内蒙古某低品位铅锌硫化矿石铅锌浮选试验_梁焘茂.pdf

内蒙古某低品位铅锌硫化矿石铅锌浮选试验 梁焘茂 1 邱廷省 1， 2 艾光华 1， 2 （1. 江西理工大学资源与环境工程学院， 江西 赣州341000； 2. 江西省矿业工程重点实验室， 江西 赣州341000） 摘要内蒙古某低品位微细粒嵌布的难选铅锌硫化矿石铅品位为1.47、 锌品位为1.93， 为了确定该矿石 的开发利用工艺， 在进行系统工艺矿物学研究的基础上进行了铅锌浮选试验。结果表明 ①矿石中的铅、 锌均主要 以硫化物相形式存在， 主要金属矿物为铁闪锌矿、 方铅矿， 磁黄铁矿和黄铁矿含量较高； 方铅矿与铁闪锌矿间以及 与其他矿物间的共生关系密切， 方铅矿呈中微粒嵌布， 粒度主要为0.64～0.01 mm， 铁闪锌矿呈细微粒嵌布， 粒 度主要为0.16～0.01 mm。②矿石在磨矿细度为-0.074 mm占80情况下采用1粗4精3扫流程选铅， 选铅尾矿1粗 4扫选锌， 锌粗精矿再磨至-0.025 mm占90情况下经4次精选， 最终获得铅品位为52.23、 含锌3.18、 铅回收率 为74.81的铅精矿， 锌品位为42.05、 含铅1.98、 锌回收率为85.83的锌精矿， 较好地实现了铅锌的分离与回收。 关键词铅锌硫化矿石方铅矿铁闪锌矿工艺矿物学浮选分离 中图分类号TD923.7文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -07-097-06 DOI10.19614/ki.jsks.201907017 Flotation Tests of Lead and Zinc on a Low Grade Lead-zinc Sulfide Ore in Inner Mongolia Liang Taomao1Qiu Tingsheng1， 2Ai Guanghua1， 22 （1. School of Resource and Environmental Engineering， Jiangxi University of Science and Technology， Ganzhou 341000， China； 2. Key Laboratory of Mining Engineering in Jiangxi Province， Ganzhou 341000， China） AbstractA refractory lead-zinc sulfide ores with low grade and fine-grained disseminated in Inner Mongolia contains 1.47 lead and 1.93 zinc. In order to determine the utilization process of the ores， flotation tests of lead and zinc was carried out on the basis of process mineralogy. The results showed that ① Lead and zinc in the ores are mainly in the of sulfide phase. The Main metallic minerals in the ores are marmatite and galena， and the contents of pyrrhotite and pyrite are high. Ga- lena ， marmatite and other minerals are coexistent. Galena is disseminated with medium-particles ，mainly between 0.64 mm and 0.01 mm grain size， while marmatite is disseminated with fine-particles， mainly between 0.16 mm and 0.01 mm grain size. ② In the case of grinding fineness of 80 -0.074 