陕西某含碳混合锌矿石选矿试验研究.pdf

2 0 1 0 年第6 期有色金属 选矿部分 9 陕西某含碳混合锌矿石选矿试验研究 霍利平，段珠，刘志泳 天宙矿业科技开发有限责任公司，西安7 1 0 0 6 1 摘要该矿位于陕西南部。原矿锌品位2 ．7 7 ％，其中含碳1 3 ．1 0 ％，氧化锌占1 2 ％。采用预先脱碳、先硫后氧 工艺硫程，获得硫化锌精矿品位5 6 ．1 5 ％、锌回收率8 5 ．5 6 ％。氧化锌精矿品位3 4 ．9 0 ％、锌回收率9 ．3 7 ％，锌的总回收 率9 4 ．9 3 ％的较好指标。 关键词氧化锌；脱碳；浮选 中图分类号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 1 0 0 6 - 0 0 0 9 - - 0 4 我国铅锌资源十分丰富，遍布全国各地，全国 铅锌生产矿山数百个，铅锌比例为1 l 至l 5 ， 锌含量较高，目前已知的锌矿物5 8 种，工业利用有 7 种，其中闪锌矿约占锌矿总量的9 0 ％以上[ 1 ] 。由 于氧化锌矿石结构复杂，含泥高，迄今对氧化锌矿 石的回收仍不令人满意。因此在有效回收硫化锌的 同时，综合回收氧化锌矿物显得十分有意义。 1 矿石性质 陕西某地含碳混合锌矿为海相沉积成因的碳酸 表1 T a b l e1 盐类型，矿石中主要金属矿物为闪锌矿、黄铜矿、 黄铁矿、褐铁矿、菱锌矿等，主要脉石矿物为白云 石、方解石、石英、碳质，碳以有机碳为主。 闪锌矿主要呈自形、半自形或它形粒状晶体，嵌 布粒度不均匀。氧化锌矿物主要为菱锌矿，嵌布 呈很细小的粒状晶体，粒径一般为0 ．0 0 5 ～0 ．0 1 m m ， 并与黄铜矿形成锌、铜硫化物固溶体结构。脉石 矿物主要为白云质灰岩，9 0 ％以上为硅化白云质 大理岩。原矿多元素及锌物相分析结果见表1 、 表2 。 小型试验原矿多元素分析结果 T h em u l t i - a n a l y s i sr e s u l t so fs m a l l s c a l et e s to fr u n - o f - m i n eo r e％ 成分 圣 竺些 垒垒皇竺鉴 Q ．翌 翌兰 竺竺壁1 2 ．7 7O ．0 0 6O ．0 3 80 ．0 0 21 ．8 9 4 ．4 1 9 ／t 1 ．8 5O ．0 6 91 2 ．7 8 2 9 ．4 51 8 ．9 7 1 3 ．0 1 质量分数 表2原矿锌物相分析结果 T a b l e2T h ea n a l y s i sr e s u l t so fz i n cp h a s e％ 2 浮选条件试验研究 2 ．1 脱碳与不脱碳试验 在粗磨细度- 7 4 1 x m6 5 ％条件下，加松醇油2 4 矾， 进行脱碳与不脱碳试验。试验结果见表3 。表3 试 验结果说明，采用预先脱碳浮选，可获得锌品位 收稿日期2 0 1 0 ．0 7 2 6 作者简介霍利平 1 9 7 8 - - ，男。陕西榆林人，工程师。 4 0 ％以上的锌精矿，而不脱碳浮选，锌精矿品位不 到3 0 ％，碳对锌精矿品位影响明显。 2 ．2 磨矿细度试验研究 原矿预先脱碳后按“先硫后氧”原则，并以硫 化锌为主进行了磨矿细度试验。试验条件为石灰 1 0 0 0 9 ，t 、硫酸铜4 0 0 9 ／t 、3 1 号黑药6 0 趴、丁基黄 药4 0 趴。试验结果见图1 。图l 磨矿细度试验结果 说明，当磨矿细度达到- 7 4 斗m6 5 ％时，可获得锌 品位4 5 ％、锌回收率8 7 ％以上锌精矿。磨矿细度 再增加锌回收率略有上涨，但锌品位却大幅度下 降，因此确定磨矿细度为一7 4 v L m6 5 ％。 万方数据 1 0 有色金属 选矿部分2 0 1 0 年第6 期 表3脱碳与不脱碳试验结果 T a b l e3T h er e s u l t so fd e c a r b u r i z a t i o na n dn o d e c a r b u r i z a t i o n ％ 堡 趔 碚 啦 堡 静 善 国 歆 ’ 磨矿细度／- 7 4 1 m m ％ 图l 磨矿细度对浮选的影响 F i g ．1 T h er e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t l 锌品位；2 锌回收率；下同 2 ．