某高氧化率硫化铅锌矿混合浮选试验研究.pdf

某高氧化率硫化铅锌矿混合浮选试验研究周艳飞，王建安，沈发明，姚 伟，徐寒冰，曾志飞（深圳市中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅锌矿，广东 韶关；武汉科技大学 资源与环境工程学院，湖北 武汉；冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室，湖北 武汉；长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南 长沙）摘 要：针对某硫化铅锌矿氧化率高、现场浮选指标低的问题，采用石灰（）为黄铁矿抑制剂、水玻璃（）为脉石抑制剂、硫化钠（）为硫化剂、硫酸铜（）为活化剂、丁基黄药（）为捕收剂、松醇油（）为起泡剂，经两段粗选、两段扫选、一段精粗选、两段精选、两段精扫选的优化闭路浮选，混合精矿中铅品位和回收率分别为和，锌品位和回收率分别为 和。与原工艺流程生产指标相比，铅品位和回收率分别提高了 个百分点和 个百分点，锌品位和回收率分别提高了 个百分点和 个百分点。关键词：高氧化率；硫化铅锌矿；混合浮选；抑制剂中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，；，；，；，）：，（）（），（）（），（），（），（），（），：；铅、锌两种典型的有色金属被广泛应用于冶金、化工、机械、国防等各个工业领域，是当今社会发展不可或缺的重要原料。我国铅锌矿产资源较丰富，主要分布于云南、广东、四川等地。铅锌矿产资源主要来源于其硫化物，即方铅矿（）和闪锌矿（），其次是其氧化物矿。浮选法是分离富集该类矿物的有效方法。铅锌硫化物的浮选通常采用黄药类或硫氮类捕收剂直接捕收，而其氧化物的浮选则多为硫化后浮选。随着开采加剧，优质硫化铅锌矿产资源减少，其高氧化率的禀赋特性日益凸显，采用黄药类或硫收稿日期：作者简介：周艳飞（），女，江西萍乡人，硕士，高级工程师，主要研究方向为有色金属矿选矿。第 卷第 期 年 月矿矿 冶冶 工工 程程 氮类捕收剂直接浮选回收难以达到理想的指标。某铅锌矿采用石灰抑制脉石矿物、硫酸铜活化闪锌矿、丁基黄药乙硫氮作捕收剂混合浮选回收硫化铅锌矿，中矿顺序返回。随着开采强度加大，硫化铅锌矿品位降低、氧化率提高且脉石矿物（石英、方解石、白云石、云母等）含量增大，当前的药剂制度以及工艺流程难以适应原矿性质的改变，严重制约了该高氧化率硫化铅锌矿的高效浮选回收，主要表现在：石灰用量过大，管道结钙严重；硫化铅锌矿氧化率提高，采用丁基黄药乙硫氮直接捕收硫化铅锌矿，铅、锌品位及回收率均较低；中矿返回量大，中矿累积对浮选造成较大干扰。针对该矿石，本文对现有工艺及药剂制度进行了优化，力图提高该高氧化率硫化铅锌矿石浮选品位及回收率，实现矿产资源的高效回收。试验矿样、设备和药剂 试验矿样试验矿样（原矿）化学多元素分析结果如表 所示，铅、锌矿物物相分析结果如表 所示。表 原矿化学多元素分析结果（质量分数）总）单位为 。表 原矿铅化学物相分析结果铅物相含量 分布率 硫化铅中铅硫酸铅中铅碳酸铅中铅结合相中的铅合计表 原矿锌化学物相分析结果锌物相含量 分布率 硫化锌中锌氧化锌中锌硅酸锌中锌结合相中的锌合计由表 可知，矿样中可供选矿富集回收的主要元素是铅和锌，硫和银可作为综合利用的对象考虑，其他元素未能达到综合回收指标要求。