四川某硫化铅锌矿石选矿工艺研究

严 群 黄和平 李小生 冯 博

(1.江西理工大学建筑与测绘工程学院，江西 赣州 341000；2.江西理工大学资源与环境工程学院，江西 赣州 341000；3.江西铜业公司德兴铜矿，江西 上饶 334224)

四川某硫化铅锌矿现场工艺以石灰调浆，在高pH环境下优先浮选铅锌，出现铅锌分离困难，铅精矿含锌较高，铅、银回收率低等问题。为改善现场分选指标，在对该硫化铅锌矿石性质研究的基础上，进行了选矿工艺试验。

1 矿石性质

四川某硫化铅锌矿石构造类型主要有网脉状构造、浸染状构造、脉状构造、角砾状构造、块状构造、表生构造；矿石结构主要有固溶体分离结构(包括乳浊状结构、沉积结构)、草蓦状结构、结晶结构(包括粒状结构、填隙结构)、交代结构(包括溶蚀结构、蠕虫状结构、反应边结构、残余结构、网状结构、交错结构)、压力结构(包括揉皱结构、压碎结构)。

矿石主要组成矿物为闪锌矿和方铅矿，少量铅、锌次生矿物，如：白铅矿、磷氯铅矿、铅矾、菱锌矿、硅锌矿、水锌矿和异极矿等。其他金属矿物有蓝辉铜矿、黝铜矿、铜蓝、孔雀石、蓝铜矿、黄铜矿、毒砂、白铁矿、黄铁矿和褐铁矿。脉石矿物主要有石英、方解石、白云石，其次有绢云母、胶磷矿、高岭石、石墨、重晶石和玉髓等。

方铅矿主要分布在浸染状、网脉状矿石中，多呈星点状、团斑状和浸染状分布于闪锌矿中或其附近。方铅矿多与闪锌矿交代共生，以他形—半自形粒状结构为主。粒度一般为0.1～0.5 mm，最小0.01 mm，最大1～5 mm。闪锌矿以他形粒状结构为主，分布于块状、角砾状、脉状-网脉状和浸染状等构造类型的矿物中。

对矿石进行了化学多元素分析以及有价元素物相分析，试样的化学多元素分析结果见表1，铅锌物相分析结果见表2。

表1 原矿多元素化学分析Table 1 Main chemical analysis resultsof run-of-mine ore %

注：Ag、Au含量的单位为g/t。

表2 矿石铅锌物相分析Table 2 Lead and zinc phase analysisof run-of-mine ore %

由表1可知，矿石中铅、锌是主要回收的有价元素，银可伴生回收。

由表2可知：矿石中铅矿物氧化率达21%，属于混合矿石；锌矿物氧化率为6.5%，属于硫化矿石。

2 试验结果及讨论

2.1 铅粗选条件试验

2.1.1 石灰用量试验

石灰对铅锌矿物有一定的抑制作用，尤其对伴生银矿物的抑制效果显著，同时石灰易造成铅锌分离困难等问题，石灰的用量需要严格控制[1-6]。在磨矿细度为-0.074 mm占80%条件下，固定抑制剂硫酸锌+亚硫酸钠用量为800+400 g/t、捕收剂25#黑药为35 g/t、起泡剂松醇油为25 g/t，改变石灰用量进行试验。结果见图1。

图1 石灰用量对铅粗精矿指标的影响Fig.1 Effects of lime dosage on leadrough concentrate index ◆—铅品位；●—锌品位；■—铅回收率；▲—锌回收率

通过图1可以看出，随着石灰用量的增加，铅粗精矿铅品位逐渐下降，锌品位逐渐上升，对硫酸锌的抑制效果随着石灰用量增大逐渐变差，因此，不加石灰为宜。

2.1.2 25#黑药用量试验

25#黑药对铅具有良好的选择性，且对银有一定捕收能力[7-8]。以25#黑药为捕收剂，在磨矿细度为 -0.074 mm占80%、硫酸锌+亚硫酸钠用量为800+400 g/t、松醇油用量为25 g/t条件下，考察25#黑药用量对铅粗选效果的影响，结果见图2。

