兰坪氧化铅锌矿石中石膏的发现以及对选矿工艺的影响.pdf

2 0 0 5 年第5 期有色金属 选矿部分 1 兰坪氧化铅锌矿石中石膏的发现 以及对选矿工艺的影响 梁冬云，何晓娟，徐晓萍，李波 广州有色金属研究院，广州5 1 0 6 5 0 摘要兰坪氧化铅锌矿的选矿长久以来是选矿界的难题。在查明该矿石物质组成的基础上，采用多种手段揭示 了兰坪氧化铅锌矿中存在可溶性盐石膏，正是由于可溶性盐石膏的存在，致使矿浆中含有大量钙离子，钙离子比铅锌离 子的活度更大，故与加入硫化钠中的硫离子优先生成硫化钙，从而致使在氧化锌矿物表面难以生成硫化锌，并消耗大量 硫化钠。采取预处理措施将大部分石膏除去后，大大改善了氧化锌矿物的硫化效果，硫化钠用量显著降低。 关键词氧化铅锌矿；石膏；硫化钙；硫化锌 中图分类号T D 9 5 2 ．2 ；T D 9 5 2 ．3 文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 5 0 5 - 0 0 0 1 0 3 兰坪铅锌矿是我国目前已探明的储量最大的铅 锌矿床，具有埋藏浅、金属品位高的特点。但由于该 铅锌矿床上部的氧化矿石十分难选，长久以来因氧 化铅锌矿选矿问题未得以解决，上部的氧化矿不能 开采利用，深部硫化矿石易选，经济价值高，又因埋 藏深难以开采，以致于影响该矿山的开发利用。自八 十年代起，多个院校对兰坪难选氧化铅锌矿进行了 工艺矿物学和选矿研究，已有的研究认为兰坪氧化 铅锌矿难选的主要原因是有用矿物嵌布粒度细，风 化、泥化严重。我们的试验研究发现，兰坪氧化铅锌 矿难选的原因固然与矿石风化、泥化有一定的关系， 但可溶性石膏的存在干扰了氧化锌的硫化，是造成 兰坪氧化矿难选、工业化生产难以控制的重要原因。 1 矿石性质 兰坪氧化铅锌矿分为灰岩型和砂岩型两种矿石 类型，不同类型矿石的矿物组成基本相同，仅各矿物 的数量上有差别。两矿样主要矿物相对含量见表1 。 兰坪氧化铅锌矿砂岩和灰岩两种矿石具有基本 相同的矿物种类，铅锌硫化矿物为方铅矿、闪锌矿， 铅锌氧化矿物为白铅矿、铅矾、菱锌矿、异极矿和少 量水锌矿，铁矿物有黄铁矿、白铁矿、毒砂、褐铁矿、 赤铁矿，脉石矿物有硫酸盐矿物重晶石、天青石、石 膏，碳酸盐矿物有方解石、白云石。但值得注意的是 砂岩型矿石有少量的自然硫，自然硫的存在对硫化 铅精矿的精选有一定的干扰，而灰岩型矿石中则没 有发现自然硫。 收稿日期2 0 0 5 0 5 2 4 作者简介梁冬云 1 9 5 8 一 ，女，研究员。 表1两矿样主要矿物相对含量／％ T a b1M a i nm i n e r a l sr e l a t i v ec o n t e n ti nb o t h t y p e so r e s ／％ 两矿石虽然矿物种类相同，但各矿物数量上有 较大差别，砂岩型矿石铅锌含量低，尤其是铅含量 低，方铅矿和白铅矿的矿物量较少，而黄铁矿、白铁 矿的数量很大，特别是以微晶粒状分散于闪锌矿、菱 锌矿和方解石中的黄铁矿、白铁矿对铅锌矿选别干 扰很大。 铅锌与各种铁矿物的嵌布状态较为复杂，铅锌 硫化矿物与黄铁矿、毒砂连生关系十分密切。而在本 矿石中锌氧化矿物菱锌矿和异极矿与褐铁矿的连生 关系更为复杂，往往呈皮壳状、浸染状等复杂的状态 分布于褐铁矿中，两者相互伴生，即使是微晶集合体 的菱锌矿，晶粒间也分布有尘土状褐铁矿。 砂岩型矿石硫化铅与氧化铅的矿物比例约为 1 2 ，闪锌矿、菱锌矿、异极矿的比例近乎1 1 1 。 灰岩型矿石硫化铅与氧化铅的矿物比例与砂岩型矿 万方数据 2 有色金属 选矿部分2 0 0 5 年第5 期 石相近，约为1 2 ，与砂岩型矿石相近，而闪锌矿、 菱锌矿、异极矿的比例与砂岩型矿石差别较大，近似 1 3 1 。即灰岩型矿石菱锌矿的比例较大，砂岩型 矿石则难选氧化锌异极矿的比例较大。 兰坪氧化铅锌矿中的浅色闪锌矿和菱锌矿与其 它产地的闪锌矿和菱锌矿相比较为独特，浅色闪锌 矿颜色近乎无色透明，不含铁，与黄铁矿一样属非磁 性矿物；菱锌矿不含晶格铁，但与褐铁矿密切共生而 含有数量不一的铁。菱锌矿多为微晶粒状集合体，结 晶细微，矿物表面的光泽较弱，呈近似水样的玻璃光 泽。