江西某铅锌矿选矿试验研究.pdf

2 0 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第2 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ，j j s s n ．1 6 7 1 9 4 9 2 ．2 0 1 5 ．0 2 ．0 0 5 江西某铅锌矿选矿试验研究 黄军，吴师金 江西省地质调查研究院，南昌3 3 0 0 3 0 摘 要从矿石的工艺矿物学研究出发，在查明矿石的化学成分、主要矿物组成以及嵌布特征的基础上，依据矿石 特性，采用优先浮选的原则流程进行选矿试验，从含铅2 ．1 2 ％、锌2 ．8 9 ％的原矿中获得产率2 ．7 2 ％、品位7 3 ．7 6 ％、回收率 为9 5 ．9 2 ％的铅精矿和产率为4 ．1 2 ％、品位5 9 ．7 5 ％、回收率为9 0 ．0 4 ％的锌精矿。原矿中银、镉主要富集在铅精矿与锌精矿 中，银、隔得到了综合回收。 关键词铅锌矿；优先浮选；条件试验 中图分类号7 r D 9 5 2 ．2 ；T D 9 5 2 ．3 ；T D 9 2 3 ．7 文献标志码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 5 0 2 枷2 0 - 0 5 R a 泐r c h 伽M i m r a lP r o c 嘲i n go faL e a d _ Z i 眦O 聆f r o mJ i a I 唱圃 m 硝2 、思妇，l ，册鼢彬n G e o z 唰S u 九，吲。厂m n 嘲贼m I ，z n c e ，Ⅳc m c k 叼3 即惦D ，C A { n 彩 A b s t r 躯t T h i sp a p e rs h o w st h er e s e a r c ho nt h ee x p e r i m e n to fr e c o v e r i n gl e a d 锄dz i n cw i t hn o t a t i o n t e c h n o l o 擘了f 而mal e a d z i n co r ef 而mJ i a n 9 【i ， w h i c ha d o p t e dt h el e a d z i n cs e l e c t i v en o t a t i o nn o w s h e e ta n d g o tt h er e s u l t st I l a t7 3 ．7 6 ％o fl e a di n c l u d e di nt h el e a dc o n c e n n 眦e 衍t h ’av i e l do f4 ．1 2 ％柚dr e c o v e r yo f 9 5 ．9 2 ％a n d5 9 ．7 5 ％o fz i n ci n c l u d e di nt h ez i n cc o n c e n t m t e 衍t har e c o v e r vo f9 0 ．0 4 ％．’I h es i l v e ra I l d c a d m i u mi no r eh a v eb e e nr e c o v e r e dc o m p r e h e n s i v e l y ． K e yw O r d - s l e a d - - z i n co r e ；s e l e c t i v en o t a t i o n ；c o n d i t i o n a le x p e r i m e n t 铅、锌是人类从铅锌矿石中提炼出来的较早的 金属之一，铅锌广泛用于电气、机械、军事、冶 金、化学、轻工和医药业等领域[ 1 ] 。 江西某铅锌矿属于铅锌硫化矿，含铅2 ．1 2 ％、 锌2 ．8 9 ％，铅、锌为矿石中有价元素。银2 2 ．6 加、 镉0 ．0 1 4 ％，已达到工业要求的指标。