高泥氧化铅锌矿的浮选工艺研究进展

张镜翠

摘要：本文系统的概述了氧化铅锌矿石资源的特点及矿石性质。分别从预先脱泥浮选、添加分散剂浮选和载体浮选三方面总结了高泥氧化铅锌矿石的选矿工艺研究现状，从添加分散剂（六偏磷酸钠、水玻璃等）抑制矿泥、硫化-胺法等方面详述了浮选工艺的研究进展；此外，还进一步介绍了具有很大开发前景的载体浮选工艺（包括常规载体浮选和自生载体浮选）。

Abstract： This article systematically summarizes the characteristics and the properties of lead-zinc oxide ore resources. This paper summarizes the research status of beneficiation technology of high-sludge lead-zinc ores from three aspects： pre-desliming flotation， adding dispersant flotation and carrier flotation. The development of flotation technology was reviewed from the aspects of inhibition of slime by addition dispersant （sodium hexametaphosphate， water glass， etc.） and sulfide-amine method. In addition， the carrier flotation process with great development foreground was introduced （Including conventional carrier flotation and autogenous carrier flotation）.

关键词：氧化铅锌矿石；预先脱泥浮选；分散剂；载体浮选

Key words： lead-zinc oxide ore；pre-desliming flotation；dispersant；carrier flotation

中图分类号：TD92 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）06-0107-03

0 引言

我国铅锌矿资源比较丰富，经调查，截至2012年底，中国的锌储量仅次于澳大利亚、美国位列世界第三，占世界锌储量的10.7%；中国的铅储量位列世界第二，占世界铅储量的12.5%。我国矿产资源分布广泛，除港澳以及京沪地区外，其他地区均分布有铅锌矿资源，且相对集中在陕西地区和云贵川地区[1]。我国铅锌矿资源的特点是：矿石中铅少锌多，共伴生组分较多，矿石类型复杂且单一的铅或锌矿石类型少；在已发现的矿产资源中，大中型矿较多，特大型矿较少，大中型矿床占有的铅和锌储量分别为72%和88%[2]。氧化铅锌矿主要是由原生硫化矿经天然氧化所形成。按照铅锌矿物的氧化程度，可以将矿石分为：氧化矿石，铅锌氧化率大于30%；混合矿石，铅锌氧化率为10%-30%；硫化矿石，铅锌氧化率小于10%。氧化铅锌矿中除了氧化矿物外，还含有较多的石英、碳酸盐矿物及硅酸盐矿物，其嵌布粒度较细、矿物种类繁多、相互掺杂伴生、泥化严重，且可溶性盐含量偏高，属于比较难选的矿物，相比硫化矿，其回收难度较大[3-5]。

铅和锌是重要的有色金属原材料，主要从硫化矿中提炼获得，随着硫化铅锌矿资源的不断减少，氧化铅锌矿资源的高效开发利用越来越受到人们的重视，因此，加强研究氧化铅锌矿的回收利用具有重要意义，而解决氧化铅锌矿的含泥量高的问题也显得尤为重要。

1 主要氧化铅锌矿物的物理性质

氧化铅锌矿石的种类较多，主要的氧化铅锌矿物及其物理性质见表1和表2，其中，最具有工业应用价值的氧化铅矿为铅矾和白铅矿；氧化锌矿为异极矿和菱锌矿 [6]。

2 矿泥对铅锌矿选别的危害

选矿中矿泥指矿石中粒度范围在5-10μm间的微细粒部分，按照来源的不同，选矿矿泥主要分为两种：即原生矿泥和次生矿泥。原生矿泥是指在矿物成矿过程中，受地质作用影響，在各种自然条件下受风化腐蚀等作用形成；次生矿泥则主要形成于矿石的采矿、运输、破磨、揽拌等作业中[7]。

矿泥的危害主要表现在以下几个方面：

①矿泥的比表面积比较大，容易吸附药剂，降低药剂选择性，矿泥表面溶解后形成大量“难免离子”。此外，矿泥进入到精矿中降低精矿品味[8]。

②矿泥具有粒度细、质量小、表面能大等特点。由于矿泥的表面能较大，在机械揽拌等条件下，微细颗粒形成无选择性絮凝。同时，表面力引起的团聚现象，还会使得矿泥在粗颗粒表面粘附，形成矿泥的罩盖作用。

③矿泥与气泡间的黏着效率较低，泡沫对微细粒的捕收能力下降，此外，气泡表面会大量吸附矿泥，形成装甲现象，从而影响气泡的运载量，降低了浮选的效率。

国内外学者和专家一致认为在浮选前对物料进行脱泥处理能减小矿泥对氧化铅锌矿浮选效果的影响。然而矿泥中含有大量的有价金属，脱泥处理一般会造成有价金属的流失，因此，不脱泥而直接进行浮选仍然是氧化铅锌矿选别的难点[9]。国内外学者对此进行了大量研究，并提出了一些比较有效的措施。

