石柱难选氧化铅锌矿石选矿工艺研究.pdf

2 0 0 9 年第3 期有色金属 选矿部分 5 石柱难选氧化铅锌矿石选矿工艺研究 杨玉珠 昆明冶金研究院选矿研究部昆明6 5 0 0 3 1 摘 要对原矿含一l O l L L m 达4 8 ．8 ％、氧化率9 5 ．4 ％、硅酸锌与铁酸锌占3 6 ％的难选低品位氧化锌矿石成功地进行 了浮选。研究了矿泥、褐铁矿对浮选的影响，采用新的捕收剂组合，改善了浮选指标。 关键词难选氧化锌矿石；矿泥；组合捕收剂；十八胺 油酸 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 9 0 3 - 0 0 0 5 - 0 5 氧化铅锌矿石的组成变化繁多，选矿的难易程 度差别极大，矿石受泥化、氧化的程度。对其可选 性能以及工艺流程的确定，有很大的影响。 本文将介绍一个高度泥化的矿石的选矿工艺研 究成果。 1 矿石性质 石柱氧化铅锌矿是一个残积矿床，极可能是古 表1 T a b l e1 人采矿的废弃物料堆积而成，矿石品位不高，常年遭 受泥化并氧化，以致氧化程度极深，含泥量极高。 1 ．1 多元素及物相分析 原矿化学组成与锌物相分析结果分别见表1 、 表2 。 矿石的铅、锌品位均不高，且氧化率极高。锌 的氧化率高达9 5 ．4 ％，而且有3 6 ％为硅酸盐和铁酸 锌等，可浮性较好的碳酸锌类仅5 9 ．3 ％。 原矿多元素分析结果 T h ea n a l y s i sr e s u l t sm u h i - e l e m e n to fr u n - o f - m i n eo r e ％ 垂室些垫垒 垒生垒丝 鲤塑璺曼 Q坚鲤墅Q 垒 塑 质量分数0 ．9 2 3 ．0 50 ．1 91 ．9 7 O ．0 0 51 1 ．8 80 ．0 3 79 ．20 ．1 31 ．3 4 1 ．1 05 1 ．2 31 2 ．2 3 表2锌物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i sr e s u l t so fz i n cp h a s e ％ 相 别碳酸盐c p 锌硅酸盐中锌硫化物中锌铁酸锌及其它锌总锌氧化率 。曼寰苎 L 8 1o ．8 50 ．1 4o ．2 53 ．0 5 9 5 ．4 1 锌分布率 5 9 ．3 42 7 ．8 74 ．5 98 ．2 01 0 0 ．0 矿石中还含有约12 ％的铁，相当于褐铁矿物类 约占矿石概量的2 0 ％左右。在形成矿石氧化带的过 程中，褐铁矿常常吸附、交换锌离子，这也是矿石 中铁酸锌相含量高的原因。 根据工艺矿物学的研究，矿石中主要的金属矿 物为异极矿、菱锌矿及少量白铅矿，脉石矿物主要 是石英、褐铁矿、绿泥石等。 1 ．2 矿石的粒度组成 对未经破碎的原矿样进行了筛析与水析，其结 果列于表3 。 收稿日期2 0 0 9 0 1 - 0 6 作者简介杨玉珠 1 9 6 3 一 ，女，云南建水人，高级工程师。 表3原矿筛分分析结果 T a b l e3S c r e e na n a l y s i sr e s u l t so fr u n - o f - m i n eo r e ％ 矿石的另一大特点就是泥化特别严重。未经破碎 的原矿，- 7 4 1 山m 的级别金属分布率就占3 “ 6 7 ．2 6 ％， 万方数据 6 有色金属 选矿部分 2 0 0 9 年第3 期 一1 0 斗m 级别金属分布率高达7 7 ．2 5 ％，一5 肛m 级别产 率有4 5 ．6 ％，这在一般矿石中是极为少见的。一5 1 a , m 级别中锌金属分布率有2 2 ．7 5 ％，这一部分金属显然 难以回收。 1 ．3 矿物的嵌布特征 在工艺矿物学研究中，采用电子显微镜分析测 定了氧化锌矿物的产出粒度和嵌布状态，发现矿石 中氧化锌矿物的产出粒度极不均匀。一些单体氧化 锌的粒度可达1 ～2 m m ，也有不少氧化锌矿物的粒度 只有3 ～5 l x m ，它们多数是被氧化铁矿物包裹或与之 连生。微细粒、呈包裹状的氧化锌矿物，也会造成 回收困难。 2 氧化锌矿物回收工艺研究 为了回收矿石中的氧化锌矿物，我们采用常规 的胺法浮选工艺，并对影响胺法浮选的主要因素进 行了研究。 2 ．1 矿泥问题 胺法浮选氧化锌，最重要的影响因素是矿泥， 一般来说，采用胺法浮选之前是需要脱除矿泥的。 近来有不少关于不脱泥直接浮选氧化锌的报道，但 真正在生产上实现了的选矿厂仍然为数不多。事实 上，胺法浮选并不是完全不允许矿泥存在，因为旋 流器脱泥，总不会把一5 斗m 细泥全部脱除干净，矿 浆中总有一定数量的一5 1 x m 细泥，只是对于不同的 矿石，允许存在的这种细泥是不尽相同的，这就是 为什么有的矿石可以做到不脱泥浮选，而另一些矿 石却做不到的重要原因之一。 