黑龙江某铅锌伴生银多金属硫化矿浮选试验研究.pdf

2 0 1 9 年第2 期有色金属 选矿部分 3 5 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 9 ．0 2 ．0 0 7 黑龙江某铅锌伴生银多金属硫化矿浮选试验研究 徐飞飞，于雪，陈新林 沈阳有色金属研究院有限公司，沈阳1 1 0 1 4 1 摘要根据矿石的工艺矿物学研究，对黑龙江某铅锌伴生银多金属硫化矿进行了浮选分离试验研究，试验结果表明， 采用铅锌硫依次优先浮选流程，可以实现铅锌的高效分离，并可将大部分伴生银矿物富集到铅精矿中。闭路试验获得铅品位 6 5 ．8 3 ％，回收率为9 3 ．1 2 ％的铅精矿，锌品位为5 1 ．1 0 ％，回收率为8 9 ．2 4 ％的锌精矿，硫品位为4 6 ．0 3 ％，回收率为3 3 ．3 5 ％的 硫精矿，铅精矿含银品位为11 0 5 ．5 0g ／t ，银回收率为8 6 ．2 7 ％。 关键词铅锌矿；优先浮选；铅锌分离；综合回收 中图分类号T D 9 2 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 9 0 2 0 0 3 5 0 6 I n v e s t i g a t i o no nF l o t a t i o nS e p a r a t i o no fa L e a d - z i n c - a s s o c i a t e dS i l v e r P o l y m e t a l l i cS u l f i d eO r ef r o mH e i l o n g ji a n g X U F e i f e i 。y UX u e 。C H E NX i n l i n S h e n y a n gR 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 sC o ．，L t d ．，S h e n y a n g1 1 0 1 4 1 ，C h i n a A b s t r a c t B a s e do nt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h et e c h n o l o g i c a lm i n e r a l o g yo fal e a d z i n c a s s o c i a t e ds i l v e r p o l y m e t a l l i cs u l f i d eo r ef r o mH e i l o n g j i a n gP r o v i n c e ，i n v e s t i g a t i o no nf l o t a t i o ns e p a r a t i o nw a sc a r r i e dO u t ． T h er e s u l t si n d i c a t e dt h a ta p p l y i n gs e l e c t i v ef l o t a t i o np r o c e s sc a nr e a l i z eh i g hs e p a r a t i o ne f f i c i e n c i e so ft h e l e a d z i n cm i n e r a l s ．A n dm o s to ft h ea s s o c i a t e ds i l v e rm i n e r a l sw e r ee n r i c h e di nl c a dc o n c e n t r a t e ．I nt h e c l o s e d c i r c u i tt e s t ，t h el e a dc o n c e n t r a t ew i t ht h el e a dg r a d eo f6 5 ．