会理难选铅锌矿石电位调控抑锌浮铅优先浮选新工艺.pdf

第5 8 卷第3 期 2006 年8 月 有色金属 N o n f e l T O U SM e t a l s V 0 1 ．5 8 ，N o ．3 A u g u s t 2006 会理难选铅锌矿石电位调控 抑锌浮铅优先浮选新工艺 罗仙平1 ，一，王淀佐3 ，孙体昌1 1 ．北京科技大学，北京 10 0 0 8 3 ；2 ．江西理工大学，江西赣州3 4 10 0 0 ；3 ．中国工程院，北京10 0 0 3 8 摘要研究会理锌矿难选铅锌硫化矿电位调控抑锌浮铅优先浮选分离新工艺。用石灰作矿浆p H 和电位的调整剂与稳定 剂，在矿浆p H 为1 1 ．8 8 ～1 2 ．2 l ，矿浆电位在一2 5 2 - - 一2 7 2 m V 的条件下，以乙硫氮 N ，N ．二乙基二硫代氨基甲酸钠 作铅矿物的捕收 剂． Z a S 0 4 N a 2 S 0 3 组合药剂强化抑制锌矿物等实现铅锌优先浮选分离，取得较好的生产指标。铅精矿P b 品位6 5 ．2 1 ％，回收率 5 2 ．3 0 ％；锌精矿z n 品位5 6 ．4 8 ％。回收率8 4 ．8 5 ％。与原生产工艺相比，铅精矿铅品位与回收率分别提高了1 3 ．2 7 ％和5 ．7 6 ％，锌精 矿锌的品位与回收率分别提高了0 ．2 8 ％和2 ．2 8 ％，选矿药剂成本降低约2 元／t ．矿，每年可产生经济效益约1 2 3 4 万元。 关键词选矿工程；铅锌分离；电位调控浮选；优先浮选；组合抑制剂 中图分类号T D 9 2 3 ．7 ；T D 9 5 2文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 6 0 3 0 0 9 4 0 5 四川会理锌矿选矿厂是一座处理能力为 1 0 0 0 t ／d 的中型铅锌选矿厂。最先选厂采用优先浮 选一铅锌重选分离工艺，生产铅精矿、锌精矿和铅锌 混合精矿三种产品[ 卜3 I 。由于原矿性质复杂，所选 流程对矿石性质不适用，选别指标较差，企业的经济 效益受到严重影响。1 9 9 4 年采用等可浮流程，选别 指标得到提高MJ ，但自1 9 9 6 年以来因矿石性质又发 生了变化，选别指标下降，到1 9 9 7 年，铅、锌的回收 率分别只有4 4 ．6 6 ％和7 9 ．4 3 ％，且铅、锌精矿中铅 锌互含严重，影响销售。为此研究会理锌矿的矿石 性质并探索铅锌分离新工艺，以提高铅、锌精矿质量 及铅、锌回收率。 经过探索，开发出抑锌浮铅优先浮选分离新工 艺，以 Z n S 0 4 N a 2 S 0 3 作锌矿物抑制剂，乙硫氮作 铅矿物捕收剂，控制矿浆p H1 1 ．8 ～1 2 ．2 ，矿浆电位 ⋯2 5 2 2 7 2 m V 。新工艺在会理锌矿选矿厂的实 践表明，工艺流程大为简化，过程稳定，易于操作与 监控，对矿石适应性强，选矿指标得到较大幅度提 高。所采用的药剂与原生产工艺 等可浮流程工艺， 下同 相比，更有利于矿山的环境保护及清洁生产， 且药剂成本可降低约2 ／t 一矿，具有显著的经济效 益、社会效益与环境效益。 收稿日期2 0 0 5 一0 4 一1 4 基金项目江西省自然科学基金资助项目 0 4 5 0 0 6 8 作者简介i 罗仙平- 1 9 7 3 一 ，男，湖北仙桃市人，副教授，博士，主要 从事矿有色金属选冶理论与工艺等方面的研究。 1 原矿性质及特点 1 ．1 矿体构造与矿物组成 会理锌矿矿体赋存于震旦系灯影组中段上部白 云岩中，矿体的主要围岩为硅质、砂质、结晶、条带状 硅质白云岩等碳酸盐岩石。矿石类型比较复杂，主 要有块状、角砾状、细脉浸染状和网脉细脉状矿石， 其中以细脉浸染状为主，约占全部矿石的6 5 ％。 矿石中金属硫化矿物有闪锌矿、铁闪锌矿、方铅 矿、黄铁矿、黄铜矿、银黝铜矿、硫锑银铜矿、深红银 矿等。金属氧化矿物有菱锌矿、白铅矿、硅锌矿与异 极矿、褐铁矿、磁铁矿、菱铁矿、金红石等。脉石矿物 主要是方解石、白云石、绢云母、石英、绿帘石、蛇纹 石等。原矿含铅1 ．0 ％～1 。5 ％、锌7 ％～1 0 ％。 1 ．2 矿石性质及特点 1 目的矿物金属硫化矿种类较多，有方铅矿、 闪锌矿、铁闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、银黝铜矿、硫锑 铜银矿、深红银矿等。 