石柱氧化矿石的含泥量特别高，不脱泥浮选显 然是困难的，我们对此进行了研究。 2 ．1 ．1 原生矿泥必须脱除 原矿含一l O l L L m 粒级产率高达4 8 ．4 4 ％，矿石破 碎磨矿后直接浮选，在矿浆浓度为2 0 ％～2 5 ％时，矿 浆在浮选槽内是糊状，无法进行浮选。因此，采取 将原矿在破碎前就进行洗矿、脱泥的办法，先除去 大量的原生矿泥。实验室采用中3 0 m m 旋流器在 咂力为2 4 5 k P a 的条件脱除矿泥。脱泥情况列于表 4 和表5 。 表4洗矿脱泥结果 T a b l e 4R e s u l t so fo r e w a s h i n ga n dd e s l i m i n g ％ 表5洗矿脱泥矿泥水析结果 T a b l e5 H y d r a u l i ca n a l y s i sr e s u l t so f o r ed e s l i m i n gp u l p ％ 可见，洗矿脱泥后，能脱出大部分矿泥，其产 率在5 0 ％以上，锌损失率在2 5 ％左右，矿泥中绝大 部分是微细粒，一5 1 x m 粒级占矿泥的7 8 ％，锌损失 占矿泥中锌总损失的8 0 ％，这部分物料显然不应进 入选矿作业。 2 ．1 ．2 次生矿泥的影响 原生矿泥脱泥后，再破碎、磨矿然后浮选氧化 铅和氧化锌。磨矿时，又生成了一些次生矿泥，是 否需要脱除，也进行了研究对比，试验结果列于 表6 。 表6 T a b l e 磁选后脱泥与不脱泥对比试验结果 6R e s u l t so fc o m p a r i s o nt e s t sb e t w e e nd e s l i m i n g a n du n d e s l i m i n ga f t e rm a g n e t i cs e p a r a t i o n ％ 不脱除次生矿泥，是可以进行胺法浮选氧化锌 的，粗精矿含锌1 7 ．3 3 ％时，浮选作业回收率达 7 3 ．7 2 ％ 对原矿为5 7 ．0 6 ％ ，这说明次生矿泥的干 万方数据 2 0 0 9 年第3 期杨玉珠石柱难选氧化铅锌矿石选矿工艺研究 7 扰要比原生矿泥小得多；同时，根据对脱除原生矿 泥的结果 表1 、2 、3 计算可知，在脱除原生矿泥 时，一5 斗m 的脱除率为8 9 ．3 2 ％，脱出量为4 0 ．7 3 ％， 仍有4 ．8 7 ％的- 5 I 止m 原生矿泥残留在洗矿沉砂中，磨 矿后不脱泥就浮选氧化锌，它们也并没有破坏浮选 过程，由此证实用胺法浮选氧化锌时，是允许在矿 浆中存在一定数量的矿泥的。但是，脱除次生矿泥 后，虽然矿泥产率有1 0 ％～1 5 ％，锌损失5 ％以上， 仍然改善了浮选指标，使回收率略有提高，这也说 明一l O p 。m 细泥仍然有一定的干扰作用，而且这些细 泥中的氧化锌在浮选时是难以进入精矿的。 2 ．2 捕收剂问题 2 ．2 ．1 矿样中氧化锌矿物的可浮性极差，需大量捕 收剂才能较好地浮游 一般采用长碳链第一胺来浮选氧化锌矿石，胺 的用量大多在1 0 0 ～3 0 0 9 ／t ，但石柱这个以硅质脉石 为主的氧化锌矿石，在上述用量下氧化锌基本不上 浮 见图1 ，只有当一次加入6 0 0 9 ／t 以上的十八胺 后，氧化锌才有较好的回收率，这显然是与这些矿 石长期堆积受强烈泥化、氧化有关。 毒 蔷 墩 图1 八胺用量对精矿品位及回收率的影响 F i g ．1 T h ee f f e c t so fC18 - a i k y i p r i m a r y a 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 1 精矿回收率；2 - 精矿品位 2 ．2 ．2 采用油酸与十八胺混合使用，可以改善浮 选指标，大幅度减少胺的用量 采用混合胺，或者将胺与黄药、胺与其它螯环 类阴离子捕收剂混用，可以改善氧化锌矿石的浮选 指标，但是，还没有见过将胺与脂肪酸混用的报道， 这是由于多数氧化锌矿石总是含有较多的碳酸盐脉 石的缘故。针对石柱氧化锌矿石中碳酸盐脉石少的 特点，我们尝试将胺与油酸混用，取得良好的效果。 试验结果列于表7 。 表7 T a b l e 浮选氧化锌油酸用量试验结果 7R e s u l t so fo l e i ca c i dd o s a g ec o n d i t i o nw h e n z i n co x i d ef l o t a t i o n％ 添加5 0 加油酸与十八胺配合，可以使十八胺的 用量减少1 1 3 2 0 0 9 ／t ，与单独采用6 0 0 ～8 0 0 9 ／t 十八 胺相比，回收率提高5 ％一8 ％。