8 3 ％a n dr e c o v e r yo f9 3 ．12 ％w a s o b t a i n e d ，a sw e l la st h ez i n cc o n c e n t r a t ew i t ht h ez i n cg r a d eo f5 1 ．1 0 ％，a n dr e c o v e r yo f8 9 ．2 4 ％．T h es i l v e r g r a d ea n dr e c o v e r yi nt h el e a dc o n c e n t r a t ew e r e110 5 ．5 0 9 ／ta n d8 6 ．2 7 ％，r e s p e c t 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 ef l o t a t i o n ；l e a d z i n cs e p a r a t i o n ；c o m p r e h e n s i v er e c o v e r y 我国铅锌矿产资源丰富，其特点是特大型、大型 矿山数量较少，矿石类型较为复杂，以硫化铅锌矿石 为主，共、伴生元素较多，其中银为最主要的伴生组 分，矿床类型较多，总体表现为贫矿多，富矿少[ 1 。2 ] 。 近年来，经济的持续发展带动铅锌需求的不断 增加，但由于矿山的不断开采，矿山资源已日渐枯 竭，如何最大限度地开发和利用铅锌资源，并不断提 高资源的综合利用程度，增加矿山经济效益，已成为 新形势下铅锌矿山发展的主要趋势。 黑龙江某铅锌矿为多金属硫化矿，对于多金属 硫化矿，浮选工艺研究主要由优先浮选、混合浮选再 分离及等可浮3 种[ 3 。7 ] 。本文为实现该矿石的高效 分离及伴生银元素综合回收，进行了工艺流程及药 剂制度考查，试验获得了较好的选别指标，为选厂设 计及生产提供了技术支持。 1 矿石性质 矿石中的方铅矿、闪锌矿和黄铁矿为试验回收 目的矿物。非金属矿物主要有长石、石榴石、石英、 碳酸盐矿物和高岭石等。 1 ．1 原矿化学多元素分析 对原矿进行破碎，混匀，缩分取样后制样，试验 对矿石进行化学多元素分析，结果如表1 所示。 收稿日期2 0 1 8 0 8 1 4修回日期2 0 1 8 - 1 2 2 9 作者简介徐飞飞 1 9 8 6 一 ，女，河北邢台人，硕士，工程师，主要从事选矿工艺研究。 万方数据 3 6 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第2 期 1 单位为g ／t ，下同。 从表1 可以看出，矿石中有价回收元素主要为1 ．2 物相分析 铅、锌和硫，同时伴生贵金属银，有害元素砷含量试验对铅锌进行化学物相分析，结果如表2 和 较低。表3 所示。 表2 T a b l e2 1 ．3 主要矿物嵌布特征 矿石中金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿 和黄铁矿。长石、石榴石，石英为主要非金属矿物。 矿物种类较多，矿物组成也较复杂。 矿物嵌布关系复杂，大部分闪锌矿中包含细粒 的方铅矿、黄铜矿、黄铁矿及乳浊状黄铜矿，这部分 包裹体难以从闪锌矿中解离出来，影响锌精矿的品 位和铅精矿的回收率；闪锌矿和方铅矿多连晶共生， 结合紧密，方铅矿交代闪锌矿，接触线曲折，尤其闪 锌矿中包裹较多细粒方铅矿，导致彼此相互解离较 困难；另外方铅矿、闪锌矿沿黄铁矿的粒间、孔隙进 行交代，接触线较曲折，它们之间难以完全解离，影 响铅、锌、硫的回收率及其精矿品位。 矿石中闪锌矿、方铅矿和黄铁矿的浸染粒度均 较粗大，但方铅矿粒度不均匀，在细粒级中含量较 高，这部分方铅矿多包裹在闪锌矿中，难以解离出 来，影响铅的回收率和锌精矿品位。 