2 矿石受到一定程度的氧化，铅和锌的氧化率 分别为1 0 ％与1 2 ％左右。矿石由于氧化而泥化，如 原矿磨至一0 ．0 7 4 m m 占8 3 ％时，一0 ．0 1 0 m m 粒级 占3 1 ．3 0 ％。细粒级的铅、锌矿物可浮性变差，而细 粒脉石更恶化了浮选过程，影响精矿质量。 3 矿物氧化产生的铅离子对闪锌矿产生活化 作用，使一部分闪锌矿易浮游而难抑制。优先选铅 时，仅采用一般的抑制剂，很难达到完全抑制锌矿物 的目的。 万方数据 第3 期罗仙平等会理难选铅锌矿石电位调控抑锌浮铅优先浮选新工艺9 5 4 铅锌矿物嵌布关系复杂，方铅矿除单独的晶 体或与闪锌矿连晶外，还呈微细粒嵌布于闪锌矿或 脉石中。闪锌矿以单体或与方铅矿连晶嵌布于脉石 中，常见闪锌矿中有微、细粒方铅矿、黄铜矿与细粒、 细脉状银矿物，这一方面使铅锌矿物相互间单体解 离困难，也使得一部分闪锌矿由于其中含有方铅矿 而可浮性提高。． 5 方铅矿的嵌布粒度比闪锌矿物细，为粗、中、 细不均匀嵌布。当磨矿细度为一0 ．0 7 4 m m 占8 3 ％ 时，方铅矿的解离度为8 8 ．6 ％，其中 0 ．0 7 4 m m 粒 级单体仅为5 6 ．5 ％。当粗精矿再磨至一0 ．0 3 8 m m 占9 5 ％时，方铅矿和闪锌矿的解离度才上升至 9 8 ．0 ％。 会理锌矿矿石特性使得铅锌分离难度很大，只 有采取综合措施，才能实现分离。 2实验方法 2 ．1 铅锌分离新工艺的确定 会理锌矿选矿厂以往的工艺流程都没能实现铅 锌彻底分离，原因主要有三个方面。一是原矿性质 复杂，铅锌分离难度较大。由于矿石中的方铅矿比 闪锌矿的嵌布粒度细，且呈粗细不均匀嵌布，同时方 铅矿中嵌布有较细的闪锌矿，闪锌矿中嵌布有较细 的方铅矿，要实现铅锌单体解离，必须要适度细磨。 二是对铅锌矿石各自浮选适宜的条件认识不是很充 分，通常认为方铅矿可浮的p H 值范围是9 左右，超 过这个p H 值范围，方铅矿将被抑制。实际情况并 非如此，探索性试验表明矿浆p H 值 或矿浆电位 与方铅矿的可浮性之间有一定的相关性，只要其他 条件匹配，即使在较高p H 值 或较低矿浆电位 下 方铅矿经一次粗选仍有7 0 ％左右的回收率。三是 没有重视矿物氧化产生的铅离子对闪锌矿产生的活 化作用，经活化后的闪锌矿采用一般的抑制剂很难 实现完全抑制。基于上述分析及探索性试验结果， 决定仍采用优先浮选流程，采取如下强化分离措施 细磨；采用新型高效锌矿物抑制剂在较高p H 值 或 较低矿浆电位 条件下抑锌浮铅；选择与较高p H 值 或较低矿浆电位 条件相匹配的铅矿物捕收剂，强 化铅矿物的回收。 2 ．2 试样 实验室试验用试样由会理锌矿生产技术部提 供，根据矿石类型、构造部位、岩性特征按比例刻槽 采取，以保证样品的代表性。按实验室制备试样的 标准程序将试样碎至一2 m m 后，以每袋l k g 分装， 置于干燥箱中保存，以避免氧化。 2 ．3 实验室浮选试验 试验使用X M Q 一2 4 0 9 0 锥形球磨机磨矿， X F D 系列单槽和X F G 系列挂槽浮选机浮选。试验 用水为自来水，试验试剂除捕收剂、起泡剂为工业级 外，其他均为分析纯。单元试样质量1 0 0 0 9 ，磨矿细 度为一0 ．0 7 4 m m 占8 3 ％。 矿浆p H 与矿浆电位用哈纳p H 2 1 1 A 型酸度离 子计测定，所配电极为H l l l 3 1 B 玻璃复合电极。 2 ．4 工业试验与工业生产 在实验室试验找到铅一锌电位调控浮选分离最 佳条件的基础上，在会理锌矿选矿厂磨浮车间进行 工业试验，试验结束后立刻转入正常工业生产。工 业试验与工业生产都采用北京矿冶研究总院研制的 在线式9 3 ．1 A 型工业酸度计进行矿浆p H 与矿浆电 位的监控。 3 试验结果及分析 3 ．1 选铅矿浆p H 与矿浆电位的影响 铅粗选的流程及药剂条件如图1 所示，其中石 灰用作矿浆p H 和矿浆电位的调整剂与稳定剂，乙 硫氮用作铅矿物捕收剂，石灰用量对铅选别效果及 铅浮选过程中矿浆p H 和电位的影响见表1 。 锚粗选 铅精矿尾矿 图1 铅粗选流程与药剂条件 F i g ．1 F l o w s h e e ta n dr e a g e n tr a t eo fP br o u g h e rt e s t 由表1 可知，随石灰用量增大，矿浆p H 升高， 电位下降，同时铅粗精矿中铅品位与回收率逐步提 高，锌含量却越来越低。