但是进一步提高油酸 用量，并不能取代十八胺，也没有更多地改善浮选 指标。 我们的研究表明，将胺与油酸组成混合捕收剂- 使用，对于某些氧化锌矿石的浮选是有益处的。 2 ．3 硫化剂问题 与捕收剂耗量特大的情况相反，石柱氧化锌 矿石浮选时，对硫化钠的需要量不大。试验结果见 图2 。 翥 蔷 墩 硫化钠用量／ g t ‘1 图2 浮选氧化锌硫化钠用量试验结果 F i g ．2R e s u l t so fN 帮d o s a g ew h e nz i n co x i d ef l o t a t i o n l 精矿品位；2 精矿回收率；3 总回收率 冰、犁遥站 加堪托M 住m 8 6 4 2 O ∞巧加酪∞铬∞钙∞弱∞巧∞岱m， ∞龉舳；。加酪∞铬鼬钙∞”如 万方数据 8 有色金属 选矿部分2 0 0 9 年第3 期 采用2 0 0 0 加硫化钠就能获得很好的浮选结果， 这在氧化锌矿石浮选中是不多见的。由于试验中我 们采用的捕收剂是十八胺 油酸的组合捕收剂，很 可能是适量加入油酸后，也能使硫化钠用量有所 下降。 2 ．4 氧化铁矿物的影响 矿石含有较多的氧化铁矿物，主要是呈褐铁矿 的形态存在，它们对浮选指标的影响表现在两个方 面，一是消耗药剂，二是增加锌的损失。采用强磁 选除去大部分氧化铁矿物之后，再进行氧化锌浮选， 可以改善浮选指标 见表8 。与不磁选除铁相比 较，除铁后可以使胺的用量减少1 ，3 ，这表明褐铁矿 物是消耗浮选药剂的；另外，铁产品中的锌品位比 较高，说明褐铁矿中包裹有极细的氧化锌矿物，有 的锌可能是呈类质同像状态存在，这些锌不可能回 收到氧化锌精矿中。 表8浮铅尾矿磁选与不磁选对比试验结果 T a b l e8R e s u l t so fc o m p a r i s o nt e s t sb e t w e e nm a g n e t i c s e p a r a t i o na n du n m a g n e t i c - s e p a r a t i o no ft h e t a l l i n g so fl e a df l o t a t i o n ％ 但是，浮铅尾矿不磁选，直接脱泥选氧化锌， 只要较大幅度地增加硫化钠和捕收剂用量，浮选效 果也与浮铅尾矿磁选脱泥后选氧化锌效果一致。增 加药剂用量与增加强磁选作业相比较，仍以增加药 剂用量为妥。 3 合理的工艺流程 通过试验研究，确定采用图3 所示的工艺流程 处理石柱的氧化锌矿石。 1 预先脱除原生矿泥。既可以改善浮选指标， 又可以减少选矿厂处理量达5 0 ％，还可以保证碎矿 流程畅通。 2 设立氧化铅浮选循环。采用简单的药剂回 收一部分氧化铅矿物，提高经济效益。 3 不采用磁选除铁，而采用第二次脱泥作业。 脱除次生矿泥，可以保证生产稳定进行，又不致使 流程过于复杂。 原矿 氧化锌精矿尾矿 图3 石柱的氧化锌矿石选矿工艺流程 F i g ．3 T h em i n e r a lp r o c e s s i n gf l o w s h e e to f z i n co x i d e o r ei nS h i z h u 4 结语 1 对于含原生矿泥 一l O m 高达5 0 ％、严 重泥化、氧化的氧化锌矿石，成功地进行了浮选， 研究得出了合理的工艺流程。 万方数据 2 0 0 9 年第3 期杨玉珠石柱难选氧化铅锌矿石选矿工艺研究 9 2 在胺法浮选氧化锌的工艺中，矿泥的影响是 很大的，其中，原生矿泥的影响比次生矿泥大得多。 浮选过程中能允许一定数量的矿泥存在，但不能 太多。 3 褐铁矿对氧化锌的浮选也有比较大的干扰。 4 采用新的捕收剂组合将油酸与胺混用， 可以改善浮选效果，降低药剂消耗，对一些钙镁矿 物含量较少的矿石，是很有意义的。 参考文献 [ 1 ] 孙传尧．当代世界的矿物加工技术与装备第十届选矿 年评 王福良等．铅锌矿石选矿 [ M ] ．北京科学出版社， 2 0 0 6 ．8 7 一l1 8 ． [ 2 ] 孙传尧．当代世界的矿物加工技术与装备第十届选矿 年评 朱建光．选矿药剂 [ M ] ．北京科学出版杜， 2 0 0 6 ．3 7 8 3 9 2 ． [ 3 ] 石道民．杨敖．氧化铅锌矿石浮选[ M ] ．昆明云南科技出 版社，1 9 9 6 ．