该矿石中的 金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿，其次为黄铁矿、 磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿以及微量黄铜矿；非金属 矿物主要为石英、方解石、绿泥石、绢云母等。工 业矿物种类简单，只有方铅矿和闪锌矿两种，但工 业矿物因交代作用，使闪锌矿与方铅矿之间，闪锌 矿、方铅矿与磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿之间的相对 粒度大小、空间关系及接触形态特征等嵌镶关系较 为复杂，使工业矿物的解离性较差。对江西某铅锌 矿进行了工艺矿物学研究和选矿流程试验，采用优 收稿日期2 0 1 4 0 2 一1 8修回日期2 0 1 5 一O l 一1 2 作者简介黄军 1 9 8 4 一 ，男，湖南长沙人，工程师。 先浮选方案取得了较好的选别指标，为该矿资源开 发利用提供了重要的技术依据。 1矿石性质 矿石中的铅以方铅矿形式存在，方铅矿多为他 形晶粒状，少数为半自形、自形晶粒状。方铅矿的 粒度范围很宽，各种粒度的方铅矿的含量大致接 近，属粗细粒不均匀嵌布，因此这种类型的矿石很 难确定合理的磨矿细度。方铅矿广泛地沿闪锌矿粒 间、裂隙进行交代，形成各种交代结构，使其接触 界面参差不齐构成不规则毗连嵌镶，相互包裹，所 以方铅矿与闪锌矿较难解离。方铅矿与磁铁矿、赤 铁矿、黄铁矿的嵌镶类型以规则的毗连嵌镶为主， 有少量的包裹嵌镶。 矿石中的锌以闪锌矿的形式存在，呈他形晶粒 万方数据 2 0 1 5 年第2 期黄军等江西某铅锌矿选矿试验研究 2 1 状。闪锌矿的工艺粒度属于粗粒不均匀类型，粒度 范围较宽，但以粗粒为主。闪锌矿与方铅矿的连生 是一种两个矿物颗粒大小相差较大的连生，其中以 闪锌矿的粒度大、方铅矿的粒度小的连生类型为 多。两相互连生的矿物，在相同条件下，大颗粒矿 物的解离性比小颗粒矿物的解离性好，所以，同一 磨矿细度，闪锌矿已达到解离的要求，而方铅矿尚 未达到解离的要求。闪锌矿中含铁量较高，大部分 的铁包裹于闪锌矿中，呈微细粒状的磁铁矿、赤铁 矿、黄铁矿的状态存在。 经光学显微镜鉴定，矿石中未见银矿物存在， 银主要富集于方铅矿中。因此只有赋存于方铅矿的 银才有利用价值，随同方铅矿一起进人铅精矿而计 价，赋存于非金属矿物、闪锌矿及黄铁矿中的 2 4 ．0 2 ％的银无利用价值。矿石中未见有独立存在的 镉矿物，镉主要富集于闪锌矿中，矿石中有 9 4 ．5 7 ％的镉赋存于闪锌矿。因此矿石中的银与镉都 将随方铅矿与闪锌矿同步富集。 原矿多元素分析结果见表1 ，原矿中铅物相分 析结果见表2 ，原矿中锌物相分析结果见表3 。原 矿多元素分析结果表明，原矿铅、锌含量达到工业 品位要求，银、镉等伴生有益组分可供综合利用， 其它组分在目前经济技术条件下不具有工业价值。 铅、锌物相分析结果表明，矿石中铅、锌主要以硫 表1原矿多元素分析结果 T a b l e1M u l t i e l e m e n ta n a l v s i sr e s u l t so fm n o f - m i n eo r e／％ 成分 P bz n C uSA s F e C d F№O S i 0 2T i 0 2 C a 0A g A u ”烧失 含量2 ．1 22 ．8 9O ．0 0 5 62 ．1 4O ．0 0 2 21 1 ．1 2 O ．0 1 4 O ．0 4 21 ．9 04 5 ．6 2 0 ．4 27 ．3 82 2 ．6 o ．0 54 ．7 4 1 单位为趴，下同。 表2 T a b l e 相别 含量 占有率 铅物相分析结果 2 A n a l y s i sr e s u l t so fl e a dp h a s e ／％ 总铅 2 ．0 7 6 1 0 0 ．O 方铅矿铅矾白铅矿磷氯铅矿铅铁钒中铅 2 ．