当石灰用量大于5 k g ／t 后， 矿浆p H 在1 1 ．8 8 ～1 2 ．2 l 窄幅变化，矿浆电位亦稳 定在⋯2 5 22 7 2 m V 。此时，铅浮选回收率达到最 大值，铅粗精矿中锌含量也达到最低值。可见，方铅 矿浮选的电位与矿浆p H ，正好是锌矿物被较好抑制 的电位与矿浆p H 。由表1 也可见，单纯采用石灰作 矿浆p H 和电位的调整剂与稳定剂，所得铅粗精矿 万方数据 有 色金属第5 8 卷 中锌杂质含量均较高，显然，要实现铅锌优先浮选分离，必须要考察锌矿物的高效抑制剂。 表1不同石灰用量时矿浆的p H 和电位与相应的铅选别结果 T a b l e1E f f e c to fl i m ed o s a g eo np u l pp H ，p o t e n t i a la n dP br o u g h e rs e p a r a t i o n 3 ．2 锌矿物抑制剂的选择 在矿浆p H 为1 1 ．8 8 ～1 2 ．2 1 ，矿浆电位在一2 5 2 ～一2 7 2 m V 的条件下，采用乙硫氮作铅矿物的捕收 剂，考察不同抑制剂方案对铅粗选的影响，结果见表 2 。由表2 可见，单纯采用Z n S 0 4 与 Z n S 0 4 N a z C O ， 组合作抑制剂均不能对锌矿物进行有效抑 制，而组合抑制剂 Z n S 0 4 N a 2 S 0 3 能有效实现对 锌矿物的抑制，其用量以1 8 0 0 9 ／t 为宜。 表2 不同抑制剂对铅粗选的影响 T a b l e2E f f e c to fd e p r e s s a n t so nP br o u g h e rs e p a r a t i o n 3 ．3 浮选铅捕收剂的选择 采用 Z n S 0 4 N a 2 S 0 3 作锌矿物的抑制剂，在 矿浆p H 为1 1 ．8 8 ～1 2 ．2 1 ，矿浆电位在一2 5 2 ～一 2 7 2 m V 的条件下，考察不同捕收剂方案对铅粗选的 影响，结果见表3 。由表3 可见，单纯采用乙硫氮作铅 矿物捕收剂，其选择性要比丁黄药、苯胺黑药及 乙硫 氮 丁黄药 组合要强，且适宜的药剂用量为5 0 9 ／t 。 表3 不同捕收剂对铅粗选的影响 T a b l e3E f f e c to fc o l l e c t o r so nP br o u g h e rs e p a r a t i o n 3 ．4 全流程闭路试验 在开路试验基础上，进行了电位调控抑锌浮铅 优先浮选分离的全流程闭路试验，闭路流程选铅为 一粗二扫四精，选锌为一粗二扫一精，中矿循序返 回，结果见表4 。 全流程闭路试验结果表明，采用电位调控抑锌 浮铅优先浮选分离工艺可获得含铅7 4 ．9 4 ％、含锌 5 ．1 9 ％、铅回收率6 6 ．8 1 ％的铅精矿和含锌5 7 ．0 ％、 含铅1 ．0 9 ％、锌回收率8 6 ．7 2 ％的锌精矿。这一指 标与此前该矿生产指标最好的1 9 9 9 年度相比，精矿 质量与主金属回收率均有显著提高。 3 ．5 工业试验与工业生产结果 在生产现场对石灰添加系统与相关管道工程改 造后进行了工业试验，随后转入工业生产。工业试 验与生产指标见表5 ，工业生产阶段省去了原工艺 中的两段铅锌分离扫选作业，缩短了浮选流程，节省 了电耗，减少了药剂用量，选矿药剂成本可降低2 元 ／t 一矿左右。 由表5 可见，新工艺不仅能得到高质量的铅锌 合格精矿，而且铅锌精矿中主金属的回收率都有一 万方数据 第3 期罗仙平等会理难选铅锌矿石电位调控抑锌浮铅优先浮选新工艺9 7 定程度的提高。新工艺工业应用时间近4 年，处理 了多种类型的矿石，工艺指标波动较小，生产稳定可 表4 小型闭路试验结果 T a b l e4R e s u l t so fl a b ．s c a l ec l o s e dc i r c u i tt e s t 产品产率／％ 品位／％回收率／％ 浮选条件 0 ．6 7 选P b 磨矿细度7 4 u r n 占8 3 ％，C a O 8 6 ．7 25 k g A Z n ．．S 0 4lN a 2 S 0 3 3 k g p ．H 亿s - 凇，瑟粉靠石。