某铅锌矿选矿工艺试验研究.pdf

2 0 0 6 年第3 期有色金属 选矿部分 1 9 某铅锌矿选矿工艺试验研究 戴新宇，王昌良，饶系英 中国地质科学院矿产综合利用研究所，成都6 1 0 0 4 1 摘要该铅锌矿为深度氧化矿石，其中铅的氧化率达3 8 ％，锌的氧化率达4 9 ％，众所周知，铅锌的氧化矿物较难 回收利用，试验表明采用优先浮选铅再浮选锌的浮选T 艺，流程合理，技术指标较高，闭路试验可获得含铅大于7 0 ％、锌 小于3 ％的高质量硫化铅精矿，含锌大于5 3 ％、铅小于l ％的硫化锌精矿，达到铅锌分离的目的。硫化铅浮选尾矿经浮选 脱除氧化铅，以降低锌入选原料的含铅量，为降低锌精矿中铅的含量创造r 条件；氧化锌采用重选回收，工艺可行。 关键词铅锌矿石；氧化矿；浮选；试验研究 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 6 0 3 0 0 1 9 0 4 我国铅锌资源比较丰富，尤其是中西部地区铅 锌资源储量居全国前列，随着我国对铅锌资源需求 量的日益增加，进一步开发中西部地区的铅锌资源 已势在必行。某矿区资源丰富，铅锌品位较高，易开 采，矿石储量大，氧化较为严重，通过对该矿区矿样 进行工艺矿物学研究，采用合理的工艺流程，可获得 较高品位的硫化铅、硫化锌精矿，达到铅锌分离的目 的，对该矿区的铅锌资源的综合利用具有一定的积 极意义。 1矿石性质 1 ．1 矿石的矿物成分 该铅锌矿产于下奥陶统碎屑岩中，受断裂破碎 带控制。围岩主要为钙质绢云母千枚岩、粉砂质板岩 等。矿物组成简单，矿石矿物的硫化矿以闪锌矿、方 铅矿为主，其次有黄铁矿、黄铜矿；氧化矿物有红锌 矿、铅华、孔雀石、铜蓝、褐铁矿等，脉石矿物以长石、 石英、方解石等硅酸盐、碳酸盐矿物形式存在。原矿 中铅的氧化率达3 8 ％，锌的氧化率达4 9 ％，属深度 氧化矿石。闪锌矿有相当一部分呈粒径粗大的致密 块状结构产出，矿样中闪锌矿粒度较粗， 4 5 1 比m 达 9 6 ．3 9 ％。方铅矿粒度分析表明，其中有8 4 ．8 4 ％粒度 分布于 4 5 肛m ，而一0 ．0 2 m m 粒级含量较低，仅5 ．3 7 ％， 适合于选矿分选。原矿多元素分析结果见表1 。 多元素分析结果显示，铅、锌品位较高，属于含 铅、锌品位较高的矿石，具有一定的回收利用价值。 1 ．2 原矿物相分析 铅锌物相分析结果表明，铅锌氧化率较高，按照 矿石划分标准属于氧化铅锌矿类型。铅物相和锌物 收稿日期2 0 0 6 0 1 1 3 作者简介戴新宇 1 9 7 0 一 ，女，四川成都入，工程师。 表1原矿多元素分析结果／％ T a b1T h ea n a l y s i sr e s u l t so fm u l t i - - e l e m e n to fm n o f - m i n eo r e ／％ 元素 P b Z nS i O zA 1 2 0 3C a OM g OS c 2 0 sC oK 含量 4 ．4 31 3 ，1 95 7 ．0 04 ．0 41 ．9 80 ．3 60 ．0 0 0 50 ．0 0 41 ．0 5 元素 A g * N aT F eS T i 0 2V 2 0 5C r 2 0 5 G a 。含量3 00 ．0 8 63 ．8 24 ．5 90 ．2 2 0 ．0 0 50 ．0 0 50 ．0 0 1 8 A g 的含量单位为趴。 相分析结果列于表2 、表3 。 表2原矿铅物相分析结果／％ T a b2T h ea n a l y s i sr e s u l t so fl e a dp h a s eo fr u n o f - m i n eo r e ／％ 表3原矿锌物相分析结果／％ T a b3T h ea n a l y s i sr e s u l t so fz i n cp h a s eo fn J n o f _ m i n eo r e ／％ 1 ．3 主要矿物的嵌布特征 闪锌矿 Z n S 主要呈结合致密的块体产出，其块 度可达数厘米，此外闪锌矿亦呈脉状、浸染状产出， 其中可见伴生有黄铁矿．黄铜矿、方铅矿等硫化矿 物；局部见与黄铜矿呈固溶体分离结构产出，或因交 代与方铅矿呈紧密镶嵌或包裹关系。闪锌矿的嵌布 粒度较粗，局部可达数厘米，一般在0 ．0 5 m m 以上。 