图2 25#黑药用量对铅粗精矿指标的影响Fig.2 Effects of 25# dithiophosphate collectordosage on lead rough concentrate index ◆—铅品位；●—锌品位；■—铅回收率；▲—锌回收率

通过图2可以看出，随着25#黑药用量的增加，铅粗精矿铅回收率小幅增加，但铅品位大幅下降，铅粗精矿中锌品位、锌回收率也逐渐增加。综合考虑，选择25#黑药用量为35 g/t。

2.1.3 抑制剂用量试验

硫酸锌配合亚硫酸钠在水中生成的亲水性胶体可以选择性地吸附在闪锌矿表面抑制闪锌矿[9]。条件试验表明，硫酸锌与亚硫酸钠质量比为2∶1时，抑制作用最佳[10]。在磨矿细度为-0.074 mm占80%、25#黑药用量为35 g/t、松醇油用量为25 g/t、硫酸锌与亚硫酸钠用量质量比为2∶1条件下，改变抑制剂总用量进行试验。结果见图3。

图3 抑制剂总用量对铅粗精矿指标的影响Fig.3 Effects of total inhibitors dosage onlead rough concentrate index ◆—铅品位；●—锌品位；■—铅回收率；▲—锌回收率

通过图3可以看出，随着硫酸锌+亚硫酸钠总用量的增加，铅粗精矿铅品位先升高后降低，锌品位逐渐降低，这是由于亚硫酸钠用量过多也会对铅起抑制作用。因此，确定抑制剂总用量为1 200 g/t，即硫酸锌+亚硫酸钠用量为800 +400 g/t。

2.1.4 抑制剂加入地点试验

抑制剂加入磨机能第一时间与磨剥产生的新鲜矿物表面作用，因此作用较充分，所以抑制剂的加入地点对选矿指标有较大影响[11]。为考察抑制剂加入地点对选矿指标的影响，在磨矿细度为-0.074 mm占80%、硫酸锌+亚硫酸钠用量为800+400 g/t、25#黑药用量为35 g/t、松醇油为25 g/t条件下，改变抑制剂加入地点进行试验。结果见表3。

表3 抑制剂不同加药点试验结果Table 2 Test results of different dosingpoints of inhibitors %

从表3可以看出，抑制剂加入磨机时选别指标明显好于加入浮选机时选别指标。因此，选择抑制剂加入磨机。

2.2 锌粗选试验

在磨矿细度为-0.074 mm占80%条件下，对最佳铅粗选条件获得的铅粗选尾矿进行选锌试验(药剂用量均针对原矿计)。

2.2.1 石灰用量试验

固定活化剂硫酸铜用量为400 g/t，捕收剂丁基黄药用量为50 g/t，起泡剂松醇油用量为35 g/t，改变pH调整剂石灰用量进行试验。结果见图4。

图4 石灰用量对锌粗精矿指标的影响Fig.4 Effects of lime dosage on zincrough concentrate index■—锌品位；▲—锌回收率

从图4可知，石灰用量对锌粗精矿锌品位变化不明显，随着石灰用量的增加，锌粗精矿锌回收率逐渐提高，当石灰用量大于6 000 g/t时，锌粗精矿锌回收率随着石灰用量增加提高不明显。因此，选择石灰用量为6 000 g/t，此时锌品位为36.50%、回收率为92.00%。

2.2.2 硫酸铜用量试验

固定石灰用量为6 000 g/t，丁基黄药用量为50 g/t，松醇油用量为35 g/t，改变硫酸铜用量进行试验。结果见图5。

图5 硫酸铜用量对锌粗精矿指标的影响Fig.5 Effects of copper sulphate dosageon zinc rough concentrate index■—锌品位；▲—锌回收率

