛精礦中采用硫酸鋅與亞硫酸鈉作為鉛粗選鋅抑制劑。當(dāng)固定碳酸鈉為2000g/t和丁基黃藥為100g/t用量時(shí)，隨著硫酸鋅與亞硫酸鈉用量的增加鉛粗精礦中鉛品位與回收率逐漸下降、鉛粗精礦中鋅品位也逐漸下降，以硫酸鋅1200g/t與亞硫酸鈉400g/t用量時(shí)選礦效果相對較好（圖5b）。當(dāng)固定碳酸鈉為2000g/t和硫酸鋅為1200g/t與亞硫酸鈉為400g/t用量時(shí)，隨著丁基黃藥用量的增加鉛粗精礦中鉛品位逐漸下降、回收率逐漸上升，鉛粗精礦中鋅品位和回收率逐漸上升，以丁基黃藥100g/t用量選礦效果相對較好（圖5c）。

閃鋅礦浮選pH調(diào)整劑一般采用石灰，并且石灰對黃鐵礦也起抑制作用［9］。閃鋅礦的常用活化劑為硫酸銅。本試驗(yàn)考察不同用量的石灰、硫酸銅及丁基黃藥對鋅精礦浮選指標(biāo)的影響。當(dāng)固定硫酸銅為200g/t和丁基黃藥為60g/t用量時(shí)，隨著石灰用量的增加，鋅粗精礦中鋅品位逐漸上升，鋅回收率先升后降，石灰用量以3500g/t選礦效果相對較好（圖5d）。當(dāng)固定石灰為3500g/t和丁基黃藥為60g/t用量時(shí)，隨著硫酸銅用量的增加，鋅粗精礦中鋅品位變化不大，鋅回收率先后降，硫酸銅200g/t用量選礦效果相對較好（圖5e）。當(dāng)固定石灰為3500g/t和硫酸銅為200g/t用量時(shí)，隨著丁基黃藥用量的增加鋅粗精礦中鋅品位逐漸下降、回收率逐漸上升，以丁基黃藥60g/t用量選礦效果相對較好（圖5f）。

圖5 各試驗(yàn)藥劑對鉛鋅混合精礦選別指標(biāo)的影響

3.3 螢石選別探索試驗(yàn)

本試驗(yàn)考察不同用量的改性水玻璃（抑制劑）及油酸（捕收劑）對螢石浮選指標(biāo)的影響［10-11］，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。當(dāng)固定油酸為400g/t用量時(shí)，隨著螢石粗選改性水玻璃用量的增加，CaF2品位逐漸上升，CaF2回收率逐漸下降，以螢石粗選改性水玻璃用量1000g/t選礦效果相對較好；當(dāng)固定改性水玻璃為1000g/t用量時(shí)，隨著螢石粗選油酸用量的增加，CaF2品位逐漸下降，CaF2回收率逐漸上升后變平穩(wěn)，以螢石粗選油酸用量400g/t選礦效果相對較好。

圖6 改性水玻璃和油酸用量對螢石粗選別指標(biāo)的影響

3.4 閉路試驗(yàn)與開路試驗(yàn)

在上述條件試驗(yàn)最優(yōu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行鉛精礦和鋅精礦閉路試驗(yàn)，閉路試驗(yàn)流程見圖7。根據(jù)對該鉛鋅礦伴生螢石選別所確定的試驗(yàn)條件，將鉛鋅閉路試驗(yàn)尾礦按工藝流程圖8進(jìn)行全流程開路試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。試驗(yàn)結(jié)果顯示，該鉛鋅礦的選礦工藝采用常規(guī)的鉛－鋅優(yōu)先浮選流程，可以獲得產(chǎn)率為7.07%，含鉛77.80%、鋅0.62%，鉛回收率91.32%的鉛精礦；獲得產(chǎn)率為3.51%，含鉛2.92%、鋅48.17%，鋅回收率86.74%的鋅精礦，其尾礦經(jīng)浮選可獲得產(chǎn)率為26.17%，品位為91.35%，回收率61.34%的螢石礦。所得鉛精礦、鋅精礦及螢石礦品質(zhì)較好，回收率較高，該礦可選性較好，屬易選礦。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室小型選礦流程試驗(yàn)推薦該礦石選礦工藝如圖7和圖8所示。

圖7 鉛鋅礦浮選閉路試驗(yàn)

圖8 螢石浮選開路試驗(yàn)流程

表2 實(shí)驗(yàn)室閉路試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)論

（1）四川某鉛鋅礦主要有用金屬礦物為方鉛礦及閃鋅礦，Pb平均品位7.04%，Zn平均2.65%。鉛鋅礦礦石主要伴生礦物為螢石，CaF2含量6.21%～75.3%，平均40.14%。鉛、鋅及螢石均具有經(jīng)濟(jì)回收價(jià)值。

（2）該鉛鋅礦試樣在磨礦細(xì)度為-0.074mm80.1%時(shí)，采用一粗二掃二精選鉛、選鉛尾礦經(jīng)過一粗一掃三精選鋅流程，選鋅尾礦經(jīng)浮選可獲得產(chǎn)率為26.17%，品位為91.35%，回收率61.34%的螢石精礦，提高了鉛鋅礦的利用率。