2 耋芸看置紊 表5电位调控铅锌优先浮选分离工艺与原工艺生产指标对比 T a b l e5 C o m p a r i s o no fp o t e n t i a l - c o n t r o l l e dp r e f e r e n t i a lf l o t a t i o nt e c h n o l o g yo fz i n cd e p r e s s i n ga n dl e a df l o t a t i o n t Oo r i g i n a lf l o t a t i o np r o c e s si nc o m m e r c i a lo p e r a t i o ni n d e x e s 靠。据测算，新工艺每年可产生直接经济效益约 1 2 3 4 万元。 4结论 会理锌矿难选铅锌硫化矿电位调控抑锌浮铅优 先浮选分离新工艺，用石灰作矿浆p H 和电位的调 整剂与稳定剂，在矿浆p H 为1 1 。8 8 ～1 2 ．2 1 ，矿浆电 位在一2 5 22 7 2 m V 的条件下，以乙硫氮作铅矿 物的捕收剂， Z n S 0 4 十N a 2 S 0 3 组合药剂强化抑制 锌矿物等实现铅锌优先浮选分离，取得较好的生产 参考文献 指标。铅精矿P b 品位6 5 ．2 1 ％，回收率5 2 ．3 0 ％；锌 精矿Z n 品位5 6 ．4 8 ％，回收率8 4 ．8 5 ％。与原生产 工艺相比，铅精矿铅的品位与回收率分别提高了 1 3 ．2 7 ％和5 ．7 6 ％，锌精矿锌的品位与回收率分别 提高了0 ．2 8 ％和2 ．2 8 ％，选矿药剂成本降低2 元／ t ．矿左右，每年可产生经济效益约1 2 3 4 万元。新工 艺浮选过程稳定，易于操作与监控，指标可靠，对矿 石适应性强，所采用的药剂与原生产工艺采用的药 剂相比，更有利于矿山环境的保护及清洁生产。 [ 1 ] 彭元胜．浅谈会理锌矿选矿工艺流程的设计[ J ] ．有色金属设计，1 9 8 9 ， 1 1 8 2 l ，1 4 ． [ 2 ] 彭元胜．浅谈会理锌矿的选矿设计【J ] ．有色金属设计，1 9 9 1 ， 1 1 一1 2 ． [ 3 ] 罗洪涛．会理锌矿铅锌分离现状及发展方向[ J ] ．云南冶金，1 9 9 9 ，2 8 5 1 0 1 3 ，2 2 ． [ 4 ] 高新章，李风楼．会理锌矿铅锌分离研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，1 9 9 5 ， 4 1 5 ，1 8 ． [ 5 ] L U OX i a n p i n g ，Q U ES h i p e n g ，Q I UT i n g - s h e n g ，e ta 1 ．E x p e r i m e n t a ls t u d y0 1 3 ．i m p r o v e m e n to fs e p a r a t i o no fl e a df r o mz i n ci n r e f r a c t o r yd r e s s i n gl e a d z i n co r e [ C ] ／／P r o c e e d i n g so fI n t e r n a t i o n a lS y m p o s i u m0 nP o l l u t i o nC o n t r o l ＆R e u t i l i z a t i o no fS o l i d W a s t e s ’2 0 0 1 ．C h a n g s h a ，C h i n a C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t yP r e s s ，2 0 0 1 2 6 4 2 6 9 ． [ 6 ] 罗仙平，邱廷省，严志踢，等．会理锌矿铅锌浮选分离新工艺研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 2 ， 3 1 4 ． 