陕县宽平金银铅锌多金属矿石优先浮选技术探讨
2021-11-25英亚歌门道改
方 荣，杨 森，英亚歌，徐 刚,门道改
(1.河南省有色金属矿产探测工程技术研究中心,中国 郑州 450016；2.河南省有色金属地质矿产局第三地质大队,中国 郑州 450016；3.河南省有色金属地质矿产局第五地质大队,中国 郑州 450016)
河南陕县宽平金银铅锌多金属矿床位于崤山地区[1]，矿床类型为破碎带蚀变岩型[2]，矿床为中—低温岩浆热液成因[3]。本矿床是Au,Ag,Pb和Zn共4种矿产共生，采用优先浮选工艺分选陕县宽平金银铅锌多金属矿石试验研究，获得了较好的选矿指标。金总回收率96.74%，银总回收率为98.85%；铅回收率达到94.17%，锌回收率为74.10%[4]。
通过优先浮选工艺试验研究，提出技术可行、经济合理的工艺流程和技术参数，综合回收矿石中Au，Ag，Pb和Zn有价元素，并为现场流程改造提供依据；也可作为中小型选矿厂进行建厂的参考依据；对指导本地区金银铅锌多金属矿选矿具有重要的现实意义。
1 试验
1.1 试样来源
试验原料为陕县宽平金银铅锌多金属矿体的矿石。该矿石以Au和Ag为主，共生Pb和Zn有价元素。样品采集方法为刻槽法或连续打块法,样品采集兼顾各主矿体、矿石工业类型、自然类型等要求,最后混合而成。总之,样品的采集具有广泛的代表性,完全满足选矿实验室流程试验的要求[5]。试验样品总质量为200 kg。
1.2 矿样的制备
将不同矿体的试验样品，分别经闭路破碎流程加工至-2 mm，然后混匀缩分取出部分样品，作为化学分析样。图1所示为试样破碎筛分流程。由图1可见最终分析所得原矿中金品位为5.2 g·t-1，银品位为175.8 g·t-1，铅品位为1.69%，锌品位为1.78%。
图1 试样破碎筛分流程
2 矿石岩矿测试
经光片、薄片及测试分析，确定组成矿石的矿物种属约20余种。目的矿物为自然金、银矿物、方铅矿、闪锌矿，金属矿物有用成分为自然金、自然银、辉银矿、银黝铜矿、硫铜银矿、方铅矿、闪锌矿，脉石矿物主要有石英、角闪石、斜长石、云母、绿泥石，其次含少部分钾长石、白云石、菱锰矿、方解石等[5]。
2.1 光谱半定量分析及化学多项分析
试样的光谱半定量全分析见表1，化学多项分析见表2。
表1 试样的光谱半定量分析结果
表2 试样化学多项分析结果
2.2 物相分析结果
矿石中有用矿物是自然金、自然银、辉银矿、银黝铜矿、硫铜银矿、方铅矿及闪锌矿[6]。根据物相分析结果显示：铅物相分析中方铅矿占78.14%，其次是磷氯铅矿占9.50%；锌物相分析中闪锌矿占93.02%；金物相分析中裸露及半裸露金占51.15%，其次是硫铁矿、碳酸盐、褐铁矿包裹金分别占19.47%，14.69%和10.62%。银物相分析中氯化银占29.38%、自然银占25.16%，石英和硅酸盐包裹银占24.25%[7]。
3 试验结果与讨论
3.1 选矿试验探索
3.1.1 铅锌混合浮选—尾矿选硫流程试验 铅锌混合浮选—尾矿选硫流程试验见表3，结果表明:铅精矿铅的品位是41.28%，回收率是58.14%；锌精矿锌的品位是24.66%，回收率是55.49%；硫精矿中金的品位8.59%，金的回收率是0.97%；尾矿中金的品位为1.02 g·t-1，金回收率占12.38%，银的品位为3.37 g·t-1，银回收率占1.21%。
表3 铅锌混合浮选—尾矿选硫流程试验结果
3.1.2 优先浮选流程试验 图2所示为优先浮选试验流程图。优先浮选流程试验结果见表4，结果表明:铅精矿铅的品位是48.49%，回收率是88.13%；锌精矿锌的品位是34.49%，回收率是59.84%；硫精矿中金的品位13.18%，金的回收率是0.44%；金尾矿中金的品位为0.70 g·t-1，金回收率占9.77%，银的品位为回收率为4.42，银回收率占1.97%[8]。
图2 优先浮选试验流程图
表4 优先浮选流程试验结果
通过对比:优先浮选流程铅精矿、锌精矿、硫精矿和尾矿的指标相对优于混合浮选流程，故选用优先浮选流程。
3.2 条件试验
为了进一步优化试验条件，进行了磨矿细度、铅的浮选药剂、锌的浮选药剂和硫的浮选药剂用量条件试验。磨矿设备采用RK/2QM系列智能球磨机，浮选设备采用XJ—3.0L单槽浮选机，浮选浓度35%，取平行试样4份，每份1kg。
3.2.1 磨矿细度条件试验 将试样分别磨到-0.075 mm目各占50%，60%，70%和80%，进行不同磨矿细度的铅粗选浮选对比试验。试验结果见表5，取磨矿细度为-0.075 mm占70%为宜。此时铅精矿铅的品位是48.49%，回收率是88.13%；锌精矿锌的品位是34.49%，回收率是59.84%。
表5 磨矿细度条件试验结果表
