新型黄铁矿抑制剂在铅硫分离中的试验研究①

杨 林， 梁溢强， 阚赛琼

（1.昆明冶金研究院有限公司，云南 昆明650031； 2.中南大学 资源加工与生物工程学院，湖南 长沙410083； 3.云南省选冶新技术重点实验室，云南昆明650031； 4.共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室，云南 昆明650031）

黄铁矿是地壳中分布最广的硫化矿物，它几乎存在于所有有色金属硫化矿矿床中［1-3］，可形成于各种不同的地质作用中，多与其他矿物共生，如铜、铅、锌等。 在有色金属硫化矿选矿领域［4-5］，广泛存在有价金属矿物与黄铁矿的浮选分离，如铜硫分离、铅硫分离、锌硫分离及多金属矿中的铜铅锌与硫的分离。

铜铅锌等硫化矿与黄铁矿的浮选分离，抑制黄铁矿的研究较多，包括无机抑制剂、有机抑制剂及微生物抑制剂［6］，但应用广泛的还是传统经典的方法，即采用石灰作为黄铁矿抑制剂［7］的高碱高钙工艺。 石灰具有价格低廉、抑制效果好、适应性强等显著优点，但也存在配置麻烦、添加不精准、管道结垢堵塞严重、回水处理成本高及稀贵金属银易受石灰抑制等系列生产技术问题，同时，石灰烧制过程也存在一定的环境污染。

随着浮选电化学研究的不断深入，浮选电化学认为，硫化矿的浮选或抑制过程是电化学氧化还原过程，包括氧的阴极还原及矿物或捕收剂的阳极氧化；在一定的药剂制度下，硫化矿的浮选电位是一定的，当矿物的电极电位在浮选电位范围内时，矿物可浮。 因此，可通过调整矿物的电极电位与浮选电位范围来实现矿物的上浮或抑制［8-11］。 结合石灰法因钙离子带来的系列生产技术问题，本文采用NaOH 作矿浆pH 值与矿浆电位调整剂，研究新型易溶抑制剂LY⁃3 对铅硫分离的效果，最终实现新药剂体系对石灰的全部替代，解决使用石灰带来的系列生产技术问题。

1 矿石性质

云南某高硫铅锌矿原矿化学多元素分析结果见表1，铅锌物相分析结果见表2。 由表1 ～2 可知，该矿石属于高硫铅锌矿，铅锌含量较高，伴生银锗的稀贵稀散金属，矿石总体价值高，有价矿物与黄铁矿的高效浮选分离是该矿石的技术关键与难点；铅、锌主要以硫化物形态存在。

表1 原矿化学多元素分析结果（质量分数）／%

表2 原矿铅锌物相分析结果

2 试验流程

该矿石原选矿生产流程为：铅硫混选⁃铅硫分离⁃尾矿选锌。 铅硫混选药剂制度为乙黄药＋硫酸锌；铅硫分离采用石灰作为黄铁矿抑制剂，添加少量乙硫氮作为捕收剂；主流程选锌药剂制度为硫酸铜＋丁黄药。生产技术指标为：铅精矿铅品位大于60%，铅回收率87%～88%；锌精矿锌品位大于50%，锌回收率92%～93%。

经过大量的探索试验，研究开发了新型易溶环保黄铁矿抑制剂LY⁃3，它是含有SO32-、S2O32-及二硫代氨基基团的无机⁃有机配合物。 试验原则流程见图1。

图1 试验原则流程

3 试验结果与讨论

3.1 石灰用量的影响

按照图1 所示流程，仅添加石灰作为抑制剂，考查了石灰用量对铅硫分离的影响，其中精选石灰用量固定为600 g／t，试验结果见图2。 结果表明，随着石灰用量增加，精矿铅品位明显提高，铅回收率略有下降，但幅度不大；在石灰用量提高到8 000 g／t 后，铅硫分离效果显著，此时实测pH 值为12.5。

图2 石灰用量试验结果

3.2 NaOH 用量的影响

按照图1 所示流程，采用NaOH＋LY⁃3 的药剂体系替代石灰作为黄铁矿的抑制剂。 固定LY⁃3 用量为粗选3 000 g／t、精选200 g／t，精选NaOH 用量400 g／t，考查了粗选NaOH 用量对矿浆pH 值及铅硫分离效果的影响，结果见图3。 结果表明，在低NaOH 用量情况下，矿浆pH 值较低，铅硫分离效果差；随着NaOH 用量增加，粗精矿铅品位逐渐提高，在NaOH 用量达到1 500 g／t后，铅精矿品位已接近60%，铅回收率下降不明显，铅硫分离效果显著，此时实测pH 值为12.6。

3.3 LY⁃3 用量的影响

按照图1 所示，固定粗选NaOH 用量2 000 g／t（pH＝13.0）、精选用量400 g／t，精选LY⁃3 用量200 g／t，考查了粗选LY⁃3 用量对铅硫分离效果的影响，结果见图4。 结果表明，采用NaOH 作为矿浆pH 值调整剂，高pH 值环境下，LY⁃3 对黄铁矿的抑制效果明显，即使在较低用量条件下，精矿铅品位也大于45%，在LY⁃3 用量达到2 800 g／t 后，铅硫分离效果显著，精矿铅品位与回收率均较高。

3.4 闭路试验

通过研究对比石灰、NaOH＋LY⁃3 及其用量对铅硫分离的影响，结果表明NaOH＋LY⁃3 的药剂体系与石灰体系的技术指标相当，基于此，分别开展了采用石灰及NaOH＋LY⁃3 作为铅硫分离黄铁矿抑制剂的闭路试验研究，试验流程见图5，结果见表3。

图3 NaOH 用量试验结果

图4 LY⁃3 用量试验结果

图5 闭路试验流程

表3 闭路试验结果

闭路试验结果表明，针对云南某高硫铅锌矿生产过程中的铅硫混合精矿，采用NaOH＋LY⁃3 的新型组合抑制剂能实现铅硫浮选分离，技术指标与采用石灰作为抑制剂时相当，能实现全部替代石灰。 该药剂体系能作为生产替代石灰的选择方案，解决采用石灰带来的系列生产技术问题。

4 结 论

针对生产过程中使用石灰作抑制剂带来的系列问题，本文在电位调控浮选思路的指导下，采用NaOH 作为矿浆pH 值与电位调整剂，研究开发了新型易溶黄铁矿抑制剂LY⁃3，并对云南某铅硫混合精矿进行了铅硫浮选分离验证试验，结果表明，NaOH＋LY⁃3 组合对黄铁矿的抑制效果明显，铅硫分离指标与使用石灰时相当，是替代石灰的有效方案。