一般规律为光泽越弱的矿物离子键成分越多，共 价键成分越少，光泽越弱的矿物亲水性越强。 在矿物查定过程中，发现砂岩型矿石和灰岩型 矿石中均存在少量石膏，但石膏的数量、可溶性以及 对矿物分选的影响都有待进一步的研究。 2 原矿可溶性盐浸出试验 在对兰坪氧化铅锌矿的浮选试验过程中，发现 经浮选后各产品重量之和相对给矿重量变少了，并 且氧化锌矿物极难硫化，需加人大量的硫化钠，因而 怀疑矿石中存在可溶性盐。分别测定了2 0 0 3 年和 2 0 0 4 年所采矿样中浸出物产率。取各矿样1 0 0 9 ，蒸 馏水静态浸取2 4 h ，滤纸分离浸液。浸出试验结果如 表2 ，各矿样滤液中都结晶出可溶性盐，尤其是2 0 0 4 年所采矿样可溶性盐含量大。 表2原矿中可溶性盐的浸出结果 T a h2T h ei m m e r s e dr e s u l t so fs o l u b l es a l t i nt h e r u d eo r e s 注静态授取2 4 h ，未经搅拌。 3 可溶性盐检测 由于上述几个矿样中，以砂岩型矿石可溶物数 量多，因而将2 0 0 3 年和2 0 0 4 年砂岩原矿浸出液分 别蒸干，所得晶体采用电子探针能谱测定其化学组 成，如图1 和图2 ，可见该浸出物主要化学成分为C a 和S ，微量C 1 、P 、N a 、M g 等。 x 射线衍射方法是检测结晶物的最有效的手段， 故采用x 射线衍射测定浸出物的成分，结果表明该 浸出物为石膏。但2 0 0 3 年砂岩的浸出物成分为0 ．1 5 图12 0 0 3 年砂岩矿石中浸出物能谱图 F i g 1 E n e r g ys p e c t r o g r a mo fi m m e r s e dm a t t e ro n 2 0 0 3s a n d s t o n et y p eo r e 图22 0 0 4 年砂岩矿石中浸出物能谱图 F i g2E n e r g ys p e c t r o g r a mo fi m m e r s e dm a t t e ro n 2 0 0 4s a n d s t o n et y p eo r e 图30 ．1 5 结晶水石膏X 射线衍射图谱 F i g3 Xr a ys p e c t r o g r a mo ft h eg y p s u mb e a t i n g 0 ．1 5 c r y s t a lw a t e r “J “。h ． 。．hJ 。．。L 。．ll 图4 二水石膏的X 射线衍射图谱 F i g 4Xr a y s p e c t r o g r a mo ft h eg y p s u mb e a t i n g 2 c r y s t a lw a t e r 万方数据 2 0 0 5 年第5 期梁冬云等兰坪氧化铅锌矿石中石膏的发现以及对选矿工艺的影响 3 结晶水的石膏，而2 0 0 4 年砂岩浸出物为二水石膏。 4 结果讨论 浸取试验结果和对浸取物的测试表明，其一，兰 坪氧化铅锌矿中各矿物样均存在可溶性盐石 膏，但2 0 0 3 年矿样中石膏的数量少于2 0 0 4 年矿样； 其二，2 0 0 3 年和2 0 0 4 年砂岩中可溶盐中均含少量 磷，但2 0 0 4 年砂岩可溶盐中明显含镁和氯离子。 兰坪氧化铅锌矿的选矿难点在于难以被硫化， 选矿过程硫化钠用量十分大，这主要是由于可溶性 盐石膏的存在，经磨矿和搅拌作用后，矿浆中含 有大量钙离子，钙离子比铅锌离子的活性更大，与加 入硫化钠中的硫离子优先生成硫化钙，干扰了氧化 锌矿物表面生成硫化锌，故影响了氧化锌矿物被黄 药捕收。 根据此研究结果，我院对兰坪氧化铅锌矿的小 型选矿试验采取预处理措施，将大部分石膏分离出 矿浆。经预处理后，氧化锌浮选流程中硫化钠用量大 大减少，氧化锌浮选效果得以明显改善。显然，兰坪 氧化铅锌矿难选的原因固然与矿石风化、泥化有一 定的关系，可溶性石膏的存在干扰了氧化锌的硫化， 是致使兰坪氧化矿难选、工业化生产难以控制的根 本原因。 