3.2.2 铅粗选石灰用量条件试验 进行不同石灰用量的铅粗选浮选对比试验，石灰用量分别为1 000，2 000，3 000和4 000 g·t-1，对应的铅粗选pH分别为8，10，12和14。试验结果见表6，选用CaO用量为3 000 g·t-1。此时铅精矿中铅的品位为51.64%，回收率为87.78%[9]。
表6 石灰用量条件试验结果
3.2.3 铅粗选硫酸锌+亚硫酸钠用量条件试验 进行不同硫酸锌+亚硫酸钠用量的铅粗选浮选对比试验，用量分别为1 000+500，2 000+1 000，3 000+1 500和4 000+2 000 g·t-1。试验结果见表7，选用硫酸锌+亚硫酸钠用量为2 000+1 000 g·t-1。此时铅精矿中铅的品位为54.33%，回收率为85.71%。
表7 硫酸锌+亚硫酸钠用量条件试验结果
3.2.4 铅粗选捕收剂用量条件试验 进行不同捕收剂用量的铅粗选浮选对比试验，乙硫氮+丁胺黑药的用量分别为1 000+500，2 000+1 000，3 000+1 500和4 000+2 000 g·t-1，试验结果见表8，选用乙硫氮+丁胺黑药用量为2 000+1 000 g·t-1，此时铅精矿中铅的品位为54.33%，回收率为85.71%[10]。
表8 乙硫氮+苯胺黑药用量条件试验结果
3.2.5 锌粗选石灰用量条件试验 进行不同石灰用量的锌粗选浮选对比试验，石灰的用量分别为0，500，1 000和1 500 g/t。试验结果见表9，选用石灰用量为1 000 g·t-1。此时锌精矿中锌的品位为35.85%，回收率为57.57%。
表9 锌粗选石灰用量条件试验结果
3.2.6 锌粗选硫酸铜用量条件试验 进行不同石灰用量的锌粗选浮选对比试验，石灰的用量分别为0，500，1 000和1 500 g·t-1。试验结果见表10，选用石灰用量为1 000 g·t-1。此时锌精矿中锌的品位为35.85%，回收率为57.57%[11]。
表10 锌粗选石灰用量条件试验结果
3.2.7 锌粗选丁黄药用量条件试验 进行不同捕收剂用量的锌粗选浮选对比试验，丁黄药的用量分别为5，10，20和40 g·t-1。试验结果见表11，根据这些数据绘制出锌精矿品位和回收率随石灰用量的变化曲线图，综合考虑，选用丁黄药用量为15 g·t-1，此时锌精矿中锌的品位为54.28%，回收率为53.48%。
表11 锌粗选丁黄药用量条件试验结果
3.2.8 硫铁矿粗选硫酸用量条件试验 进行不同硫酸用量的硫铁矿粗选浮选对比试验，硫酸的用量分别为500，800，1 200和1 600 g·t-1，此时对应的pH值分别为9，8，7和6。试验结果见表12，选用硫酸用量为1 200 g·t-1。此时硫精矿中金的品位为10.99 g·t-1，回收率为6.82%。
表12 硫铁矿粗选硫酸用量条件试验结果
3.2.9 硫铁矿粗选硫酸铜用量条件试验 进行不同活化剂用量的硫铁矿粗选浮选对比试验，硫酸铜的用量分别为50，100，300和500 g·t-1。试验结果见表13，根据这些数据绘制出硫精矿中金品位和回收率随硫酸用量的变化曲线图，综合考虑，选用硫酸铜用量为200 g·t-1。此时硫精矿中金的品位为17.12 g·t-1，回收率为6.67%。
表13 硫铁矿粗选硫酸用量条件试验结果
3.2.10 硫铁矿粗选捕收剂用量条件试验 进行不同捕收剂用量的硫铁矿粗选浮选对比试验，丁黄药的用量分别为10，20，40和60 g·t-1。试验结果见表14，选用丁黄药用量为40 g·t-1。此时硫精矿中金的品位为17.04 g·t-1，回收率为7.64%。
表14 硫铁矿粗选丁黄药用量条件试验结果
3.3 浮选开路试验
在前面最佳条件基础上进行开路试验[12]，图3所示为开路试验流程图。试验结果如表15所示。
表15 开路试验结果
3.4 闭路试验
在前面开路试验的基础上进行浮选模拟闭路试验[13]。试验采用优先浮选流程，磨矿细度是-0.075 mm占75%。优先浮选铅，流程结构为“一粗二精一扫”，再浮选锌，流程结构为“一粗二精一扫”，再浮选硫，流程结构为“一粗三精二扫”[14]，详见表16。
表16 闭路试验结果
4 结语
矿石中主要回收元素金品位为5.2 g·t-1，银品位为175.8 g·t-1，铅品位为1.69%，锌品位为1.78%，伴生硫含量5.74%，可考虑综合回收。
通过矿物工艺学研究，主要金属矿物有方铅矿、黄铁矿、闪锌矿和少量自然金、自然银；综合回收金、银、铅、锌及硫。
根据该矿石的特性，选择铅锌硫依次优先浮选—尾矿氰化的工艺。铅浮选采用一粗、一扫、两精工艺；锌浮选采用一粗、一扫、两精工艺；硫浮选采用一粗、两扫、三精工艺；尾矿氰化24 h。
最终试验指标：铅精矿铅回收率为94.17%、锌精矿锌回收率为74.10%、硫精矿含硫47.68%；金的总回收率96.74%，银的总回收率为98.85%。
