某铅锌尾矿中被石灰抑制黄铁矿活化试验研究

肖 骏，黄圣淇，董艳红，陈代雄（.湖南有色金属研究院复杂铜铅锌共伴生金属资源综合利用湖南省重点实验室，湖南长沙 4000；.长沙市铁路第一中学，湖南长沙 4000）

某铅锌尾矿中被石灰抑制黄铁矿活化试验研究

肖 骏1，黄圣淇2，董艳红1，陈代雄1
（1.湖南有色金属研究院复杂铜铅锌共伴生金属资源综合利用湖南省重点实验室，湖南长沙 410100；2.长沙市铁路第一中学，湖南长沙 410001）

广西某铅锌尾矿含S 12.45%，主要以被石灰强烈抑制的黄铁矿形式赋存，且该尾矿中含有大量的细泥，对黄铁矿活化造成干扰。根据尾矿性质，研究采用预先脱泥工艺促进黄铁矿的活化，同时采用环保的碳酸氢钠作为黄铁矿的活化剂，实现了铅锌尾矿中被石灰抑制的黄铁矿的综合回收。

铅锌尾矿；黄铁矿；活化剂；脱泥

我国绝大多数的含铜、铅、锌多金属硫化矿往往共生有大量的黄铁矿［1］。黄铁矿是我国最重要的制硫酸工业原料［2］，主要是在铜、铅、锌等多金属回收过程中进行伴生回收［3］。由黄铁矿晶体结构可知，在酸性及中性条件下，黄铁矿表现出极好的天然可浮性，在含Ca2＋碱性条件下，黄铁矿表面发生氧化反应生成亲水性的Fe（OH）3、CaSO4等亲水性的薄膜，使其受到强烈的抑制［4～6］，根据这一特性，国内外常规的含伴生黄铁矿的铜、铅、锌等多金属硫化矿矿山均采用高碱高钙条件下进行铜铅锌矿物与黄铁矿分离［3，7］。

对于铜铅锌浮选尾矿中的被石灰强烈抑制的黄铁矿，现阶段常采用酸法［3］、铵盐及重金属盐进行活化［8］，再使用黄药类捕收剂进行浮选回收。由于酸法活化黄铁矿工艺易造成设备腐蚀、挥发毒性的硫化氢气体，同时铵盐、重金属离子易造成浮选尾矿中重金属离子及氨氮超标，加剧了环境的污染，所以现阶段黄铁矿活化浮选的研究重点在于环境友好型活化剂的研究［9］。本研究的对象为广西某大型铅锌尾矿，其含S 11.45%，主要以被石灰强烈抑制的黄铁矿形式存在，由于其选厂现场铅锌选矿废水进行了全循环回用，为了最大限度地降低新增硫浮选作业对回用水水体水质的影响，新增硫浮选作业不能添加酸、铵盐及重金属盐，所以开展了铅锌尾矿黄铁矿活化试验研究。

1 尾矿性质

1.1 铅锌尾矿的化学成分矿物组成

试验所用尾矿取自现场选厂尾矿库，经自然晾晒后缩分制样，所得尾矿样品作为试验所用样品。对铅锌尾矿进行多元素分析，所得结果见表1。

表1 铅锌尾矿多元素化学分析结果%

由表1可看出，该铅锌尾矿中S含量达到了12.45%，该硫含量为全硫，对硫进行硫物相分析，分析结果见表2。

表2 铅锌尾矿中硫物相分析结果%

根据表1、表2分析结果，结合偏光显微镜及扫描电镜能谱分析等手段查明，该铅锌尾矿中主要矿物为白云石、方解石、黄铁矿，其中白云石约占58.15%，方解石约占14.20%，黄铁矿约占11.50%，同时还含有少量的褐铁矿、赤铁矿、石英、方解石、透辉石、角闪石，绿泥石、高岭土等矿物。

1.2 铅锌尾矿中黄铁矿嵌布粒度

采用标准试验筛对铅锌尾矿进行湿法筛析分级，分级后各个粒级中黄铁矿分布结果见表3。

从表3可看出，该铅锌矿铅锌尾矿中含有大量的细泥，物料粒径和黄铁矿矿物主要集中在－0.038 mm以下，尾矿泥化程度较高。

表3 铅锌尾矿粒度组成结果

2 试验研究及结果讨论

2.1 预先脱泥对硫浮选的影响

由尾矿性质分析可知，该铅锌尾矿中含有大量的微细粒泥质，该部分矿泥对硫浮选的干扰在于：（1）由于矿泥比表面小，其更易优先与矿浆中的黄药等捕收剂优先吸附，增大了浮选药剂的用量［10］；（2）微细粒矿泥吸附力强，常罩附在黄铁矿表面，致使黄铁矿活化效果降低，硫浮选效率下降［11］。本研究拟采用FG螺旋溜槽对该铅锌尾矿进行预先脱泥，脱泥后的重选精矿进行硫浮选，并对比不脱泥条件下的浮选效果。预先脱泥对比试验流程如图1、图2所示，所得指标见表4。效改善矿浆溶液环境，促进活化剂活化被石灰强烈抑制的黄铁矿的活化作用，同时，预先脱泥可有效地浓缩矿浆，增加了浮选机处理能力［12］。