3 p H 值对浮选结果的影响 石灰是硫化锌浮选常用的p H 值调整剂，石灰 不仅价廉，还可以有效地抑制黄铁矿，而且对矿泥 有凝聚作用。与其它调整剂对比表明，石灰对该矿 样浮选效果比较理想。图2 试验结果说明，p H 值 1 0 左右为宜，p H 1 1 时，由于泡沫黏度增加，矿 泥及杂质带入锌精矿，导致浮选过程恶化。 2 ．4 硫酸铜对试验结果的影响 硫酸铜是闪锌矿的有效活化剂，由于硫酸铜是 强酸弱碱的盐，在水中完全电离，使溶液呈弱酸 性，因此最好在酸性或中性矿浆中使用。但实际生 产中矿浆p H 值受各种药剂的影响，C u 2 活化闪锌 矿只能在碱性矿浆中进行，此时一部分铜离子变成 碱式铜[ 2 | ，因而消耗了硫酸铜用量。图3 试验结 果说明，随着硫酸铜用量的增加锌品位和锌回收率 都在上升，而硫酸铜用量大于5 0 0 9 ／t 时，锌品位和 回收率逐渐下降。确定硫酸铜用量5 0 0 9 ／t 为宜。 2 ．5 捕收剂3 1 号黑药对浮选的影响 硫化锌经硫酸铜活化后，常采用丁基黄药浮 选，而3 1 号黑药是2 5 号黑药加入6 ％的白药，专 承 、 静 擎 凰 嚣 p H 图2 p H 值对浮选的影响 F i g ．2 T h et e s tr e s u l t sd i f f e r e n tp Uc o n d i t i o n 堡 趔 咯 墩 硫酸铜用量／ g ‘t 。 图3 硫酸铜对浮选的影响 F i g ．3 T h et e s tr e s u l t sC u S 0 4d o s a g e 零 、 褂 擎 匣 嚣 门用于捕收闪锌矿、方铅矿等矿物[ 3 ] 。单独采用 3 1 号黑药锌品位和锌回收率均比丁基黄药分别高 2 ％一3 ％，比3 1 号黑药与丁基黄药联合加药也高出 1 ％～2 ％。而且3 1 号黑药有一定的起泡效能，省去 了松醇油。图4 试验结果说明，3 1 号黑药用量 1 0 0 9 ／t 为宜。 堡 趔 遥 墩 堡 褥 娶 固 滋 3 1 号黑药用量， g t _ 1 图4 捕收剂3 1 号黑药对浮选的影响 F i g ．4 T h er e s u l t so f31 a e r o f l o a t d o s a g et e s t 2 ．6 硫化钠对氧化锌浮选的影响 在确定了硫化锌浮选条件后，对氧化锌浮选进 行了硫化钠用量试验。硫化钠是有色金属氧化矿的 5 5 5 5鹕踮38盯盯％嘶骶 烈∞鲫弘”拍弘弘躬 嬲盯嘶鲢明驺眈龇印 万方数据 2 0 1 0 年第6 期霍利平等陕西某含碳混合锌矿石选矿试验研究 1 1 有效硫化剂，其硫化速度与硫化钠用量及矿浆p H 值 等冈素有关㈨。图5 试验结果说明，随着硫化钠用 量的增加，氧化锌精矿品位有所上升，但锌回收率 有所下降，这是囚为硫化钠用量过大，矿浆p H 值过 高。因此确定硫化钠用量5 ．0 k 矾左右为宜。 逛 趔 碹 戏 冰 ＼ 替 善 回 墩 硫化钠用量／ k g t - 1 图5 硫化钠对氧化锌浮选的影响 F 培．5 3 h eo f f e c t so fN a 2 Sd o s a g eo nt h ez i n co x i d ef l o t a t i o n 2 ．7 十二胺用量对氧化锌浮选的影响 由于该矿为碳酸盐类型矿，钙镁含量较高，该 类型氧化锌矿石适宜采用硫化后伯胺法浮选[ 5 ] 。 图6 试验结果说明，随十二胺用量的增加，锌回收 率有明显上升，但锌精矿质量逐渐下降，十二胺用 量1 0 0 9 t 足以使氧化锌得到有效的回收。 零 、 翅 磕 靠 十二胺用蘑／ g t 4 零 、 瓣 善 匿 敲 图6 十二胺对氧化锌浮选的影响 F i g ．6 T h ee f f e c t so fC12 - a i k y ip r i m a r ya m i n e d o s a g eo nt h eg r a d ea n dr e c o v e r yo fc o n c e n t r a t e 2 ．8 闭路试验 在优化条件试验基础上进行了浮选闭路试验， 由于中矿返回，使矿浆中药剂浓度增加，因此，对捕 收剂用量进行了适当的调整。闭路试验流程见图7 ， 试验结果见表4 。 2 ．9 锌精矿主要成分分析及氧化锌精矿锌物相分析 为了考察锌精矿质量及氧化锌回收效果，对闭 路最终精矿进行了化学多元素分析．