矿样中闪锌矿受到较强的次生氧化蚀变，在呈块状 万方数据 - 2 0 有色金属 选矿部分2 0 0 6 年第3 期 产出的闪锌矿表面可见厚度在1 ～5 m m 的次生蚀变 产物菱锌矿。沿矿石裂隙闪锌矿亦受到氧化蚀变，其 产物根据环境或蚀变程度，可见锌矾、菱锌矿及红锌 矿。 方铅矿 P b S 以沿脉石矿物裂隙、孔隙呈充填脉 状、网脉状分布为主，裂隙两侧可见呈星散状分布的 细粒方铅矿。方铅矿以与脉石矿物嵌生为主，局部可 见交代闪锌矿呈锯齿状镶嵌或包裹关系，局部见与 黄铁矿、黄铜矿等连生。方铅矿的嵌布粒度较闪锌矿 细，但一般粒径在4 5 1 x m 以上，适合于选矿分选。矿 样中方铅矿受到程度不同的次生氧化蚀变，可见沿 裂隙、孔洞被白铅矿等交代，在块样表面或孔洞中的 方铅矿矿物表面常见铅黄、铅丹的被膜。 菱锌矿为闪锌矿的次生氧化蚀变产物，常见于 块状闪锌矿的表面，厚度在1 ～5 m m ，块状闪锌矿内 部亦见呈细脉状、网脉状的菱锌矿交代分布，在菱锌 矿中亦可见部分残留的闪锌矿；呈脉状等形式产出 的闪锌矿在裂隙、孔隙处可见菱锌矿蚀变交代。 菱锌矿呈细小晶粒状，粒径一般在0 ．0 1 ～ 0 ．0 2 m m ，通常呈结合致密的集合体产出，集合体粒 径一般在0 ．0 5 m m 以上。由于菱锌矿的矿物密度较 大，实测密度4 ．1 5 ，适合于选矿采用重选分离。 2 实验室选矿试验 2 ．1 选矿方案的拟定 根据矿石性质的研究结果可知，该矿石风化严 重，氧化程度深，属于氧化铅锌矿石 铅矿物氧化率 为3 8 ．3 7 ％，锌矿物氧化率为4 9 ％ 。由于硫化铅和硫 化锌分别还占有5 4 ．3 9 ％、5 0 ．7 2 ％，因此矿石的选矿 方案可按混合矿工艺考虑，主要采用优先浮选法。按 照选别的顺序，常用的方案有 1 硫化铅_ 氧化 铅_ 硫化锌。氧化锌，先铅后锌工艺； 2 硫化铅_ 硫化锌_ 氧化铅。氧化锌，先硫化矿后氧化矿工艺。 第一种方案有利于锌精矿中铅含量的降低，因此本 试验选择第一种方案，试验原则流程见图1 。 硫化铅矿物的浮选以黄药为捕收剂，石灰为p H 调整剂，Z n S O , 、N a 。S O ，为锌矿物的抑制剂。 该矿石中氧化铅矿物以碳酸铅、硫酸铅为主，对 于这类矿物的浮选可采用硫化后用黄药和脂肪酸浮 选，最常用的是前一种方法，本试验拟采用该方法。 硫化锌矿物的浮选以C u S O 。为活化剂、黄药为捕收 剂。主要氧化锌矿物为菱锌矿、红锌矿，氧化锌以红 锌矿为主的矿石在自然界中并不十分多见，这类矿 物的回收有浮选、重选两种方案，通过对比，采用重 选回收氧化锌矿物。 原矿 硫化 氧化锌精矿 尾矿 图1 铅锌矿选矿原则流程 F i g1 T h ep r i n c i p l ef l o w s h e e to fl e a d - z i n co r e s e p a r a t i o n 2 ．2 选铅回路 2 ．2 ．1 硫化铅选别条件试验 1 石灰用量试验 铅浮选的矿浆p H 值范围较宽，最常用的p H 值 范围为8 。1 0 ，也有采用中性矿浆的，在弱碱性介质 中浮选时，多用N a C O 。调浆，当需要强碱性介质时， 一般则用石灰或N a O H 调浆，生产实际中多采用石 灰调浆，但过量的使用石灰对方铅矿的浮选往往是 有害的，为了确定适宜的石灰用量，在磨矿细度一 7 4 1 x m 7 6 ％、粗选捕收剂用量2 5 9 ／t 、Z n S O 。用量为 5 0 0 9 ／t 、N a 2 S O ，用量为6 0 0 9 ／t 条件下进行了在球磨机 中加入不同数量石灰的试验，试验结果表明，在 p H 9 ．0 左右，随着石灰用量的增加，铅粗精矿的产率 不断增大，其中的锌含量也在逐渐升高。综合考虑各 项因素，石灰用量以1 1 7 0 9 ／t 为宜。 2 N a z S O ，用量试验 在浮选硫化铅时，N a 2 S O ，和Z n S O 。作为锌矿物 的抑制剂，Z n S O 。用量为5 0 0 9 ／t ，只进行N a 2 S O ，用量 试验。试验结果见表4 。 由表4 可知，随着N a S 0 。用量的增加，铅精矿 中锌含量降低，对粗选、扫选的回收率影响不大；当 N a S O 。用量在粗选6 0 0 9 ／t 、扫选3 0 0 9 ／t 以上时，铅精 矿中的锌含量可降至7 ％以下。且铅精矿品位也有所 提高。因此，选择N a 2 S O ，合适用量粗选为6 0 0 9 ／t 、扫 选为3 0 0 9 ／t 。 