mm， lead concentrate was obtained through one roughing， four cleaning and three scavenging flotation. Zinc primary concentrate was selected by one roughing four scavenging from lead tailings. After re- grinding zinc primary concentrate to 90 -0.025 mm， zinc concentrate was obtained through four cleaning. Lead concentrate with lead grade of 52.23， zinc grade of 3.18， lead recovery rate of 74.81 and zinc concentrate with zinc grade of 42.05， lead grade of 1.98， zinc recovery rate of 85.83 were finally obtained. The process effectively realized the separation and re- covery of lead and zinc. KeywordsLead-zinc sulfide ores， Galena， Marmatite， Process mineralogy， Flotation separation 收稿日期2019-05-15 基金项目国家自然科学基金资助项目 （编号 51474114） ； 江西省自然科学基金资助项目 （编号 20122BAB216021） ； 江西省科技支撑计划项目 （编号 20121BBG70005） 。 作者简介梁焘茂 （1995） ， 男， 硕士研究生。通讯作者邱廷省 （1968） ， 男， 副校长， 教授， 博士， 博士研究生导师。 铅、 锌是重要的有色金属， 用途极其广泛， 铅主 要应用于电池、 化工、 军工等领域， 锌主要用于镀锌 及生产合金等 ［1］。我国铅锌矿资源丰富， 居世界第2 位 ［2］， 但以中小型贫矿为主， 矿石类型和矿物组成复 杂， 共伴生组分多， 各金属矿物间嵌布关系紧密， 分 离困难 ［3-4］。 随着国民经济的发展， 铅锌金属需求量不断增 长， 高品位、 易选铅锌矿石不断消耗， 低品位、 难处理 铅锌矿石越来越受到重视 ［5-7］。大量的研究表明， 加 强工艺矿物学研究有助于选矿工艺流程的制定 ［8-9］。 因此， 在矿石工艺矿物学研究的基础上进行了选矿 工艺研究。 总第 517 期 2019 年第 7 期 金属矿山 METAL MINE Series No. 517 July 2019 97 ChaoXing 1矿石性质 1. 1矿石主要化学成分分析 内蒙古某低品位铅锌硫化矿石主要化学成分分 析结果见表1。 注 Au、 Ag的含量单位为g/t。 从表1可以看出， 矿石中的主要有价成分为Zn、 Pb、 S， 其余成分未达到工业品位， 有害元素As含量较低。 1. 2矿石铅锌物相分析 矿石铅锌物相分析结果见表2、 表3。 从表2、 表3可以看出， 矿石中的铅、 锌均以硫化 物相为主， 氧化率较低， 这对浮选回收有利。 1. 3矿石矿物组成分析 矿石的矿物组成见表4。 由表4可以看出， 矿石矿物组成复杂， 主要金属 矿物有铁闪锌矿、 方铅矿， 其次是黄铜矿； 含硫矿物 主要为磁黄铁矿， 其次是黄铁矿； 脉石矿物种类较 多， 主要有石英、 长石、 白云母、 透辉石、 透闪石等； 有 害矿物毒砂微量。 1. 4主要矿物的嵌布特征及铅锌矿物的嵌布粒度 1. 4. 1主要矿物的嵌布特征 1. 4. 1. 1方铅矿 方铅矿主要有3种嵌布形式 方铅矿沿磁黄铁矿 裂隙充填交代， 二者紧密连生， 接触界面呈港湾状， 方铅矿的粒度与裂隙相关； 方铅矿与磁黄铁矿和铁 闪锌矿紧密连生， 充填于磁黄铁矿与铁闪锌矿粒间 缝隙中， 呈微细粒嵌布； 方铅矿呈浸染状分布在方解 石等脉石矿物中， 粗细不均匀， 部分方铅矿充填于方 解石粒间隙或脉石矿物的节理缝中， 粒度极微细， 只 有少量方铅矿与黄铁矿连生。 