矿石中见到的金银矿物为自然银和金银矿，粒 度十分细小，属次显微和微粒金银，均包裹在方铅矿 中，可推测出金银矿物主要呈单质矿物存在，粒度十 分细小，或有部分金银矿物属显微粒级矿物，且大部 分金银矿物包裹在方铅矿中，富集到铅精矿中。 2选矿工艺研究 2 ．1 铅浮选条件试验 2 ．1 ．1 磨矿细度试验 为了使目的矿物达到适宜的单体解离度，进行 磨矿细度试验。试验流程如图1 所示，结果如图2 所示。 原矿药剂用量单位g ，t 浮选时间单位m i n ，下同 ，硫酸锌l5 0 0 ．亚硫酸钠10 0 0 铅粗精矿 铅粗尾矿 图l 磨矿细度试验流程 F i g ．1 T h ef l o w s h e e to fc o n d i t i o nt e s t s o fg r i n d i n gf i n e n e s s 磨矿细度一7 4 “m 占比，％ 图2 磨矿细度试验结果 F i g ．2 R e s u l t so ft h eg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 试验结果表明，随着磨矿细度提高，铅精矿中铅 回收率增加，锌回收率也逐渐增加。当磨矿细度 ％於h甜析k分h相h勃№化蛐铅托 ” “nA 万方数据 2 0 1 9 年第2 期徐飞飞等黑龙江某铅锌伴生银多金属硫化矿浮选试验研究 3 7 一7 4 址m 大于7 0 ％后，铅精矿中铅回收率提高幅度 较小，故试验选取磨矿细度为一7 4 ”m 为7 0 ％的磨 矿细度。 2 ．1 ．2 石灰用量试验 介质p H 调整剂的作用是调节矿浆的离子组 成、矿物的表面电性以及促使矿粒分散与凝集。适 宜的矿浆p H 值，才能达到有用矿物与脉石矿物最 佳分选效果。石灰对铅锌矿有一定的抑制作用，尤 其对伴生银元素抑制效果显著，同时易造成铅锌分 离困难，因此，石灰用量需严格控制[ 8 ] 。石灰用量试 验结果如图3 所示。 石灰用量／ g ’t - 1 图3 石灰用量试验结果 F i g ．3 R e s u l t so ft h el i m ed o s a g et e s t 试验结果表明，石灰用量逐渐增加时，铅粗精矿 中铅回收率逐渐增加，石灰用量大于18 0 0g ／t 时， 铅回收率又有所降低，故石灰用量18 0 0g ／t 为宜。 2 ．1 ．3 硫酸锌用量试验 在磨矿细度- - 7 4 “m 为8 0 ％，石灰用量18 0 0g ／t ， 乙硫氮和松醇油用量分别3 0g ／t 和2 0g ／t 时，对抑制 剂硫酸锌用量进行试验研究，结果如图4 所示。 硫酸锌用量／ g ‘t 。 图4 硫酸锌用量试验结果 F i g ．4 R e s u l t so ft h ez i n cs u l f a t ed o s a g et e s t 试验结果表明，硫酸锌用量逐渐增加时，铅粗精 矿中铅品位增加，锌品位降低，锌在铅精矿中的损失 逐渐降低，当硫酸锌用量超过15 0 0g ／t 后，铅精矿 中锌回收率降低幅度减少。故试验选择硫酸锌用量 15 0 0g ／t 。 2 ．1 ．4 亚硫酸钠用量试验 在磨矿细度- - 7 4 肚m 占8 0 ％，石灰用量18 0 0g ／t ， 乙硫氮和松醇油用量分别3 0g ／t 和2 0g ／t ，固定硫酸锌 用量l5 0 0g ／t ，对亚硫酸钠用量进行试验研究，结果如 图5 所示。 亚硫酸钠用量／ g t 。1 图5 亚硫酸钠用量试验结果 F i g ．5 R e s u l t so ft h es o d i u ms u l f i t ed o s a g et e s t 试验结果表明，亚硫酸钠用量增加时，铅粗精矿 中铅品位升高，锌品位和回收率降低，亚硫酸钠用量 大于10 0 0g ／t 时，铅品位不再明显升高，铅回收率 开始降低。故试验选择亚硫酸钠用量10 0 0g ／t 。 2 ．1 ．5 捕收剂种类试验 铅锌矿优先浮选试验，采用黄药、黑药和乙硫氮 单一捕收剂及其组合捕收剂对铅进行浮选分离。