3 捕收剂用量试验 万方数据 2 0 0 6 年第3 期戴新宇等某铅锌矿选矿工艺试验研究 2 1 表4 N a 2 S O ，用量试验结果／％ T a b4T h er e s u l t so fd o s a g et e s to fN a z S O J ％ 在弱碱性介质中浮选时，往往使用乙基黄药、异 丙基黄药等低级黄药，低级黄药与高级黄药混合使 用可获得较好的效果。本试验中采用黄药为捕收剂， 其用量试验结果见表5 。 表5捕收剂用量试验结果／％ T a b5T h er e s u l t so fd o s a g et e s to fc o l l e c t o r ／％ 由表5 可知，捕收剂用量太小，铅精矿品位、回 收率都较低，粗粒铅都未浮上来，当捕收剂用量增大 到2 5 1 5 9 ／t 时，精矿品位、回收率以及铅精矿中锌含 量均达到较好水平。因此确定捕收剂的用量为粗选 2 5 驴，扫选1 5 舭。 2 ．2 ．2 氧化铅选别试验 氧化铅选别试验原料为硫化铅浮选尾矿，由于 氧化铅浮选粗精矿泥化严重，采用硫化后再浮选，浮 选未获得合格精矿，且精矿量很少，产率只有 0 ．3 2 ％，氧化铅的精选耗药量大，精矿的价值难以弥 补药剂消耗所花的成本。因此，氧化铅粗精矿直接作 为尾矿抛弃，浮选氧化铅的目的还在于降低硫化锌 精矿中的铅含杂量。 2 ．3 锌回路 2 ．3 ．1 硫化锌选别试验 试验结果表明，选硫化锌只需添加常规活化剂 硫酸铜和捕收剂丁基黄药，就可以较好地达到回收 硫化锌矿物的目的，不需要再采用其它措施，同时采 用生石灰作p H 值调整剂。选别原料为氧化铅浮选 尾矿。用生石灰调节矿浆p H 至硫化锌最佳可浮性 范围1 0 ～1 2 ，此时生石灰用量为1 5 0 0 9 ／t 左右，在此 基础上进行硫酸铜用量试验，试验结果见表6 。 表6C u S O 。用量试验结果／％ T a b6T h er e s u l t so fd o s a g et e s to fC u S 0 4 ／％ 由表6 知，随硫酸铜用量的增加，硫化锌精矿品 位及回收率均增加，当硫酸铜用量大于ll O O g ／t 时， 精矿品位降低。硫酸铜用量以8 0 0 9 ／t 为宜。 2 ．3 ．2 氧化锌选别试验 氧化锌选别试验的原料为硫化锌浮选尾矿，该 尾矿中氧化锌矿物主要为菱锌矿、红锌矿。根据矿石 的具体情况，进行了重选探索试验，试验结果见表 7 ． 万方数据 2 2 有色金属 选矿部分2 0 0 6 年第3 期 表7氧化锌选别试验结果／％ T a b7T h er e s u l t so fz i n c - o x i d es e p r a t i o n ／％ 由试验结果可知，重选处理氧化锌矿物有一定 效果，精矿品位可达3 6 ％，作业回收率接近5 8 ％。 2 ．4 闭路流程试验 在上述条件试验及较佳条件开路试验的基础上 进行了闭路试验，取得了含铅大于7 0 ％、锌小于3 ％ 的高质量硫化铅精矿和含锌大于5 3 ％、铅小于1 ％ 的硫化锌精矿，达到了铅锌分离的目的。氧化铅浮选 是为了降低锌精矿中铅的含杂量，氧化锌矿物采用 重选回收，闭路试验结果见表8 。 表8浮选闭路试验结果／％ T a b8T h er e s u l t so fc l o s e dc i r c u i tt e s to ff l o t a t i o n ／％ 3结语 1 ．通过对该矿区所取的矿样进行工艺矿物学 研究，查明了硫化矿物的粒度、主要矿物的镶嵌共生 关系等，该矿石氧化程度高，风化严重，属于难选矿 石。 2 ．本研究根据矿石性质特点，制定了硫化铅一 氧化铅一硫化锌一氧化锌先铅后锌选别流程，获得 了铅品位7 0 ．3 3 ％、含锌2 ．9 1 ％的高质量铅精矿，达 到一级品要求，硫化锌精矿品位达到5 3 ．8 6 ％，采用 重选方法回收氧化锌工艺可行，氧化锌精矿品位达 到3 7 ．8 5 ％，总锌回收率7 5 ．6 6 ％，取得了较好的技术 指标。 3 ．由于矿石氧化程度高，泥化严重，氧化铅粒 度极细，在现有技术条件下浮选氧化铅矿物难以获 得合格铅精矿，故铅的氧化物浮选只作为降低锌原 料中铅含量的措施，将大部分铅的氧化物去除，为后 面降低锌精矿中铅的含量创造条件。 参考文献 [ 1 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出版 社，1 9 8 7 ． [ 2 ] 王吉坤，冯桂林，徐晓军，等．