1. 4. 1. 2铁闪锌矿 矿石中的闪锌矿为铁闪锌矿， 平均含铁8.29， 含锌57.11。主要有4种嵌布形式 铁闪锌矿交代磁 黄铁矿， 二者呈港湾状连生， 并有磁黄铁矿呈孤岛状 包含于铁闪锌矿中； 部分铁闪锌矿中沿解理缝含固 溶体分离的滴状磁黄铁矿 （有时与滴状黄铜矿共 存） ； 铁闪锌矿充填于磁黄铁矿的晶粒间缝， 呈结点 状分布， 二者相互分隔呈微细粒状， 紧密连生； 少量 铁闪锌矿呈浸染状分布于脉石中。 1. 4. 1. 3磁黄铁矿 自然界中磁黄铁矿常见2种晶型， 已有研究 ［10-11］ 认为， 铁含量为46.5～47者为单斜磁黄铁矿， 铁 含量为47～47.8者为六方磁黄铁矿， 二者化学性 质和浮选性能差异较大。能谱分析结果表明， 矿石 中2种磁黄铁矿同时存在， 导致浮选性能差异较大， 造成该矿石的难选。磁黄铁矿沿矿石裂隙充填交 代， 呈块状产出， 常见磁黄铁矿中包含大量碎裂状脉 石矿物， 或见磁黄铁矿被方铅矿、 铁闪锌矿等充填交 代， 部分磁黄铁矿呈脉状分布于脉石矿物裂隙中。 1. 4. 2铅锌矿物的嵌布粒度 矿石中主要铅锌矿物方铅矿和铁闪锌矿的嵌布 粒度见表5。 金属矿山2019年第7期总第517期 98 ChaoXing 梁焘茂等 内蒙古某低品位铅锌硫化矿石铅锌浮选试验 由表5可以看出， 矿石中方铅矿的嵌布粒度呈不 均匀分布， 粒度主要为0.64～0.01 mm， 呈中微粒嵌 布， 少量-0.01 mm的微细粒； 铁闪锌矿嵌布粒度比方 铅矿细， 但分布较集中， 主要为0.16～0.01 mm， 呈细 微粒嵌布， 但-0.01 mm的微细粒子较少。 2试验结果与讨论 根据该矿石中方铅矿嵌布粒度较铁闪锌矿粗， 且铁闪锌矿一般较难浮的特点， 铅锌浮选试验将采 用优先浮铅再浮锌的优先浮选流程。 2. 1条件试验 2. 1. 1铅浮选条件试验 铅浮选条件试验采用1次粗选流程。 2. 1. 1. 1铅浮选磨矿细度试验 铅粗选磨矿细度试验在石灰用量为2 000 g/t， 乙 硫氮为25 g/t， 硫酸锌为600 g/t， 2油为12 g/t条件下 进行， 试验结果见图1。 由图 1 可知， 随着磨矿细度的提高， 铅粗精矿 铅品位和铅回收率均先上升后下降， 锌品位和锌回 收率均上升。综合考虑， 确定铅粗选的磨矿细度 为-0.074 mm占80。 2. 1. 1. 2铅浮选捕收剂种类试验 铅粗选捕收剂种类试验在磨矿细度为-0.074 mm占80， 石灰用量为2 000 g/t， 硫酸锌为600 g/t， 2 油为12 g/t条件下进行， 乙硫氮、 25黑药、 丁基黄药 均为25 g/t， 乙硫氮25黑药为1510 g/t， 试验结果见 图2。 由图2可知， 乙硫氮为捕收剂时铅浮选效果最 好， 因此， 后续试验选铅以乙硫氮为捕收剂。 2. 1. 1. 3铅浮选乙硫氮用量试验 乙硫氮用量试验在磨矿细度为-0.074 mm 占 80， 石灰用量为2 000 g/t， 硫酸锌为600 g/t， 2油为 12 g/t条件下进行， 试验结果见图3。 由图3可知， 加大乙硫氮的用量， 铅粗精矿铅品 位下降、 铅回收率上升， 乙硫氮用量超过25 g/t后铅 回收率上升不再明显， 而锌品位和锌回收率均上 升。因此， 确定铅粗选的乙硫氮用量为25 g/t。 2. 1. 1. 4铅浮选石灰用量试验 矿石中磁黄铁矿、 黄铁矿含量较高， 而石灰是经 济、 高效的硫抑制剂。因此， 开展石灰用量试验具有 重要意义。石灰用量试验在磨矿细度为-0.074 mm 占80， 乙硫氮用量为25 g/t， 硫酸锌为600 g/t， 2油 为12 g/t条件下进行， 试验结果见图4。 由图4可知， 加大石灰用量， 矿浆pH值升高， 铅 粗精矿铅、 锌品位及回收率均先上升后下降。综合 考虑， 确定铅粗选的石灰用量为3 000 g/t。 2. 1. 1. 5铅浮选硫酸锌用量试验 为实现铅锌矿物的有效分离， 需抑制铁闪锌矿 2019年第7期 99 ChaoXing 的上浮， 硫酸锌和亚硫酸钠是闪锌矿的常用抑制剂， 一般二者配比使用。探索试验发现二者组合使用的 抑锌效果不及单独使用硫酸锌的抑锌效果好， 因此， 试验仅以硫酸锌为锌抑制剂。