湖南某铅锌矿无碱浮选试验研究①

李希掌，曾 娜，向 平，闫 飞，周立晨，胡 振

（1.湖南华麒资源环境科技发展有限公司，湖南 株洲 412000；2.湖南有色黄沙坪矿业公司，湖南 郴州 423000）

随着我国工业技术的高速发展，各行各业对有色金属的需求与日俱增，从而刺激了矿业界相关产业的迅速增长［1］。铅锌开采业竞争激烈，铅锌矿相关选矿工艺技术的研究和开发显得非常重要［2－5］。同时选矿作为矿产资源开发利用过程中的重要环节，具有高能耗、高物耗、高污染的特点［6］，采用无石灰浮选新工艺对提高硫化铅锌矿选矿清洁生产水平具有重要意义［7－8］。

传统高碱工艺对硫化铅锌矿的分选已经相当成熟，铅锌各项选别指标已达到较高水平，但高碱工艺需添加大量石灰，对原矿中银矿物有较强的抑制作用，以致银回收率一直难以提高。

随着国家以及人民对环保的需求越来越高，传统高碱工艺已经难以达到要求，主要体现为尾矿废水COD偏高且较难处理，废水COD指标若要达到国家排放标准60 mg／L以下，处理成本较高。

针对上述问题，湖南华麒资源环境科技发展有限公司对湖南某铅锌矿进行新型无碱工艺研发，取消石灰的使用，大幅度提高银回收率的同时，选矿尾水COD仅30 mg／L左右，可达到国家排放标准，环境友好，可大幅度降低废水处理成本，提高经济效益。

1 试验部分

1.1 矿石性质

湖南某铅锌矿石主要金属矿物为方铅矿、铁闪锌矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿等。脉石矿物以碳酸盐为主，主要是方解石、白云石等，含有少量的碳。主要回收矿物为方铅矿和铁闪锌矿。原矿化学多元素分析及铅锌物相分析结果分别见表1～3。

表1 原矿化学多元素分析结果（质量分数）／%

表2 原矿铅物相分析结果

1.2 原则流程

该铅锌矿石主要回收矿物为方铅矿和铁闪锌矿，根据方铅矿和铁闪锌矿的浮选特点，结合目前成熟的铅锌浮选工艺，制定优先浮铅⁃活化浮锌原则流程，如图1所示。

图1 原则流程

1.3 试验药品

高碱工艺：石灰、硫酸锌、乙硫氮、松醇油、硫酸铜、MB（黄药类）。

无碱工艺：HQD82⁃1（硫酸锌类）、HQD82⁃2（硫酸锌类）、HQ77（黑药类）、HQD52（亚硫酸钠类）、HQ66（酯类）、硫酸铜，以上代号药剂均为湖南华麒资源环境科技发展有限公司自主研发的药剂。

1.4 试验仪器

RK／ZQM（BM）系列智能球磨机、XFD2变频调速单槽浮选机、TD5102电子天平、MP2002精密电子天平、RK／ZL－Φ260／Φ200多功能真空过滤机、101型电热鼓风干燥箱、XPM－Φ120×3三头研磨机等。

2 试验结果与讨论

2.1 无碱新工艺条件试验

2.1.1 选铅工艺抑制剂HQD82⁃1用量试验

采用一次粗选流程，药剂用量：铅粗选HQD82⁃2用量100 g／t、HQ77用量120 g／t，HQD82⁃1用量试验结果见图2。从图2可见，随着抑制剂HQD82⁃1用量增大，铅回收率基本呈下降趋势，用量100 g／t时回收率指标最高；铅品位曲线呈不规则变化，但变化不大。综合考虑技术指标，选择HQD82⁃1用量100 g／t。

