某低品位铅锌矿石光电选矿预抛尾试验研究
2022-04-28蒋素芳叶从新魏党生
蒋素芳，叶从新，魏党生
（湖南有色环保研究院有限公司，湖南 长沙 410100）
湖南湘西某铅锌矿床是湘西-鄂西铅锌成矿带中最具代表性的超大型铅锌矿床，矿床远景储量1 000万t以上，该矿床规模大，矿种单一，具有较高的经济价值。但该矿床原矿铅＋锌平均品位不到2%，品位偏低，精矿单位成本高，市场竞争力较差，企业的经济效益和可持续发展受到了严重制约。为了给企业提高经济效益，该研究采用新型光电选矿机［1］，在原矿磨矿入选前进行抛废预处理，丢弃大部分废石，达到“早丢多丢”目的，提高入选矿石中铅、锌品位，降低选矿成本，减少磨浮尾矿量，提升选厂产能［2～4］，为该类型低品位铅锌矿资源高效回收利用前的预抛废处理提供一定参考。
1 试验部分
1.1 试样及准备
1.1.1 矿石性质
湘西某铅锌矿矿物组成较简单，主要矿石矿物为闪锌矿，次为方铅矿、黄铁矿，脉石矿物以方解石、白云石为主，次为重晶石，少量的萤石和石英。
矿石中锌主要赋存于闪锌矿中，铅主要赋存于方铅矿中，硫主要为黄铁矿。矿石中闪锌矿多数以粒状或脉状集合体形式分布于矿石中，脉状闪锌矿多分布于与灰岩接触的方解石脉体边缘，常被方解石交代；方铅矿分布不均匀，可集中分布于个别裂缝中，在脉石矿物和闪锌矿的裂隙中主要呈不规则粒状及细脉状分布，有时可呈粗大团块状；黄铁矿主要分为三种：一是呈浸染状，在灰岩、脉石矿物和闪锌矿中均有分布，常被脉石矿物、闪锌矿和方铅矿交代，草莓状黄铁矿形态像莓球，由细粒黄铁矿经生物化学沉积作用形成；二是与闪锌矿、方铅矿共生，多分布于矿化方解石脉与围岩的接触带；三是自形粗粒状，集合体呈粗大块状交代穿插闪锌矿。矿石的矿物特征和构造特征如图1、图2所示。
图1 铅锌矿床矿石矿物特征（Sp-闪锌矿；Gn-方铅矿；Py-黄铁矿；Cal-方解石）
图2 铅锌矿床矿石构造特征（Sp-闪锌矿；Gn-方铅矿；Py-黄铁矿）
1.1.2 试样准备
光电选试验原矿样品均为湖南湘西某铅锌矿，总共分三个批次，根据要求：该光电选矿机适宜的入选粒度为10～80 mm，将原矿进行粒度筛分分级准备，准备原矿矿样各粒级分布率统计见表1。
表1 各原矿粒级分布率
1.2 试验设备
该铅锌矿所用光电选矿机为一种新型高新技术光电选矿设备，设备原理如图3所示，是利用不同元素对X射线衰减能力不同的特性，进行物料的识别，并结合高性能计算和大数据技术，模拟人眼视觉和大脑，通过不同的光谱成像，辨析矿石表面的蚀变成色、纹理、荧光反应等，对矿石进行快速精确的定性、半定量分析并有效精准地分拣。
图3 设备原理图
1.3 试验方案
光电抛废试验流程如图4所示，给矿矿样平铺在皮带上，通过振动给料给入抛废系统，一次性抛废分别得到精矿和尾矿，精矿和尾矿分别称重计量和取制样。
图4 试验流程图
2 结果与讨论
试样原矿铅、锌品位低，且矿石中闪锌矿多数以粒状或脉状集合体形式分布于矿石中，方铅矿分布不均匀，可集中分布于个别裂缝中，在脉石矿物和闪锌矿的裂隙中主要呈不规则粒状、细脉状或呈粗大团块状物分布。故在破碎到适宜的粒度范围内，目的矿物闪锌矿、方铅矿有可能相对集中于某些矿石颗粒中，而另一些脉石矿物颗粒则可能含有较低或者微量的闪锌矿及方铅矿矿物，根据矿石物理性质特征，研究采用以上新型光电选矿机进行抛废预处理。
2.1 抛废率试验
将第一批矿样10～80 mm粒级原矿分别进行光电选抛废率条件试验，试验结果如图5所示，由图5可知，低品位铅锌原矿预抛废，随着抛废率的升高，铅、锌回收率下降；尾矿品位铅、锌随着抛废率缓慢提高，提高的幅度不大，但当抛废率达到50%以上尾矿含铅、锌升高幅度明显增大。
图5 抛废率试验曲线
2.2 抛废率与给矿品位关系
将三批矿样10～80 mm粒级原矿分别进行光电选抛废试验，试验结果如图6、图7、图8所示，由图6、图7、图8可知，抛废率越高，铅、锌回收率越低即抛废尾矿中铅、锌损失率也越高，以铅、锌抛废损失率均控制在10%以内时进行统计，可得出规律：原矿给矿品位低，抛废率高，给矿品位高，则抛废率低。
图6 第一批样抛废率曲线
图7 第二批样抛废率曲线
图8 第三批样抛废率曲线
2.3 抛废率与给矿粒度关系
为考察抛废率与给矿粒度范围的关系，在相同抛废参数下，针对不同的粒度进行抛废试验，第一批样和第三批样试验结果分别见表2和表3。
表2 第一批原矿不同粒度抛废试验结果
表3 第三批原矿不同粒度抛废试验结果
由试验结果分析可知，在一定的粒度条件下，对低品位原矿，获得抛废率相当时，尾矿指标变化不大，故粒度对抛废指标影响较小；但当入选原矿品位升高后，入选粒度在10～80 mm范围内抛除尾矿中铅锌品位明显升高，而入选粒度降低到10～60 mm后，尾矿中含铅、锌含量也随之降低。
3 结 论
1.研究表明该低品位铅锌矿采用新型智能抛废设备可以成功进行预先抛废，当入选原矿铅、锌品位分别为0.4%和1.6%左右时，入选粒度10～60 mm范围内可获得抛废率45%以上，铅锌损失率均控制在10%以内的良好试验指标。
2.对低品位原矿，在一定粒度条件下，粒度对抛废指标影响较小，当原矿品位升高时，围岩夹石变少，通过降低入选粒度，可以有效降低抛废尾矿品位，获得较好的预先抛废效果。
3.该低品位铅锌矿在破碎到一定粒度后有部分围岩和夹石，通过在前期抛出废石，可以降低运输成本，提高入选原矿品位，降低后续生产成本，同时废石石英可作为建材销售，提高企业经济效益。
4.该低品位铅锌矿入选前采用新型智能光电选矿抛废设备进行预抛废，工艺流程简单、经济合理，抛废指标理想稳定，对于同类型低品位铅锌矿石科学合理开发利用提供了一定参考。