0 60 ．0 0 3O ．0 0 60 ．0 0 60 ．0 0 l 9 9 ．2 3O ．1 4O ．2 9O ．2 9O ．0 5 表3 T a b l e 相别 含量 占有率 锌物相分析结果 3 A n a l y s i sr e s l l l t so fz i n cp h a s e ，％ 总锌 2 ．8 7 l 1 0 0 ．O 硫化锌硫酸锌氧化锌其它锌 2 ．8 30 ．0 0 10 ．0 3 80 ．0 0 2 9 8 ．5 7O ．0 31 ．3 3O ．0 7 化物形式存在，适合于采用浮选法回收。 2 选矿试验研究 硫化铅锌矿常用的浮选原则流程有优先浮选、 混合浮选和等可浮选三种。无论采用哪一种原则流 程都会遇到铅锌分离和锌硫分离的问题，分离的关 键是合理的选用调整剂。通过前期的探索性试验， 确定采用乙硫氮作为铅的浮选捕收剂，丁基铵黑药 作为锌的浮选捕收剂，石灰作为黄铁矿的浮选抑制 剂，硫酸锌作为锌的浮选抑制剂，硫酸铜作为锌的 活化剂，采用优先浮选的原则流程进行铅锌分离试 验㈨] ，并进行了一系列的条件试验。 2 ．1 磨矿细度试验 磨矿细度是影响选矿指标和选矿成本的主要因 素之一，磨矿的根本目的在于使铅锌矿物单体充分 解离，为此进行了磨矿细度试验确定本矿适宜的磨 矿细度，磨矿细度试验结果见图1 。从图1 可见， 随着磨矿细度增加铅和锌的回收率逐渐提高，进入 铅精矿中的锌和进入锌精矿中的铅分别逐渐减少。 说明本矿磨矿细度越细铅锌矿物解离越充分，越有 利于分选。综合考虑，铅锌粗选磨矿细度以一7 4 斗m 占8 5 ％为宜。 膊矿细度 一7 4 m 含量 ／％ 图1 磨矿细度试验结果 F i g ．1 R e s u l t so f 咖n d i n gf i n e n e s st e s t 2 ．2 铅浮选条件试验 一般情况下，方铅矿的可浮性优于闪锌矿，所 以常用抑锌浮铅的方法，浮铅选用选择性好的乙硫 氮作捕收剂，硫酸锌作为锌矿物的抑制剂，石灰作 为调整剂。 2 ．2 ．1 石灰用量试验 由于该矿石含黄铁矿较高，石灰作为黄铁矿的 抑制剂，以其价廉、易得、无毒等特点在选矿生产 实践中得到广泛应用[ 川。在磨矿细度一7 4 斗m 占 8 5 ％的条件下，进行了石灰用量试验，其结果见图 2 。从图2 中可见，随着石灰用量增加，铅粗精矿中 万方数据 2 2 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第2 期 锌的上浮量逐渐减少，锌的回收率逐渐提高。兼顾铅 的回收率，铅粗选石灰用量以1 ．0 ～1 ．5k 矾较好。 右灰用量／ k g 。一} 图2 石灰用量试验结果 F i g ．2 R e s u l t so fl i m ed o s a g et e s t 2 ．2 ．2 硫酸锌用量试验 通过硫酸锌 碳酸钠、硫酸锌 亚硫酸钠与单独 使用硫酸锌试验比较，锌抑制剂最终以单独使用硫 酸锌效果最佳池15 | ，试验结果如图3 所示。从图3 可见，随着硫酸锌用量增加铅粗精矿中锌上浮量逐 渐减少，锌在铅尾矿中的回收率不断上升，而铅在 铅粗精矿中的回收率有所下降，欲获得较好的选别 指标，硫酸锌用量必须大于1 ．5k 趴。 硫酸锌用量／ k g t “ 图3 硫酸锌用量试验结果 F i g ．3 R e s u l t s0 fz i n cs u h t ed o s a g et e s t 2 ．2 ．3 乙硫氮用量试验 根据类似矿山的实践经验，经过探索性试验， 确定乙硫氮为本矿石铅矿物的浮选捕收剂，并在磨 矿细度为一7 4 斗m 占8 5 ％、石灰用量为1 ．0k ∥t 、 硫酸锌用量为1 ．5k 加的固定条件下，进行了用量 试验，结果见图4 。从图4 中可见，随着乙硫氮用 量增加铅的回收率不断提高，当其用量增至4 0g ／t 时，铅的回收率达到一个平台；但是，铅精矿中锌 的上浮量亦随乙硫氮用量增加而增加，即锌在铅尾 矿中的回收率随乙硫氮用量增加而降低。