矿样中影响铅锌浮选的主要元素是；脉石组分主要是 和，其次为、和，合计含量为；有害杂质砷含量仅，对铅精矿和锌精矿质量的影响程度较为有限。由表 可知，矿样中铅主要赋存于硫化铅（方铅矿）中，其次赋存于结合相中，少量赋存于碳酸铅和硫酸铅（白铅矿和铅矾）中。由表 可知，矿样中锌大部分赋存于硫化锌（闪锌矿）中，其次赋存于结合相中，少量赋存于氧化锌和硅酸锌中。原矿中可供回收的硫化矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿，脉石矿物主要有石英、云母、方解石、白云石、高岭石。该矿样中铅氧化率高达、锌氧化率为，属于高氧化率硫化铅锌矿石。试验设备和药剂试验所用设备包括 型单槽浮选机、搅拌机、多功能真空过滤机以及 电热鼓风干燥箱等。试验所用药剂有石灰、水玻璃、硫酸铜、丁基黄药、松醇油等，其中 和 均购自国药集团化学试剂有限公司，分别为磺酸盐和磷酸盐化合物。试验结果与讨论 粗选条件试验依据生产现场铅锌混合浮选工艺，试验拟采用的粗选流程及药剂制度如图 所示。B32 min ;/+CD-22 min 4/62 min CD-1;)42 min 433 min图 粗选流程及药剂制度 石灰用量试验石灰用量低时，无法起到抑制黄铁矿的作用；石灰用量太高则会导致浮选泡沫过黏、机械夹带严重，同时还会造成管道结钙等一系列问题。在黄铁矿抑制剂 用量 、脉石抑制剂 和水玻璃用量均为 、活化剂硫酸铜用量 、捕收剂丁基黄药用量 、起泡剂松醇油用量 条件下，进行了黄铁矿抑制剂石灰用量试验，结果如图 所示。第 期周艳飞等：某高氧化率硫化铅锌矿混合浮选试验研究;/A4(g t-1)14.513.512.5100002000300040008/;5 88 8/;5?8?/;58.07.57.06.5908988876160595857?图 石灰用量试验结果由图 可知，随着石灰用量增加，粗精矿中铅和锌品位先增加后下降，石灰用量 时铅和锌品位均达到峰值；铅和锌回收率则随着石灰用量增大呈上升趋势。综合考虑，适宜的石灰用量为 。和水玻璃用量试验矿石中的脉石矿物主要为石英、方解石、白云石、云母等。方解石和白云石粒度较细，容易通过泡沫夹带上浮，影响精矿品位；云母可浮性较好，对浮选过程也容易造成不利影响。以 和水玻璃质量比组合为脉石抑制剂，石灰用量 ，其他条件不变，进行了 和水玻璃组合抑制剂用量试验，结果如图 所示。CD-1+;)4A4(g t-1)15.214.413.612.80600120018008/;58.58.07.57.06.590898887866160595857 88 8/;5?8?/;5?图 水玻璃用量试验结果由图 可知，随着 水玻璃用量增加，粗精矿中铅和锌品位逐渐升高，表明 和水玻璃对脉石矿物有较好的抑制效果；铅回收率则先升高后下降，在水玻璃用量 时达到峰值；锌回收率虽然随着 水玻璃用量增加有波动，但幅度较小，锌回收率维持在 之间。综合考虑，确定 用量 、水玻璃用量 。硫化钠用量试验该矿石属于高氧化率硫化铅锌矿，可通过硫化钠预先活化后浮选回收。和水玻璃用量均为 ，其他条件不变，进行了硫化钠用量试验，结果如图 所示。4/6A4(g t-1)14.814.414.00500100015008/;5 88 8/;5?8?