图1 预先脱泥－硫浮选流程图

图2 不脱泥直接浮选流程图

表4 对比试验结果%

2.2 硫浮选

2.2.1 活化剂条件试验

对脱泥后的溜槽精矿进行黄铁矿活化剂条件试验，试验对比了几种常规的活化剂对该铅锌尾矿中被石灰强烈抑制的黄铁矿活化效果，试验流程如图3所示，所得指标见表5。

对比表5中各活化剂对该铅锌尾矿中黄铁矿活化效果可看出，使用稀硫酸作为活化剂时，硫尾矿中S含量最低，硫粗精矿品位和作业回收率也最高，使用铵法和重金属盐也能有效活化黄铁矿，在使用碳酸氢钠作为活化剂时，其在用量为1 000 g／t条件下，硫粗精矿硫品位略低于铵法所得的指标，这是由于碳酸氢钠活化被石灰强烈抑制的黄铁矿机理与铵盐相同，通过溶解解吸罩附在黄铁矿表面的亲水性物质使黄铁矿表面疏水化，同时降低矿浆pH值，有助于黄药在黄铁矿表面发生电化学吸附，但碳酸氢钠相比于碳酸氢铵，分子组成中缺少了可在矿浆溶液中削弱亲水水化层的NH4＋，所以其活化作用较碳酸

结合图1、图2和表4试验结果可看出，在黄铁矿在充分被活化的前提下（硫酸铜用量为100 g／t），不脱泥直接浮选时，为了达到浮硫尾矿含S 2%左右，浮选所用捕收剂及起泡剂总用量达到了420 g／t和150 g／t，是脱泥后浮选捕收剂及起泡剂用量的2倍和2.5倍，同时各作业浮选时间明显长于脱泥后浮选所用的时间，硫粗精矿品位和回收率低于脱泥浮选的指标，所以，通过螺旋溜槽重选预先脱泥可有氢铵弱［9］。但碳酸氢钠无重金属、氨氮污染，可通过调整碳酸氢钠用量促进黄铁矿的活化，碳酸氢钠用量条件试验流程如图3所示，以碳酸氢钠用量为变量，所得结果如图4所示。

图3 活化剂种类条件试验流程

表5 活化剂种类条件试验结果

图4 碳酸氢钠用量条件试验结果

由图4可看出，随着碳酸氢钠用量的增大，硫粗精矿品位和回收率均上升，当碳酸氢钠用量达到1 500 g／t时，硫选矿指标最好，所以，最适碳酸氢钠用量为1 500 g／t。

2.2.2 捕收剂条件试验

活化后的黄铁矿可用常规的捕收剂如黄药、黑药、硫氨酯类捕收剂浮选捕收。研究对比了几种常用捕收剂对该铅锌尾矿活化后的黄铁矿的浮选效果，试验流程如图3所示，固定碳酸氢钠用量为1 500 g／t，以捕收剂种类为变量，硫扫选作业捕收剂用量依次减半，所得结果如图5所示。

图5 捕收剂种类条件试验结果

由图5可看出，使用戊黄药作为捕收剂时，硫粗精矿中回收率较高，其捕收能力强，但选择性弱于丁黄药和Y89，丁黄药和Y89作为捕收剂时，选矿指标接近，但Y89成本较高，所以黄铁矿浮选选用的捕收剂为丁黄药。

2.3 全流程闭路试验

在条件试验的基础上进行了全流程闭路试验，试验流程如图6所示，所得指标见表6。

图6 全流程闭路试验工艺流程

表6 全流程闭路试验结果%

由表6可看出，采用如图6所示的工艺流程，获得的硫总精矿含S 44.06%，S总回收率为72.20%的选矿指标。

3 结 论

1.广西某铅锌尾矿含S 12.45%，其主要以被石灰强烈抑制剂的黄铁矿形式赋存。通过工艺矿物学查明，该铅锌尾矿中的黄铁矿嵌布粒度微细，且泥化程度较高，不利于后续的活化浮选。

2.采用螺旋溜槽进行预先脱泥可有效改善矿浆溶液环境，促进活化剂活化被石灰强烈抑制的黄铁矿的活化作用；同时，脱泥可减少黄铁矿浮选药剂用量，提高浮现速率。

3.全流程闭路试验结果表明，在预先脱泥条件下，采用清洁环保的碳酸氢钠作为黄铁矿活化剂，全流程闭路试验指标为：硫精矿含S 44.06%，S回收率为72.20%。

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Activation Experimental Study on the Pyrite Suppressed by Lime from a Leadzinc Tailing

XIAO Jun1，HUANG Shengqi2，DONG Yanhong1，CHEN Daixiong1
（1.Hunan Provincial Key Laboratory for Complex Copper Lead Zinc Associated Metal Resources Comprehensive Utilization，Hunan Research Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410100，China；2.Changsha NO.1 Reilway Middle School，Changsha 410001，China）

A leadzinc tailings contains 12.45%S，which was existed as pyrite strongly suppressed by lime.The tailings contain a lotof finemuds，which will disturb the activation of pyrite.According to the characteristic of tailing，the study adopted the predeslimination process to promote activation，simultaneously，the study used environmentally－friendly sodium bicarbonate as activator.The whole process achieved comprehensive recovery of pyrite depressed by lime in lead－zinc tailings.

lead－zinc tailings；pyrite；activator；desliming

TD923

A

1003－5540（2017）03－0009－04

2017－03－26

广西重点研发计划资助（桂科AB16380270）

肖骏（1987－），男，工程师，主要从事选矿试验工作。