对氧化锌精矿进 原矿 浮选、搅拌时间m i l l 氧化锌精矿 图7 闭路试验流程 F i g ．7 T h ef l o w s h e e to fc l o s e d - c i r c u i tt e s t 表4闭路试验结果 T a b l e4T h er e s u l to fc l o s e 幽i r c u i tt e s t ’％ 行了锌物相分析。分别见表5 、表6 。从表5 可以看 出，闭路硫化锌精矿达到了国家新颁发的y s r F 3 2 0 2 0 0 7 一级精矿质量标准，铜、铅、铁、砷、S i O 杂质含量也符合要求。从表6 锌物相结果说明，氧 化锌精矿锌的回收率达到了7 3 ％以上。 表5 锌精矿主要成分分析结果 T a b l e5T h ea n a l y s i sr e s u l to fz i n cc o n c e n t r a t e ％ 4 2 0 8 6 4 2 0 万方数据 1 2 有色金属 选矿部分 2 0 1 0 年第6 期 表6 T a b l e 氧化锌精矿锌物相分析结果 6 A n a l y s i sr e s u l to fz i n cp h a s ei nz i n co x i d e c o n c e n t r a t e％ 3 结论 1 该矿石为单一的混合锌矿石，碳质对锌精 矿有一定的影响，其它杂质含量较少，闪锌矿占锌 总量的8 8 ％左右。 2 采用“先硫后氧”工艺流程，在粗磨一7 4 1 山m 6 5 ％的条件下，预先脱碳，经一次粗选、两次扫 选、三次精选获得硫化锌精矿。其尾矿采用硫化钠 硫化后，十二胺作捕收剂浮选氧化锌，闭路试验获 得硫化锌精矿品位5 6 ．1 5 ％、锌回收率8 5 ．5 6 ％，以 及氧化锌品位3 4 ．9 0 ％、锌回收率9 ．3 7 ％，锌的总回 收率9 4 ．9 3 ％的较好指标。 3 矿石中氧化锌由于嵌布粒度在0 ．0 0 5 4 ．0 1 m m ， 难以解离，影响了氧化锌的回收。 4 试验流程结构合理，药剂制度简单，为工 业生产提供了一套合理的工艺流程。 参考文献 [ 1 ] 查贵嵩，夏珠荣，于文涌，等．中国有色金属选矿概览 [ M ] ．北京中国有色金属工业总公司，1 9 9 2 2 5 2 ． [ 2 ] 汪庭成，沈卫卫，王玉莲，等．新疆阿舍勒铜矿强化锌硫 分离的试验研究与生产实践E J ] ．有色金属 选矿部分 ， 2 0 0 9 3 1 _ 4 ． [ 3 ] 见百熙．浮选药剂[ M ] ．北京冶金工业出版社．1 9 7 9 2 5 3 ． [ 4 ] 胡为柏．浮选[ M ] ．北京冶金工业出版社．1 9 8 8 1 1 7 ． [ 5 ] 刘军．氧化铅锌浮选[ J ] ．矿业快报，2 0 0 6 1 0 2 7 2 8 ． E X P E R I M E N T A LS T U D YO NB E N E F I C I A T I O NO FAC A R B O N Z I N CM ⅨE DO R EI N S H A A N X I H U OL i p i n g ，D U A NZ h u ，L I UZ h i v o n g x i ’a nT i a n z h o uM i n i n gT e c h n o l o g yD e v e l o p m e n tC o ．，L t d ．，圈’a n7 10 0 6 1 ，C h i n a A B S T R A C T T h eo r eb u n di ns o u t hS h a n n x i ，t h eg r a d eo fr a wo r eo fz i n cw a s2 ．7 7 ％a n di n d u d i n gc a r b o n13 ．10 ％， z i n co x i d e1 2 ％．G o o db e n e f i c i a t i o ni n d e x e sc a nb eo b t a i n e db y r e m o v i n gc a r b o ni na d v a n c e a n d s u l p h u r i z a t i o nf i r s tt h e no x i d a t i o n t e c h n i c a lp r o c e s s ．