/;58.48.28.08988878661605958?图 硫化钠用量试验结果由图 可知，添加少量硫化钠，粗精矿中铅和锌回收率均有一定程度提高，尤其是铅回收率；但随着硫化钠用量进一步增加，铅和锌回收率均呈现明显的下降趋势。粗精矿中铅和锌品位则随着硫化钠用量增加呈现上升趋势。综合考虑，适宜的硫化钠用量为 。硫酸铜用量试验硫酸铜是闪锌矿的活化剂，能显著提高闪锌矿的可浮性。硫化钠用量 ，其他条件不变，进行了硫酸铜用量试验，结果如图 所示。4/;5 88 8/;5?8?/;58.48.28.07.87.6898887868561605958?图 硫酸铜用量试验结果由图 可知，随着硫酸铜用量由 增加到 ，粗精矿中铅和锌品位分别由 和 下降到 和，粗精矿中铅和锌回收率分别由和 增加到 和，说明添加硫酸铜有利于提高粗精矿中铅和锌回收率，但不利于其品位的提高。综合考虑，适宜的硫酸铜用量为 。丁基黄药用量试验丁基黄药对方铅矿和闪锌矿具有较强的捕收能力。硫酸铜用量 ，其他条件不变，进行了丁基黄药用量试验，结果如图 所示。矿 冶 工 程第 卷,0/AA4(g t-1)151413121002003004005008/;5 88 8/;5?8?/;58.48.07.67.2908988878663605754?图 丁基黄药用量试验结果由图 可知，随着丁基黄药用量增加，粗精矿中铅和锌品位逐渐下降。丁基黄药用量由 增加到 时，粗精矿中铅和锌回收率增幅明显；随着丁基黄药用量继续增加，铅和锌回收率增幅放缓。适宜的丁基黄药用量为 。闭路试验试验过程中发现，扫选 铅回收率较高，达到以上，说明部分铅浮选速率较慢，宜采用两段粗选，保证铅回收率。同时，为了避免中矿返回量过大，优化后的工艺采用两段粗选、两段扫选、一段精粗选、两段精选、两段精扫选作业，此流程对中矿进行再选，产出第 个尾矿，避免了中矿累积对闭路循环的不利影响。优化后的浮选工艺流程如图 所示，闭路试验结果如表 所示。作为对照，表 列出了优化前的闭路试验结果。B32 min ;/+CD-22 min 4/62 min CD-1;)42 min 4322 min ,0/A 102 min ;/2 min ,0/A200203 min2:121222 min2 min2:22 min3 min8?0/*2312 min ,0/A 202 min ,0/A 402 min8?0/*12 min CD-1;)42 min ,0/A200+2001003 min:12 min:22 minA0+g/t图 优化工艺试验流程表 优化工艺试验结果产品名称产率 品位 回收率 混合精矿尾矿 尾矿 原矿表 优化前试验结果（一粗两扫三精，中矿顺序返回）产品名称产率 品位 回收率 混合精矿尾矿原矿优化后的工艺将中矿进行精扫选，避免了中矿顺序返回时循环量大的缺点。优化后混合精矿中铅品位和回收率分别为 和，锌品位和回收率分别为 和。相较于优化前，铅品位和回收率分别提高了 个百分点和 个百分点，锌品位和回收率分别提高了 个百分点和 个百分点，混合精矿中铅和锌回收率提升较明显。结 论）某高氧化率硫化铅锌矿石中可供回收的有价矿物主要为方铅矿、闪锌矿以及黄铁矿，脉石矿物以石英、云母、白云石、方解石、高岭石为主。矿石中铅和锌主要以硫化物形式存在，但氧化率高，属于高氧化率硫化铅锌矿石。）