综合分 析，铅粗选乙硫氮用量以4 0 趴为宜。 2 ．3 铅粗精矿精选试验 根据镜下观察，铅粗精矿中除铅矿物外，主要 冰 、 褂 擎 国 乙硫氮用量／ g ‘l “ 图4 乙硫氮用量试验结果 F i g ．4 R e s u l t so fS N 一9 ’d o s a g et e s t 为闪锌矿、黄铁矿和脉石。精选的目的旨在排除这 些锌、硫矿物和脉石，以获得品位大于5 0 ％的合格 铅精矿。为了确定适合于本矿石的铅精选条件，分 别进行了铅粗精矿直接精选和再磨精选试验。 2 ．3 ．1 铅粗精矿直接精选试验 根据铅粗精矿组成矿物的特性，在铅粗选试验 的基础上，仍选择石灰和硫酸锌作为铅精选硫、锌 矿物的抑制剂，对铅粗精矿进行了直接精选试验。 试验中，即使在精选I 硫酸锌用量高达10 0 0 鼽 原矿、精选Ⅱ高达5 0 0 加原矿的条件下，铅粗精 矿采用两次直接精选，所获铅精矿虽然铅品位高达 5 7 ．1 7 ％，但铅精矿含锌量为1 2 ％以上，锌含量严 重超标。试验结果表明，由于本矿石铅锌共生关系 密切，方铅矿中普遍嵌布着微细粒状的闪锌矿，在 一般磨矿细度条件下难以解离，因而铅粗精矿采用 直接精选流程难以获得含锌量较低的合格铅精矿， 并且将影响锌的最终回收率。 2 ．3 ．2 铅粗精矿再磨精选试验 针对本矿石铅矿物与锌矿物共生密切，铅锌矿 物解离性差的特点，在直接精选试验的基础上，进 行了粗精矿再磨细度试验，试验结果表明，矿石铅 粗精矿再磨精选效果比不磨直接精选明显要好，所 获得铅精矿含锌量大幅下降，且随着磨矿细度增 加，由于铅矿物与锌矿物解离愈充分，精选所获铅 精矿铅品位越高、含锌量越低。当铅粗精矿再磨细 度一3 7 斗m 占9 9 ．4 1 ％时，两次精选所获铅精矿铅品 位为6 9 ．1 7 ％、含锌量为7 ．1 5 ％。 2 ．4 锌浮选条件试验 铅浮选时，为了强化铅与锌的有效分离，添加 了锌的抑制剂，致使锌受到了强烈的抑制，必需活 化后才能浮选回收。试验采用硫酸铜作为锌浮选活 化剂，丁基铵黑药作为锌捕收剂进行试验。 2 ．4 ．1 硫酸铜用量试验 硫酸铜是锌浮选过程中很好的活化剂，在选锌 万方数据 2 0 1 5 年第2 期黄军等江西某铅锌矿选矿试验研究 2 3 时首先添加硫酸铜对矿石中的锌进行活化，然后加 入捕收剂对锌进行选别回收，硫酸铜用量试验结果 见图5 。从图5 中可见对锌的选别指标影响较大， 当硫酸铜用量为7 5g ，t 时，锌的作业回收率仅有 6 5 ．3 7 ％，增加一次扫选后，锌的作业回收率提高到 9 5 ．2 9 ％，此时硫酸铜实际用量为1 1 5g ，t ，对原矿 的回收率为7 0 ．1 5 ％，说明硫酸铜用量太少，因此 欲获得锌作业回收率达到9 5 ％左右的较好指标，硫 酸铜用量必须大于1 5 0 趴。 硫酸钳司用蛩“g ’c “ 图5 硫酸铜用量试验结果 F i g ．5 R e s u l t so fc o p p e rs u l f a t ed o s a g et e s t 2 ．4 ．2 丁基铵黑药用量试验 在固定硫酸铜用量为2 2 5 趴的条件下，进行 了丁基铵黑药用量试验，试验结果见图6 。从图6 中可见，在试验范围内，丁基铵黑药用量对选别指 标影响不太明显，其用量3 0 ～4 0g ，t 即可。 1 ．O O ．8 o ．6 蓬 祷 o ．4 兰 0 ．2 O ．0 2 【2 ，j Jj 4 】4 ， r 基铵_ } 9 } 药用继／【g f 。1 图6 丁基铵黑药用量试验结果 F i g ．6 R e s u l t so fa r 岫o n i u md i b u t y ld i t h i o p h o s p h a t e d o s a g et e s t 2 ．5 锌粗精矿精选试验 锌粗选段所获锌粗精矿的锌品位为3 0 ％左右， 必须采用精选排除其中的脉石等杂质矿物才能达到 合格锌精矿质量标准要求。