T h ez i n cs u l p h i d ec o n c e n t r a t ec o n t a i n sz i n c5 6 ．15 ％w i t h t h er e c o v e r yo f8 5 ．5 6 ％．a n dt h ez i n co x i d ec o n c e n t r a t ec o n t a i n sz i n c3 4 ．9 0 ％w i t ht h er e c o v e r yo f9 ．3 7 ％． T h ez i n co v e r a l lr e c o v e r yr a t ew a s9 4 ．9 3 ％． K e Vw o r d s d e c a r b u r i z a t i o n ；z i n co x i d e ；f l o t a i o n 上接第3 9 页 AD E S I G N0 FF E E D 呵O R W A R DC O N T R O LF O RF L O T A T I O NC E L LL E V E L W A N GH e l 。L IY i n g g e n 君，W A N GH u a n g a n 9 1 ，X UW e n l i l 1 ．D e p a r t m e n to fA u t o m a t i o n ，T s i n g h u aU n i v e r s i t y ，B e i j i n g1 0 0 0 8 4 ，C h i n a ；2 ．B e i j i n g G 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 7 0 ，C h i n a A B S T R A C T O n ew a yt om a k ef l o t a t i o np e r f o r m a n c eb e t t e ri st oi m p r o v ec e l ll e v e lc o n t r 0 1 ．H o w e v e r ，t h el e v e lc o n t r o l p e r f o r m a n c eu s i n gt h et r a d i t i o n a lP I D - c o n t r o l l e ri Su n d e s i r a b l eb e c a u s eo fi n t e r a c t i o n sb e t w e e nt h ec e l l s ．T o o v e r c o m et h i s ，am o d u l a t i n gm e t h o do ft } l eP I D - c o n t r o l l e r s p a r a m e t e r s i S d e v e l o p e d ，w h i c hr e d u c e st h e i n t e r a c t i o ne f f e c t i v e l y ．A tt h es a m et i m e ．af e e d f o r w a r dc o n t r o Is t r a t e g yi Sd e v e l o p e dt os p e e dt h e a d j u s t m e n t ．T h ec o n t r o l l e rh a ss i m p l es t r u c t u r ea n dh a sb e e ns u c c e s s f u l l ya p p l i e dt oaf l o t a t i o ns y s t e mi na n i n d u s t r i a l s e t t i n g ． K e yw o r d s c a s c a d e df l o t a t i o nc e l l s ；l e v e lc o n t r o l f e e d - f o r w a r dc o n t r o l ；P I Dc o n t r o l 万方数据