3 浮选工艺的研究

3.1 预先脱泥浮选

预先脱泥包括磨矿前洗矿与磨矿后脱泥两种方式。在不影响最终回收率的情况下，磨前洗矿可有效降低原生矿泥对浮选的影响，常用的洗矿设备为擦洗机与洗矿机；磨后脱泥常采用分级脱泥，常用的脱泥设备为水力旋流器。

针对云南某氧化巧矿高氧化率、褐铁量高、泥化严重的特点，陈晔[10]等人对该矿石进行了选矿试验研究，研究表明采用预先脱泥的方法，可以有效改善异极矿的浮选效果。方夕辉等[11]根据新疆某氧化铅锌矿原矿品位低、氧化率高、含泥量大的特点，采用预先脱泥的浮选工艺方案，取得了较好的试验结果，实现了铅锌资源有效回收。

为了高效利用贵州某低品位、高氧化率、泥化严重的氧化铅锌矿资源，叶军建[12]等人对其进行了实验室选矿工艺试验研究。试验结果表明，采用“预先分级脱泥-粗磨磁选除铁-再磨浮选”的联合工艺流程，可获得精矿锌品位30.62%的指标，达到企业的要求（锌品位大于30%）。针对脱泥作业导致锌回收率较低的问题，考察了-0.044mm矿泥脱除率对浮选的影响。结果表明，-0.044mm矿泥会恶化浮选指标，消耗浮选药剂，当脱除率为100%时才能获得上述指标。

广西的某高泥低品位铅锌矿石铅品位在1.5%左右，主要铅矿物为方铅矿，有15%左右的铅被氧化。选矿厂采用优先浮铅然后浮锌的工艺流程生产铅精矿和锌精矿，但由于矿泥的影响导致浮选效果差，铅精矿的回收率和品味分别只有65%左右和45%左右。卢琳[13]等针对矿石特点开展提高铅精矿指标的选矿试验，先采用螺旋洗矿机和螺旋溜槽脱去产率达12.11%的矿泥后再浮选，再配合一些新型抑制剂和捕收剂进行浮选，终获得了铅回收率达79.78%、品位达54.65%的铅精矿。周怡玫[14]等人采用螺旋溜槽脱泥和用摇床富集后再进行浮选的重浮联合工艺流程，该方法有效的解决了浮选尾矿中氧化锌较难回收的问题，最终获得Zn品位33.35%、回收率85.99%的锌精矿，取得较好的选别指标。

总之，对矿石进行预先脱泥可以有效的改善氧化铅锌矿的浮选条件，因为在对矿石进行磨矿的过程中产生的矿泥比表面积大、粒度细，有一部分矿泥呈胶体的状态存在，且能较好的吸附于浮选药剂，如果不对其进行预先脱除，消耗药剂量将会大大的增加，妨碍捕收剂与氧化铅锌矿物间的相互作用，影响精矿回收率和品味，所以在氧化铅锌矿浮选前进行脱泥处理是非常重要的。通常采用水力旋流器进行脱泥处理能减小矿泥对精矿品味的影响，改善浮选条件，同时也可以最大限度地对有用矿物进行回收，提高精矿的回收率和产率，同时投资成本小，方便工人操作。

3.2 添加分散剂浮选

氧化铅锌矿浮选过程中，常用的分散剂有六偏磷酸钠、水玻璃和Na2CO3等。分散剂可以有效地抑制矿泥在矿物上的罩盖作用，降低矿浆的粘度，防止细泥间的团聚。

氧化铅锌矿浮选常用的分散剂是六偏磷酸钠，Navidi.A.H.等[15]对六偏磷酸钠的作用机理进行了研究，研究表明，六偏磷酸钠在碱性矿物中呈负离子形态吸附在矿物表面，使矿物表面的电负性增加，荷负电的矿物由于静电斥力的作用而相互分离，同时使胺类捕收剂在矿物表面的吸附作用得到增强；该研究还发现，矿物中的金属离子与六偏磷酸钠相互作用生成络合物，抑制了含该种金属的矿物。水玻璃是一种水溶性硅酸盐，是由碱金属氧化物和二氧化硅按不同的比例相互反应生成。水玻璃在水溶液中发生水解反应，从而使水溶液呈碱性，反应生成的NaH3Si04容易发生聚合反应而又生成Na2H4Si207，进而生成聚合多硅酸盐。溶液中存在的各种聚合物和硅酸盐单体能够与矿物相互作用，使矿物表面性质发生改变，从而有效的分散和抑制脉石矿物[16]。碳酸钠作为一种强碱弱酸盐，在水溶液中能够发生水解和电离反应，使溶液呈碱性且具有一定的pH值缓冲能力[17]，在选矿领域作为pH值调整剂和分散剂得到广泛应用。