在 磨矿细度一7 4 肚m 占8 0 ％，石灰用量18 0 0g ／t ，硫酸 锌 亚硫酸钠用量15 0 0 10 0 0g ／t 的条件下，分别 以丁基铵黑药 乙硫氮 代号A ，2 5 。黑药 乙硫氮 代号B ，乙硫氮 松醇油 代号C ，乙基黄药 松 醇油 代号D ，乙基黄药 丁基铵黑药 代号E 进行 捕收剂种类试验。试验结果见图6 。 图6 表明，使用乙基黄药 丁铵黑药组合捕收 剂及乙硫氮 松醇油时铅回收率皆超9 4 ％，锌回收 率分别为1 4 ．2 0 ％和1 1 ．2 5 ％。结果表明，组合捕收 剂中，锌在铅粗精矿中损失较多，且丁铵黑药起泡性 较强，导致细小的脉石矿物颗粒上浮，导致铅粗精矿 中铅品位相对较低，综合考虑，选择乙硫氮作为铅优 先浮选的捕收剂。 2 ．1 ．6 乙硫氮用量试验 在磨矿细度- - 7 4 肚m 占8 0 ％，石灰用量18 0 0g ／t ， 硫酸锌 亚硫酸钠用量15 0 0 10 0 0g ／t ，松醇油用量 2 0g ／t 的条件下，对捕收剂乙硫氮用量进行试验研究， 结果如图7 所示。 万方数据 3 8 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第2 期 零 趟 略 4 0 3 5 9 ．5 9 ．o 8 ．5 8 ．0 n 口铅品 囫锌品 ●铅回 巨吾锌回 n 位 潲 9 5 9 4 9 3 枣 9 2 料 “ 1 5 旨 1 4 1 3 1 2 r “9 8 8 “4 C “2 D 8 “⋯E 1 1 A ‘‘ 捕收剂种类 捕收剂种类对选别指标的影响 T h ee f f e c to fm i xc o l l e c t o rt y p e s o nt h ed r e s s i n gi n d e x 图6 F i g ．6 乙硫氮用量／ g t ’1 零 褂 擎 回 图7乙硫氮用量试验结果 F i g ．7 R e s u l t so ft h ed i e t h y l d i t h i o c a r b a m a t e d o s a g et e s t 试验结果表明，乙硫氮用量增加时，铅粗精矿中 铅和锌回收率逐渐升高，对锌品位影响较小，当乙硫 氮用量超过3 0g ／t 后，铅回收率增加幅度较小，且铅 品位下降幅度较大，故试验选择乙硫氮用量3 0g ／t 。 2 ．2 锌浮选条件试验 铅优先浮选采用一次粗选，四次精选，一次扫选 工艺流程。浮选尾矿进行锌浮选条件试验研究。 2 ．2 ．1 石灰用量试验 固定硫酸铜用量3 0 0g ／t ，丁基黄药用量8 0g ／t ， 松醇油用量3 2g ／t ，对石灰用量进行试验研究，结果 如图8 所示。 试验结果表明，石灰用量增加时，锌作业回收率 逐渐升高，锌品位呈现先降低后升高的变化趋势，但 差别不大，当石灰用量超过15 0 0g ／t 时，锌作业回 收率增加幅度较小，故试验选择石灰用量15 0 0g ／t 。 试验结果表明，随着硫酸铜用量的增加，锌作业 回收率逐渐增加，用量超过3 0 0g ／t 时，锌精矿锌作 业回收率均在9 5 ％以上，不再明显升高。故试验选 择硫酸铜用量3 0 0g ／t 。 石灰用量他‘t 。 图8 石灰用量试验结果 F i g ．8 R e s u l t so ft h el i m ed o s a g et e s t 2 ．2 ．2 硫酸铜用量试验 固定石灰用量15 0 0g ／t ，丁基黄药用量8 0g ／t ， 松醇油用量3 2g ／t ，对活化剂硫酸铜用量进行试验 研究，结果如图9 所示。 硫酸铜用量／ g ’t - 1 图9 硫酸铜用量试验结果 F i g ．9 R e s u l t so ft h ec o p p e rs u l f a t ed o s a g et e s t 2 ．2 ．