有色金属矿产资源的开发 及加工技术[ M ] ．昆明云南科技出版社，2 0 0 0 ． R E S E A R C Ho NM I N E R A LP R o C E S S I N GT E C H N O L O G YF O RA C E R A T I o N L E A D Z I N Co R E D A IX i n y u ，W A N GC h a n g l i a n g ，R A OX i y i n g I n s t i t u t eo fM u l t i p u r p o s eU t i l i z a t i o no fM i n e r a lR e s o u r c e s ，C A G S ，C h e n g d u6 10 0 4 1 ，C h i n a A B S T R A C T T h el e a d - z i n co r ew a sd e e p l yo x i d e d ．t h eo x i d a t er a t eo fl e a dw a s3 8 ％．z i n c 7 Sw a s4 9 ％i nt h eo r e ． A se v e r y o n ek n o w s ．t h eo x i d a t eo r eo f l c a d z i n ci Sv e r yd i f f i c u l tt or e c o v e ru t i l i z e d ．T h et e s ts h o w st h a t w h e nat e c h n o l o g i c a lp r o c e s so ff l o a t a t i o ns e p a r a t i o nb yp r e f e r e n t i a ls e p a r a t i o nl e a da f t e rs e p a r a t i o nz i n ct h e f l o a t a t i o nc i r c u i ti Sr e a s o n a b l ea n dt e c h n i c a lt a r g e tm o r eg o o d ．T h er e s u l t sf r o mc l o s e dc i r c u i tf l o a t a t i o nt e s t a r e t h el c a dc o n c e n t r a t eg r a d em o r e7 0 ％c o n t e n tz i n cs m a l l e rt h a n3 ％．z i n cc o n c e n t r a t eg r a d em o r e5 3 ％ c o n t e n tl e a ds m a l l e rt h a n1 ％，a c h i e v et h eg o a lo fs e p a r a t i o nl e a d - z i n c ．T h ef l o a t a t i o nt a i l i n go f l e a d s u l f i d ei Ss e l e c t e dt ob er e m o v eo x i d a t e1 e a da n d r e d u c el e a dc o n t e n ti nt h ez i n c 7 Ss e l e c t e dr a wm a t e r i a l a n di no r d e rt or e d u c et h el c a dc o n t e n ti nz i n cc o n c e n t r a t e ．O x i d a t ez i n ci Sr e c o v e r e d b yg r a v i t y c o n c e n t r a t i o n 。t e c h n o l o g yi Sp r a c t i c a b l e ． K E YW o R D S l e a d z i n co r e ；o x i d eo r e ；f l o t a t i o n ；r e s e a r c h i n g 万方数据