Amir Hossein Navidi Kashani等人[18]对伊朗的Dandy选矿厂尾矿的回收利用作了试验研究，并进行了捕收剂、絮凝剂、分散剂用量以及硫化钠用量试验，结果表明，六偏磷酸钠可以提高锌的选别指标。陈锦全等[19]采用硫化-胺法优先浮选工艺对广西某地高铁泥化氧化铅锌矿进行了试验研究。研究表明：在不进行脱泥预处理的情况下，用混合胺为捕收剂、六偏磷酸钠作分散剂，矿浆pH值为9、硫化钠用量3kg/t时，能获得较好的氧化铅矿的浮选效果。李柏淡[20]对湖南省某氧化铅锌矿进行了选矿试验研究，重点探讨了矿浆分散控制工艺在氧化铅锌选矿过程中的应用，试验研究了不脱泥浮选的可能性，经正交试验发现碳酸钠、硫化钠对选矿指标影响最大，水玻璃和六偏磯酸钠影响较小，合理使用调整剂的协同作用，可做到不脱泥直接浮选。

为了合理开发利用某低品位氧化铅锌矿，韩朗等[21-22]进行了硫化-黄药浮铅闭路工艺流程试验，在六偏磷酸钠用量500g/t、硫酸锌用量1000g/t、碳酸钠用量1000g/t，黄药用量500g/t、硫化钠用量用量1000g/t的粗選条件下进行闭路试验，最终获得了较高品位的精矿，实现了铅的有效回收。

由于矿物表面会吸附大量的六偏磷酸盐阴离子而阻碍浮选的进行，因此，六偏磷酸盐的用量必须合适才能获得较好的浮选效果。水玻璃吸附在矿物表面，可以阻止矿泥罩盖在铅锌矿表面，改善矿浆浮选条件。对于高泥氧化铅锌矿，采用硫化-胺法能够得到较理想的浮选效果，硫化钠的用量需要适当才可获得较好的硫化效果；混合胺对铅矿物具有比较好的选择性和捕收能力，适量的六偏磷酸钠能较好的分散矿泥和脉石矿物，从而能够显著的改善铅矿物浮选效果。

3.3 载体浮选

载体浮选工艺可分为自生载体浮选工艺和常规载体浮选工艺。自生载体浮选工艺是利用被处理矿样自身所含易浮或者可浮性差的矿物作为载体的浮选工艺；常规载体浮选工艺是利用其它易浮的较粗矿粒做载体，选择性地粘附微细粒目的矿物并与之一起浮出的方法。对于微细粒矿物的浮选，载体浮选技术具有巨大的开发利用前景[23]。

杨钊雄[24]等针对凡口铅锌矿矿泥和流失矿的难题，进行了选矿试验研究，研究表明采用矿泥和流失矿混合浮选工艺与矿泥、流失矿和矿砂混合浮选工艺效果较好，采用载体浮选的原理，获得了较好的选别指标。张艳[25]针对凡口铅锌矿含泥、含水量高的特点，对矿泥分选系统进行改造，采用粗砂为载体进行载体浮选，取得了较好的选别指标。

随着对精矿质量要求的提高和贫、细、杂矿物开发力度的加大，深度磨矿将成为未来选矿技术发展的必然选择，因此次生矿泥的量也将随之大大增加。作为一种有效回收微细粒矿物的方法，载体浮选不但能降低企业浮选药剂的生产成本、减少向环境排放污染药剂的总量，而且能提高有价金属的回收率。因此，随着载体浮选工艺技术的不断发展与完善，载体浮选工艺技术必将得到更为广泛的应用[26]。

4 结论

①我国拥有比较丰富的氧化铅锌矿资源，在硫化矿资源逐渐减少的形势下该如何加大氧化铅锌矿资源、特别是高泥氧化铅锌矿资源的开发利用是一项长期而又艰巨的任务。

②由于高泥氧化铅锌矿本身的矿石特点，其开发利用一直是国内外的难题，截至目前为止，预先脱泥浮选和添加分散劑脱泥是相对比较高效和颇具竞争力的处理方法，能够为铅锌矿石的冶炼提供合格的原料。但添加分散剂的脱泥方法仍然存在较大的改进空间，其应用和推广还需要在诸多方面进行研究和实践，包括基础理论的研究、新药剂、新工艺和新设备的研发应用，以取得更大的进展。

③预先脱泥浮选工艺仍是目前处理高泥氧化铅锌矿石应用最广泛且行之有效的工艺，多种脱泥方法联合使用是提高难选氧化铜矿石利用效率的重要手段在对高泥氧化铅锌矿进行选矿试验研究时，要综合考虑各种选别工艺的优缺点，针对矿石性质进行优化组合，寻求最佳的选别工艺。

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