采用石灰 为黄铁矿抑制剂、水玻璃为脉石抑制剂、硫化钠为硫化剂、硫酸铜为活化剂、丁基黄药为捕收剂、松醇油为起泡剂，采用两段粗选、两段扫选、一段精粗选、两段精选、两段精扫选闭路试验流程，所获得的混合精矿中铅品位和回收率分别为和，锌品位和回收率分别为 和。相较于原工艺流程生产指标，铅品位和回收率分别提高了 个百分点和 个百分点，锌品位和回收率分别提高了 个百分点和 个百分点。优化后的工艺有效提高了该高氧化率硫化铅锌矿石的浮选回收率。参考文献：张 谦，丰奇成，文书明，等 西藏甲玛高氧化率铜铅锌矿混合浮选试验研究 昆明理工大学学报（自然科学版），（）：张明超，李景朝，李鹏远，等 国内外铅锌矿资源及分布概述中国矿业，（）：（下转第 页）第 期周艳飞等：某高氧化率硫化铅锌矿混合浮选试验研究原矿中的硫化铜矿物。）磨矿细度 粒级占，丁基黄药、乙硫氮组合作为捕收剂，石灰与次氯酸钙复配作为调整剂，采用一粗三精三扫浮选闭路流程，在原矿铜品位 条件下，获得了铜品位、铜回收率 的铜精矿产品，有效改善了生产指标。参考文献：任彦瑛 中国铜矿资源的现状及潜力分析 中国金属通报，（）：简 胜，孙 伟，胡岳华 内蒙古某复杂多金属硫化矿选矿技术研究 矿冶工程，（）：贾木欣，应 平，付 强 从工艺矿物学角度探讨某些难处理资源开发利用中的问题 有色金属（选矿部分），（）：曲思思，刘新聪，范耀芬，等 某难选氧化铜矿的浮选药剂试验世界有色金属，（）：袁铭泽，周兴龙，王兰华，等 四川某硫化铜矿浮选新药剂试验研究 矿冶工程，（）：引用本文：苟浩然，曾海鹏，黄红军，等 湖北某复杂低品位铜矿浮选试验研究 矿冶工程，（）：（上接第 页）李 强，常永强，王荣生 某微细粒含碳高硫铅锌矿选矿试验研究有色金属（选矿部分），（）：宋振国，崔 强，周兵仔，等 某块状硫化物型铜铅锌多金属矿选别工艺优化研究 有色金属（选矿部分），（）：巩明辉，李国栋，王婷霞 某高氧化率铅锌矿选矿试验研究金属矿山，（）：汤优优，陈 雄 西南某低品位硫化铅锌矿选矿试验研究 金属矿山，（）：毛志丹，谢克强，孔德全，等 云南某复杂硫、氧混合铅锌矿浮选实验研究 矿冶工程，（）：郭灵敏 缅甸某铅锌银多金属氧硫混合矿选矿技术开发研究矿冶工程，（）：罗 斌，刘全军，余 力，等 高氧化率铅锌矿浮选试验 有色金属工程，（）：，（）：王 妍，王 旭，薛 凯，等 内蒙古某含银多金属硫化矿强化选别试验研究 矿冶工程，（）：朱玉霜，朱建光 浮选药剂的化学原理 长沙：中南工业大学出版社，引用本文：周艳飞，王建安，沈发明，等 某高氧化率硫化铅锌矿混合浮选试验研究 矿冶工程，（）：（上接第 页）获得 品位、含量、铜回收率 的铜精矿和 品位、含量、硫回收率的硫精矿，尾矿、含量分别为、，尾矿铜、硫损失率分别为、。参考文献：杨卉芃，王 威，柳 林，等 全球铜矿开发利用技术发展趋势矿产保护与利用，（）：陈艳平，毛益林，陈晓青，等 四川某铜矿选矿试验研究 矿产综合利用，（）：张立刚，欧阳崇钟，李文风 新型捕收剂浮选山东某伴生铜矿试验研究 矿冶工程，（）：黄春海，胡新红，段 瑶，等 湖南某高硫低品位铜矿选矿试验研究 矿冶工程，（）：于俊杰，曾海鹏，舒有顺，等 湖北某铜矿低碱度浮选工艺研究矿产保护与利用，（）：周利华 某复杂铜硫矿浮选分离与综合回收试验研究 矿冶工程，（）：引用本文：曹玉川 某硫化铜矿浮选试验研究 矿冶工程，（）：矿 冶 工 程第 卷