D I S C o V E R Yo FG Y P S U MA N DM A D Eo ND Ⅱr F E R E N C EF L O A T A T I O NP R o C E S S I NT H EL A N P ⅢGo X m I Z E Do R Eo FL E A DA N DZ 矾C L I A N GD o n g - y u n ，H EX i a o - j u a n ，X UX i a o - p i n g ，ⅡB o G u a n g z h o uR e s e a r c hI n s t i t u t eo fN o n f e r r o u sM e t a l s ，G u a n g z h o u5 1 0 6 5 0 ，C h i n a A B S T R A C T T h ed r e s s i n go fo x i d i z e do r eo fz i n ca n dl e a di nL a n p i n gh a sb e e nat i c k l e rf o ra l o n gt i m e ．B a s i so n t h ed e t e r m i n a t i o no fm i n e r a lc o n s t i t u t i o n ，w ef i n das o l u b l e s a l t g y p s u mi n t h eo x i d i z e do r e ．J u s tb e c a u s e o ft h e g y p s u m ，t h ep u l pc o n t a i n s a l a r g ea m o u n to fc a l c i u mc a t i o n ．T h ea c t i v i t yo fc a l c i u mc a t i o ni sg r e a t e r t h a nz i n ca n dl e a d ．I nt h i sc a s e ，t h ec a l c i u mc a t i o n h a s p r i o r t ob ec o m b i n e dw i t h s u l p h u r t o s u l p h i d e c a l c i u mw h i l es o d i u ms u l p h i d ei sa d d e di np u l p ，t h i si st h er e a s o nw h yi ti sd i f f i c u l ti n t o p r o d u c et h ez i n c s u l p h i d eo n t h es u r f a c eo ft h eo x i d i z e d - z i n cm i n e r a l sa n da g o o d l o ts o d i u ms u l p h i d ei sc o n s u m e dw h e n t h eo x i d i z e d - z i n cm i n e r a l si sf l o a t e df o rt h e L a n p i n go r e ．W i t ht h ed i s p o s i n g o fm o s tg y p s u m ，w eh a v e g r e a t l yi m p r o v e dt h es u l p h i d i z a t i o no fo x i d i z e d m i n e r a l so f z i n ca n dt h ec o s to fs o d i u ms u l p h i d eh a db e e n c u td o w n ． K E YW O R D S o x i d i z e do r eo f z i n ca n dl e a d ；g y p s u m ；c a l c i u ms u l p h i d e ；z i n cs u l p h i d e 万方数据