郴州某复杂硫化铅锌矿阶段磨浮试验研究①

曾维伟， 阳 俊

（1.湖南有色金属职业技术学院，湖南 株洲412006； 2.中南大学 资源加工与生物工程学院，湖南 长沙410083）

湖南郴州铅锌矿资源较为丰富，铅锌矿的硫化矿与氧化矿常常共生在一起，随着优质铅锌资源不断开发利用，复杂难选的铅锌矿石增多，此类矿石通常嵌布粒度细、铅锌致密共生、氧化率高，选矿工艺变得复杂难控制［1-9］。 本文针对郴州某铅锌矿，在研究矿石工艺矿物学的基础上，探讨了该铅锌资源在当前技术经济条件下采用阶磨阶选工艺流程的可行性。

1 矿石性质

矿石化学多元素分析结果见表1。 由表1 可见，矿石中主要有价成分为Pb、Zn。

矿石主要矿物组成及相对含量见表2。

表1 矿石化学多元素分析结果（质量分数）/%

表2 矿石矿物组成及相对含量（质量分数）/%

由表2 可知，矿石中主要矿物有闪锌矿（含铁闪锌矿）、方铅矿、磁黄铁矿、黄铁矿、石英、绿泥石、蒙脱石、云母、萤石等。

对矿石中铅、锌矿物的嵌布粒度分布情况进行了统计分析，结果见表3。

表3 铅锌矿物粒度分布情况

由表3 可知，方铅矿主要以粗粒为主的不等粒嵌布，粗粒主要集中在0.08～1.28 mm，累积含量为62.23%；闪锌矿主要呈细粒嵌布，主要集中在-0.16 mm，累积含量为85.58%。 该铅锌矿物粒度分布粗细不均匀，因此可以考虑阶段磨矿阶段浮选的工艺流程。

2 试验方法

矿物的嵌布粒度分布和单体解离对铅锌矿的磨浮工艺有决定性的作用，是矿物分离和回收的前提条件。根据矿石性质分析结果，进行了阶磨阶选工艺和磨浮工艺对比试验，试验中发现，第一段磨浮（铅快速浮选）可以得到品位35.18%、回收率36.47%的铅粗精矿，且第一段磨浮试验基本上不影响锌浮选；阶磨阶选产品的品位及回收率都略高于磨浮试验产品。 因此，本着“能收早收”的原则，确定采用阶磨阶选工艺流程，试验流程见图1。 其中捕收剂HQ77 是湖南华麒资源环境科技发展有限公司研制发明的绿色环保药剂，它是一种含氧酸盐有机药剂，可以在不加石灰的条件下获得较好的选铅指标并提高伴生金、银的选矿指标，实现“清洁生产”［9-11］。

3 阶磨阶选条件试验

3.1 选铅Na2S 用量试验

在氧化率较高的硫化铅锌矿石中可以加入Na2S 活化铅锌矿物的浮选［1］，Na2S 可以在矿物表面产生硫化膜增强捕收剂的吸附能力［2，4-5］，在浮选过程中控制硫化时间（硫化强度）和硫化钠用量是硫化法的关键环节。按照图1 所示流程，在铅浮选磨矿细度-0.074 mm 粒级占90.21%，抑制剂ZnSO4用量800 g/t、Na2SO3用量300 g/t，捕收剂HQ77 用量200 g/t，2#油用量40 g/t，锌 浮 选CaO 用量8 000 g/t、CuSO4用量300 g/t、捕 收剂丁黄药用量100 g/t、2#油用量40 g/t 条件下，进行了Na2S 用量试验，结果见图2。 从试验结果可以看出，Na2S 用量增加，铅、锌精矿品位和回收率均上升，当Na2S 用量达到200 g/t 后，铅、锌品位开始下降，回收率趋于平缓。 因此确定Na2S 的适宜用量为200 g/t。

图1 阶磨阶选试验流程

图2 Na2S 用量与铅、锌浮选指标关系

在Na2S 用量200 g/t 条件下进行了硫化时间试验，结果见图3。 由图3 可见，在硫化时间7 min 时，铅、锌浮选指标均达到峰值，之后指标下降，因此确定适宜的硫化时间为7 min。

3.2 选铅捕收剂种类及用量试验

图3 硫化时间与铅、锌浮选指标关系

选择性好、捕收能力强的硫化矿捕收剂是高效回收铅金属的关键。 按照图1 所示流程，其他条件不变，选择丁黄药、丁铵黑药、乙硫氮和HQ77 进行了捕收剂种类试验，用量均为200 g/t，结果见表4。 结果表明，在捕收剂用量相同时，HQ77 的综合回收指标明显优于其他3 种捕收剂。 在此基础上进行了HQ77 用量试验，结果见图4。 可见随着HQ77 用量增加，铅精矿中铅品位降低而回收率增加，当HQ77 用量超过200 g/t后品位上升缓慢，故选择HQ77 用量200 g/t 进行后续试验。

表4 捕收剂种类试验结果

图4 HQ77 用量与铅、锌浮选指标关系

3.3 选铅抑制剂种类及用量试验

硫化锌矿物最常见的抑制剂是硫酸锌和亚硫酸盐类。 按照图1 所示流程，HQ77 用量200 g/t，其他条件不变，选择ZnSO4和Na2SO3作为铅浮选的抑制剂考察其对矿物的抑制效果，结果见表5。 结果表明，ZnSO4和Na2SO3组合抑制剂的抑制效果较好，能够同时获得较高品位和回收率的铅精矿和锌精矿。 随即进行了组合抑制剂用量试验，结果见图5。 可见铅、锌精矿品位和回收率随抑制剂用量增加而提高，当组合抑制剂用量达到ZnSO4800 g/t 和Na2SO3300 g/t 之后，铅、锌品位提升缓慢而回收率开始下降，故选择ZnSO4用量800 g/t 和Na2SO3用量300 g/t 进行后续试验。

表5 抑制剂种类试验结果

图5 抑制剂用量与铅、锌浮选指标关系

4 闭路试验

在条件试验基础上，进行了铅浮选（两粗三精两扫）和锌浮选（一粗两精两扫）的实验室小型浮选闭路试验，试验流程如图6 所示，结果见表6。 小型浮选闭路试验获得了铅品位60.05%、铅回收率89.63%的铅精矿和锌品位47.01%、锌回收率88.14%的锌精矿，较好地实现了铅锌的回收。

图6 小型浮选闭路试验工艺流程

表6 闭路试验结果

5 结 论

1） 针对矿石中矿物嵌布粒度不均匀的情况，阶磨阶选工艺可以实现铅的“能收早收”，工业上是否可行还需进行技术经济分析。

2） 铅快速浮选、两粗三精两扫铅浮选和一粗两精两扫锌浮选的实验室小型浮选闭路试验可以获得铅品位60.05%、铅回收率89.63%的铅精矿和锌品位47.01%、锌回收率88.14%的锌精矿。

3） 在氧化率较高的铅锌矿中加入Na2S 可以较好地活化矿物浮选，提高铅锌浮选指标。