盯叭他“m ∞挎∞凹爻卯L蛳咖拼M _ 二叭拱棚写|卜怕醛 矿矿矿 精精 铅锌尾 万方数据 有色金属第5 8 卷 N o v e lP b - Z nS e p a r a t i o nP r o c e s so fP bP r e f e r e n t i a lF l o t a t i o nw i t hZ i n cD e p r e s s i n gb yP o t e n t i a l C o n t r o l l e dF l o t a t i o nf o rI n t r i c a t eP b - Z nS u l p h i d eO r ef r o mH u i l iL e a d - z i n cM i n e L U O X i a n p i n 9 1 ”，W A N GD i a n Z U 0 3 ，S U NT i c h a n 9 1 1 ．U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n d o g 斟B e i j i n g ，B e i j i n g1 0 0 0 8 3 ，C h i n a ；2 ．J i a n g x iU n i v e r s i t y o f S c i e n c ea n dT e c h t m l o g y ，G a n z l w u3 4 1 0 0 0 ，J i a n g x i ，C h i n a ；3 ．T h e C h i n e s e A c a d e m yo y ’E n g i r m e r i n g ，1 3 e i j i n g1 0 0 0 3 8 ，C h i n a A b s t r a c t T h ef l o t a t i o ns e p a r a t i o no fg a l e n af r o ms p h a l e r i t ea n dm a r m a t i t eb yu s i n gp o t e n t i a l - - c o n t r o l l e df l o t a t i o nt e c h n o l o g yf o rr e f r a c t o r yd r e s s i n go r ef r o mH u i l iL e a d z i n cM i n ei si n v e s t i g a t e d ．T h es e p a r a t i o no fP b Z na n de x c e l l e n tt e c h n i c a li n d e x e sa r ea c h i e v e du n d e rt h ec o n d i t i o no fp H 11 ．8 ～1 2 ．2a n dt h ep u l pp o t e n t i a l 一2 5 2 2 7 2 m Vw i t hl i m ea sr e g u l a t o ra n ds t a b i l i z e ro fp Ha n dp u l pp o t e n t i a l ，D D T C d i e t h y ld i t h i o c a r b a m a t e ，a c r o n y m f o rD D T C a sg a l e n af l o t a t i o nc o l l e c t o ra n dZ n S 0 4 N a 2 S 0 3a sc o m b i n e df l o t a t i o nd e p r e s s a n to fs p h a l e r i t ea n d m a r m a t i t e ．T h eP ba n dZ ng r a d ea n dr e c o v e r yi nL e a dc o n c e n t r a t ea n dZ i n cc o n c e n t r a t ea r e6 5 ．21 ％a n d 5 2 ．3 0 ％，5 6 ．4 8 ％a n d8 4 ．8 5 ％，r e s p e c t i v e l y ．A n dt h e ya r ei n c r e a s e db y1 3 ．2 7 ％a n d5 ．7 6 ％，O ．2 8 ％a n d 2 ．2 8 ％，r e s p e c t i v e l y ．T h eo p e r a t i o nc o s tf o rr e g e n t si sr e d u c e df o ra b o u t 2 ／t o r e ，a n dt h ee c o n o m i c a lp r o f i ti s p r o b a b l y1 2 ．