图2 铅粗选HQD82⁃1用量试验结果

2.1.2 选铅工艺抑制剂HQD82⁃2用量试验

采用一次粗选流程，药剂用量：铅粗选HQD82⁃1用量100 g／t、HQ77用量120 g／t，HQD82⁃2用量试验结果见图3。从图3可见，随着抑制剂HQD82⁃2用量增大，铅品位基本呈下降趋势，当用量为100 g／t时，铅品位最高；回收率指标变化不大。综合考虑技术指标，选择HQD82⁃2用量100 g／t。

图3 铅粗选HQD82⁃2用量试验结果

2.1.3 铅捕收剂HQ77用量试验

采用一次粗选流程，药剂用量：铅粗选HQD82⁃1用量100 g／t、HQD82⁃2用量100 g／t，HQ77用量试验结果见图4。从图4可见，随着HQ77用量增大，铅品位呈下降趋势，铅回收率呈上升趋势。综合考虑，选择HQ77用量140 g／t。

图4 铅粗选HQ77用量试验结果

2.1.4 选锌工艺抑制剂HQD52用量试验

试验采用一次粗选流程，药剂用量：锌粗选硫酸铜用量400 g／t、HQ66用量50 g／t，HQD52用量试验结果见图5。从图5可见，随着HQD52用量增大，锌品位变化不大，锌回收率呈下降趋势。综合考虑，选择HQD52用量200 g／t。

图5 锌粗选HQD52用量试验结果

2.1.5 选锌工艺硫酸铜用量试验

采用一次粗选流程，药剂用量：锌粗选HQD52用量200 g／t、HQ66用量50 g／t，硫酸铜用量试验结果见图6。从图6可见，随着硫酸铜用量增大，锌品位呈上升趋势，但上升幅度不大，当硫酸铜用量为400 g／t，锌回收率最高。综合考虑，选择硫酸铜用量400 g／t。

图6 锌粗选硫酸铜用量试验结果

2.1.6 选锌工艺抑制剂HQ66用量试验

采用一次粗选流程，药剂用量：锌粗选HQD52用量200 g／t、硫酸铜用量400 g／t，HQ66用量试验结果见图7。从图7可见，随着HQ66用量增大，锌品位呈下降趋势但变化幅度不大，锌回收率呈上升趋势，至50 g／t以上时基本保持平衡趋势。综合考虑，选择HQ66用量50 g／t。

图7 锌粗选HQ66用量试验结果

2.2 闭路试验

对该铅锌矿开展了“HQ77＋HQD82⁃1＋HQD82⁃2”组方替代“乙硫氮＋硫酸锌＋石灰＋松醇油”组方选铅及“硫酸铜＋D52＋HQ66”组方替代“硫酸铜＋MB＋松醇油”组方选锌对比试验，试验流程见图8，结果见表4。从表4可以看出，两种工艺获得的铅回收率相当，铅精矿中锌损失相当，但铅精矿中银回收率无碱工艺较高碱工艺提高了4.46个百分点，锌精矿回收率无碱工艺较高碱工艺提高了0.81个百分点。以上分析数据说明无碱工艺试验指标优于高碱工艺。

图8 闭路试验流程

表4 闭路试验结果

无碱工艺产生的尾水COD仅为33 mg／L，比高碱工艺下降了117 mg／L，达到国家COD排放标准，选厂尾水可经简单处理（甚至不需处理）便可直接达标外排，大大减轻了企业的环保压力并显著降低了尾水的处理成本。

3 结 语

针对湖南某铅品位2.80%、锌品位6.30%、银品位67 g／t的铅锌矿，开发了无碱工艺选别流程。无碱工艺选别流程完全取消石灰的使用，彻底解决石灰配制产生的人工、设备、用电成本及石灰使用造成的堵塞问题。在铅品位和回收率与高碱工艺指标相当的情况下，无碱工艺所得铅精矿中银回收率较高碱工艺提高了4.46个百分点；无碱工艺所得锌精矿锌品位和锌回收率较高碱工艺分别提高了0.43和0.81个百分点；选矿废水经简单处理（甚至不需处理）就可以达标排放。