为此，进行了精选试 验。锌粗精矿经过两次空白精选，所获锌精矿品位 为5 1 ．4 0 ％，锌的作业回收率为9 9 ．1 l ％；经过三次 空白精选，所获锌精矿品位为5 3 ．6 2 ％，锌的作业 回收率为9 8 ．0 7 ％。试验结果表明，欲获得品位大 于5 0 ％的锌精矿，锌粗精矿精选次数需要两次以上。 3 闭路试验 根据上述条件试验的结果，考虑到中矿返回， 对浮选药剂制度作了适当调整，拟定如图7 所示流 程和条件进行了闭路浮选试验。其中，针对前期开 路流程试验所获锌精矿和中矿含有黄铁矿，在“锌 精选I ”作业中添加了黄铁矿的抑制剂石灰，以确 保获得高品级的锌精矿，其结果见表4 。闭路试验 获得产率2 ．7 2 ％，铅品位7 3 ．7 6 ％、银品位6 5 4 加， 铅回收率9 5 ．9 2 ％、银回收率7 7 ．2 9 ％的铅精矿；产 率4 ．1 2 ％，锌品位5 9 ．7 5 ％、镉品位0 ．3 0 ％，锌回收 率9 0 ．0 4 ％的锌精矿。试验结果表明，本矿石铅、 锌、银等组分，通过选矿富集可供工业利用；所制 定的浮选流程及工艺条件处理本矿石是可行的。 表4闭路浮选流程试验结果 T a b l e4R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t／％ 产品名称产率 品位回收率 A 9 1 ’ C dP bZ n A g 铅精矿 2 ．7 2 锌精矿 4 ．1 2 尾矿9 3 ．1 6 原矿 l o o ．O 6 5 49 5 ．9 26 ．7 27 7 ．2 9 5 6 ．30 ．3 01 ．7 6 9 0 ．0 41 0 ．0 8 3 ．1 2 2 _ 3 23 ．2 41 2 ．6 3 2 3 ．0 1O ．0 1 41 0 0 ．01 0 0 ．01 0 0 ．O 4 结论 1 江西某铅锌矿中金属矿物主要为闪锌矿、 方铅矿，其次为黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿 以及微量黄铜矿；非金属矿物主要为石英、方解 石、绿泥石、绢云母等。原矿中含铅2 ．1 2 ％、锌 2 ．8 9 ％，铅、锌含量达到工业品位要求，银、镉等 伴生有益组分可供综合利用，其它组分在目前经济 技术条件下不具有工业价值。 2 由于本矿石方铅矿和闪锌矿共生关系密切， 在方铅矿中普遍包嵌难以解离的细粒闪锌矿，对铅 粗精矿采用直接精选流程，试验所获铅精矿含锌量 大于1 2 ％，严重超标，且锌在铅精矿中损失率较 大；采用再磨精选流程，试验所获铅精矿含锌量小 于7 ％，锌在铅精矿中损失率较小。因此，铅粗精 矿精选时，再磨是十分必要的，其再磨细度在磨矿 设备能力许可条件下，应尽可能细磨。 3 本次试验制定的浮选流程较适合矿石性质， 可从含铅2 ．1 2 ％、锌2 ．8 9 ％、银2 2 ．6 趴的原矿中获 得产率为2 ．7 2 ％、铅品位7 3 ．7 6 ％、银品位6 5 4 加、 铅和银回收率分别为9 5 ．9 2 ％和7 7 ．2 9 ％的铅精矿； h一詈|萎一扔孙一椰咖一抛 万方数据 2 4 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第2 期 锌精矿 图7 闭路试验流程 F i g ．7 n o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s t 以及产率为4 ．1 2 ％、锌品位为5 9 ．7 5 ％、锌回收率 为9 0 ．0 4 ％的锌精矿，选别指标较好。 参考文献 [ 1 ] 李兵容．铅锌矿矿石的选矿工艺研究[ J ] ．矿业快报， 2 0 0 8 I 4 1 1 5 ． [ 2 ] 许时．矿石可选性研究[ M ] 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