硫酸锌用量试验在磨 矿细度为-0.074 mm占80， 乙硫氮用量为25 g/t， 石 灰为3 000 g/t， 2油为12 g/t条件下进行， 试验结果见 图5。 由图5可知， 随着硫酸锌用量的增加， 锌矿物明 显被抑制， 铅粗精矿铅品位先上升后维持在高位， 铅 锌回收率均下降、 含锌降低。综合考虑， 确定铅粗选 的硫酸锌用量为400 g/t， 对应的铅粗精矿铅品位为 7.62、 铅回收率为74.96、 锌品位为3.50、 锌回收 率为25.82。 2. 1. 2锌浮选条件试验 锌浮选条件试验给矿为1粗3扫选铅尾矿， 试验 流程为1次粗选流程， 药剂用量为对原矿而言。 2. 1. 2. 1锌粗选石灰用量试验 锌粗选石灰用量试验在硫酸铜用量为400 g/t， 丁 基黄药为40 g/t， 2油为12 g/t条件下进行， 试验结果 见图6。 由图6可知， 添加石灰虽然对提高锌粗精矿锌品 位有一定的作用， 但对锌的抑制作用也比较明显， 导 致锌作业回收率下降。因此， 锌粗选作业不添加石 灰。 2. 1. 2. 2锌粗选硫酸铜用量试验 在浮铅过程中使用了锌抑制剂硫酸锌， 在选锌 时必须将这些被抑制的锌矿物活化， 硫酸铜是锌矿 物的理想活化剂， 其用量试验在丁基黄药用量为40 g/t， 2油为12 g/t条件下进行， 试验结果见图7。 由图7可知， 硫酸铜对锌矿物的活化效果显著， 随着硫酸铜用量的增大， 锌粗精矿锌品位和锌作业 回收率均先上升后维持在高位。综合考虑， 确定锌 粗选的硫酸铜用量为400 g/t。 2. 1. 2. 3锌粗选捕收剂用量试验 由于选铅作业添加的捕收剂乙硫氮会残余部分 在浮铅尾矿中， 因此锌粗选作业倾向于用弱捕收能 力的捕收剂。探索试验确定的选锌捕收剂为丁基黄 药乙硫氮， 质量配合比以1 ∶ 1， 锌粗选捕收剂丁基黄 药乙硫氮用量试验在硫酸铜用量为400 g/t， 2油为 12 g/t条件下进行， 试验结果见图8。 由图8可知， 随着丁基黄药乙硫氮用量的增加， 锌粗精矿锌作业回收率上升， 锌品位下降。综合考 虑， 确定丁基黄药乙硫氮用量为4040 g/t， 对应的锌 粗精矿锌品位为6.53、 锌作业回收率为75.54。 2. 2闭路试验 通过条件试验确定了磨矿细度和粗选药剂种类与 用量， 进而通过开路试验确定了精选方案， 在此基础上 进行了铅锌闭路浮选试验， 流程见图9， 结果见表6。 金属矿山2019年第7期总第517期 100 ChaoXing 由表6可知， 采用图9所示的流程处理铅品位为 1.47、 锌品位为1.93的矿石， 可以获得铅品位为 52.23、 含锌3.18、 铅回收率为74.81的铅精矿， 以 及锌品位为42.05、 含铅1.98、 锌回收率为85.83 的锌精矿， 较好地实现了铅锌的分离与回收。 3结论 （1） 内蒙古某低品位铅锌硫化矿石铅品位为 1.47、 锌品位为1.93， 铅、 锌均主要以硫化物相形 式存在， 主要金属矿物有铁闪锌矿、 方铅矿， 磁黄铁 矿和黄铁矿含量较高。方铅矿与铁闪锌矿间以及与 其他矿物间的共生关系密切， 方铅矿呈中微粒嵌 布， 粒度主要为0.64～0.01 mm， 铁闪锌矿呈细微粒 嵌布， 粒度主要为0.16～0.01 mm。 （2） 矿石在磨矿细度为-0.074 mm占80情况下 梁焘茂等 内蒙古某低品位铅锌硫化矿石铅锌浮选试验2019年第7期 101 ChaoXing ［1］ ［2］ ［3］ ［4］ ［5］ ［6］ ［7］ ［8］ ［9］ ［10］ ［11］ 采用1粗4精3扫流程选铅， 选铅尾矿1粗4扫选锌， 锌粗精矿再磨至-0.025 mm占90情况下经4次精 选， 最终获得铅品位为52.23、 含锌3.18、 铅回收率 为74.81的铅精矿， 锌品位为42.05、 含铅1.98、 锌回收率为85.83的锌精矿， 较好地实现了铅锌的 分离与回收。 参 考 文 献 Mohr S， Giurco D， Retamal M， et al.Global projection of lead-zinc supply from known resources ［J］ .Resources， 2018 （1） 17. 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