3 4 M a n n u a l l y ． K e y w o r d s m i n e r a lp r o c e s s i n g ；l e a d z i n cs e p a r a t i o n ；p o t e n t i a l c o n t r o l l e df l o t a t i o n ；p r e f e r e n t i a lf l o t a t i o n ； c o m b i n e dd e p r e s s a n t 上接第8 4 页，C o n t i n u e df r o mP 。8 4 E f f e c t so fG r i n d i n gM e d i ao nS u r f a c eP r o p e r t i e sa n dF l o t a t i o nB e h a v i o u ro fG a l e n a H EF a ．3 m 1 一，S U NC h u a n y a 0 2 ，S O N GL e i 2 1 ．N o r t h e a s t e r nU n i v e r s i t y ，S h e n y a n g11 0 0 4 4 ，C h i n a ； 2 ．B e O i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 0 0 4 4 ，C h i n a A b s t r a c t T h ee f f e c t so fg r i n d i n gm e d i ao ns u r f a c ep r o p e r t i e sa n df l o t a t i o np e r f o r m a n c eo fg a l e n aa r ei n v e s t i g a t e db y m e a n so fS E M ．X P Sa n df l o t a t i o ne x p e r i m e n t ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h e r ee x i s tg r e a td i f f e r e n c e si ns u r f a c e m o r p h o l o g y ，o x i d a t i o ns p e c i e sa n df l o t a t i o nb e h a v i o ro fg a l e n ag r o u n dw i t hc e r a m i co ri r o nm e d i a ．G r i n d i n g w i t hc e r a m i cm e d i ai sb e n e f i c i a lt of l o t a t i o no fg a l e n a ，t h em u c hb e t t e rf l o t a t i o ne f f e c tt h a nt h a tg r i n d i n gw i t h i r o nm e d i ai sa c h i e v e d ．T h eh i g hh y d r o p h i l i c i t ya n dl O Wf l o t a t i o nr e c o v e r yo fg a l e n ag r o u n dw i t hi r o nm e d i aa r e m a i n l yr e s u l t e df r o mh i g hs u r f a c er o u g h n e s sa n ds e r i o u sc o r r o s i o na n de x i s t e n c eo fap l e n t yo fa m o r p h o u sa n d h y d r o p h i l i cP b S 0 4a n dF e 0 0 H ． K e y w o r d s m i n e r a lp r o c e s s 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