从图5分析，随着硫酸铜用量的增加，锌粗精矿锌品位变化不明显，锌回收率逐渐提高。综合考虑，选择硫酸铜用量为500 g/t。

2.2.3 丁基黄药用量试验

固定石灰用量为6 000 g/t，硫酸铜用量为500 g/t，松醇油用量为35 g/t，改变丁基黄药用量进行试验。结果见图6。

图6 丁基黄药用量对锌粗精矿指标的影响Fig.6 Effects of butyl xanthate dosage onzinc rough concentrate index■—锌品位；▲—锌回收率

从图6可以看出，随着丁基黄药用量的增加，锌粗精矿锌品位逐渐下降，锌回收率逐渐提高。综合考虑，选择丁基黄药用量为70 g/t。

2.3 磨矿细度试验

磨矿细度与浮选粒度紧密相关，浮选粒度对选别效果影响极大[12]。因此按条件试验确定的最佳药剂用量，进行磨矿细度试验，结果见图7。

图7 磨矿细度试验结果Fig.7 Effects of grinding fineness on separation index □—铅品位；■—铅回收率；△—锌品位；▲—锌回收率

从图7可以看出，磨矿细度为-0.074 mm占80%时，选别指标最佳。物料变细虽有利于单体解离，但过细时过磨泥化影响精矿品位[13]。所以磨矿细度应该选择-0.074 mm占80%。

2.4 闭路试验

在条件试验的基础上按图8流程进行闭路试验。结果见表4。

图8 闭路试验流程Fig.8 Flow-sheet of closed-circuit test表4 闭路试验结果Table 4 Results of closed-circuit test

%

注：Ag含量的单位为g/t。

由表4可知，实验室小型试验可获得铅品位57.45%、含锌6.09%、含银501.58 g/t、铅回收率71.17%、银回收率17.28%的铅精矿和锌品位53.11%、含铅0.95%、含银235.11 g/t、锌回收率93.45%、银回收率69.91%的锌精矿。

现场工艺采用2粗5精2扫选铅、2粗3精2扫选锌(工艺流程见图9，生产指标见表5)。获得锌品位61.35%、含铅2.13%、含银185.11 g/t的锌精矿，为四级品锌精矿，且银未达到200 g/t，不计价。实验室闭路实验指标与现场指标相比，虽然锌精矿锌品位下降了8.24个百分点，但是锌精矿中杂质铅含量由2.13%降至0.95%，锌精矿由四级品上升为二级品，且含银235.11%，达到计价要求；铅精矿与现场指标相比，铅品位提高了12.11个百分点，铅回收率提高了12.46个百分点，并且铅精矿中锌含量降至7%以下，符合四级铅精矿要求；其中赋存在铅精矿和锌精矿中银的总回收率为87.19%，相比现场指标提高了61.97个百分点。因此闭路实验指标较现场指标有明显改善。

图9 现场工艺流程Fig.9 On-site process flow表5 现场生产指标Table 5 On-site production index

%

注：Ag含量的单位为g/t。

3 结 论

(1)四川某硫化铅锌矿石中铅、锌是主要回收的有价元素，银可伴生回收，铅、锌、银含量分别为1.03%、6.28%、37.16 g/t。矿石主要组成矿物为闪锌矿和方铅矿，少量黄铁矿、白铁矿、黄铜矿、黝铜矿、铜蓝、蓝铜矿和褐铁矿，脉石矿物以白云石、方解石和石英为主。

(2)采用在中性环境下以硫酸锌+亚硫酸钠为抑制剂、25#黑药为捕收剂经1粗3精1扫选铅，高碱环境下以石灰为抑制剂、硫酸铜为活化剂、丁基黄药为捕收剂经1粗1精1扫选锌的浮选工艺，可以得到铅品位57.45%、含锌6.09%、含银501.58 g/t、铅回收率71.17%的铅精矿，锌品位53.11%、含铅0.95%，含银235.11 g/t、锌回收率93.45%的锌精矿。与现场指标相比，选矿工艺段数明显减少，同时铅精矿铅品位提高了12.11个百分点，铅金属回收率提高了12.46个百分点，并且赋存在铅精矿和锌精矿中银的金属回收率提高了61.97个百分点。

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