3 丁基黄药用量试验 固定石灰用量15 0 0g ／t ，硫酸铜用量3 0 0g ／t ， 松醇油用量3 2g ／t ，对丁基黄药用量进行试验研究， 结果见图1 0 所示。 丁基黄药用量， g l1 图1 0丁基黄药用量试验结果 F i g ．1 0 R e s u l t so ft h eb u l lx a n t h a t ed o s a g et e s t 万方数据 2 0 1 9 年第2 期徐飞飞等黑龙江某铅锌伴生银多金属硫化矿浮选试验研究 3 9 试验结果表明，丁基黄药用量增加时，锌作业回 收率增加，锌品位降低，用量大于6 0g ／t 时，锌作业 回收率增加幅度较小，故丁基黄药用量选择6 0g ／t 。 原矿 2 ．3 闭路试验 试验对选锌尾矿进行了选硫工艺及药剂制度考 察，并在开路试验的基础上，进行实验室闭路试验，药剂 制度工艺流程及条件见图1 1 ，试验结果如表4 所示。 图1 1闭路试验流程 F i g ．11 P r o c e s sf l o w s h e e to ft h ec l o s e d c i r c u i tt e s t 万方数据 4 0 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第2 期 铅精矿 锌精矿 硫精矿 尾矿 原矿 2 ．9 7 6 ．6 5 2 ．9 9 8 7 ．3 9 1 0 0 ．O 由表4 结果可知，闭路试验获得了铅品位为 6 5 ．8 3 ％，含银品位为11 0 5 ．5 0 9 ／t ，铅回收率为 9 3 ．1 2 ％的铅精矿，锌品位为5 1 ．1 0 ％，锌回收率为 8 9 ．2 4 ％的锌精矿和硫品位为4 6 ．0 3 ％，硫回收率为 3 3 ．3 5 ％的硫精矿，其中8 6 ．2 7 ％伴生银矿物富集到 铅精矿中得到综合回收。 试验矿石采取铅锌优先浮选流程工艺，获得了 较好的选别指标，为该矿山的选矿厂设计及生产提 供了有利的技术依据。 3结论 1 黑龙江某矿石属于铅锌多金属硫化矿石。原 矿主要矿物含量为含铅2 ．1 2 ％、锌3 ．8 6 ％、硫 4 ．1 7 ％、银3 8 ．0 6g ／t ，目的元素为铅、锌和硫，并可 综合回收伴生银元素。 2 矿石中金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铜 矿和黄铁矿。长石、石榴石，石英为主要非金属矿 物。矿物嵌布关系复杂，大部分闪锌矿中包含细粒 的方铅矿、黄铜矿、黄铁矿及乳浊状黄铜矿，非金属 矿物主要有长石、石榴石、石英等。大部分闪锌矿中 包含细粒的方铅矿、黄铜矿、黄铁矿及乳浊状黄铜 矿，这些包裹体难以从闪锌矿中解离出来，影响了锌 精矿的品位和铅精矿的回收率。矿石中金银矿物为 自然银和金银矿，粒度十分细小，属次显微和微粒金 银，均包裹在方铅矿中，随浮选富集到铅精矿中。 3 针对该矿石的工艺矿物学研究，采用铅锌优 先浮选，以硫酸锌 亚硫酸钠作为锌抑制剂，以乙硫 氮作为铅捕收剂，四次精选获得铅精矿；以硫酸铜作 为锌活化剂，丁基黄药作为锌捕收剂，二次精选获得 锌精矿；以硫酸活化硫铁矿，丁基黄药浮选硫铁矿， 二次精选获得硫精矿。闭路试验获得较好的选别指 标，铅精矿含铅品位为6 5 ．8 3 ％、含银品位为 11 0 5 ．5 0g ／t 、铅回收率为9 3 ．1 2 ％、银回收率为 8 6 ．2 7 ％，锌精矿含锌品位为5 1 ．1 0 ％、锌回收率为 8 9 ．2 4 ％，硫精矿含硫品位为4 6 ．0 3 ％、硫回收率 为3 3 ．3 5 ％。 参考文献 [ 1 ] 陈喜峰，彭润民．中国铅锌矿资源形式及可持续发展 对策[ J ] ．有色金属，2 0 0 8 ，6 0 3 1 2 9 1 3 2 ． [ 2 ] 薛亚洲，王海军．中国铅锌矿资源综合利用现状[ J ] ．中国 矿业，2 0 0 5 ，1 4 8 4 1 - 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