8 7 11 8 S T U D Yo NM I N E R A LP R O C E S S I N GT E C H N O L O G0 FT H ER E F R A C T o R Y o X I D I Z E DL E A D Z I N Eo R ED I iS H I Z H U Z a ⅣGY u z h u T h eM i n e r a lP r o c e s s i n gC e n t e ro fK u n m i n gM e t a l l u r g yR e s e a r c hI n s t i t u t e ，K u n m i n g 6 5 0 0 3 1 ，C h i n a A B S T R A C T F l o t a t i o no far e f r a c t o r yl o wg r a d ez i n co x i d eo r e ，w i t ht h ey i e l do f - 1 0I x ms i z ef r a c t i o no f4 8 ．8 ％，t h e o x i d i z a t i o nr a t ea sh i g h e ra s9 5 ．4 ％，t h ec o n t e n to fz i n cs i l i c a t ea n dz i n cf e r r i t eo f3 6 ％，h a sb e e ns u c c e s s f u l l y c a r r i e do u t ．A n dt h ee f f e e to fs l i m ea n dl i m o n i t eo ns e p a r m i o nw a si n v e s t i g a t e d ．B yu s i n gt h en e wc o m b i n e d c o l l e c t o r s ，f l o t a t i o ni n d e x e sw e r ei m p r o v e d ． K e yw o r d s r e f r a c t o r yz i n co x i d eo r e ；s l i m e ；c o m b i n e dc o l l e c t o r s ；C 1 8 - a i k y ip r i m a r ya m i n e o l e i ea c i d 岔 命 岔 僚 岔 岔 仓 岔 岔 岔 岔 仓 岔 岔 命 岔 仓 偷 岔 岔 徐 岔 岔 岔 金 岔 仓 命 岔 岔 岔 岔 命 岔 上接第2 1 页 M I N E R A LP R o C E S S I N GR E S E A R C Ho NL o W G R A D EP H o S P H A T Eo R E l 可X i n w e n ，Y A N GX i a o j u n ，G A OR o n g x i ，M A OS u r o n g ，C H E NF u l i n C h e n g d uM i n e r a lR e s o u r c e sT e s t i n gC e n t e ro fM i n i s t r yo fL a n da n dR e s o u r c e s ，C h e n g d u 6 1 0 0 8 1 、C h i n a A B S T R A C T A ni n - d e p t hr e s e a r c ho nal o w - g r a d ep h o s p h a t eo r e ，w i t ht h en e wt y p eo fc o l l e c t o rT F - - 6 6 ．A c c o r d i n gt o t h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h eo r e - m a g n e s i ap h o s p h o r i t e ，r e v e r s e - f l o t a t i o nt e s t sc a r r i e do u t ，u s i n gs u l f u r i ca c i da n d T F - - 6 6 ，p h o s p h a t ec o n c e n t r a t ew i t h3 5 9 4 ％P 2 0 5 ，a n dt h er e c o v e r yr a t eo fp h o s p h o r u si s 8 8 ．2 7 ％．T e s tf o rt h e e x p a n s i o no fs t a b l eo p e r a t i o n7 2h o u r s ，w eo b t a i n e dt h eq u a l i f i e dp h o s p h a t ep r o d u c t s ，w i t hay i e l do f51 A 7 ％， 3 6 ．1 5 ％g r a d ea n dr e c o v e r yr a t eo f9 0 ．7 6 ％，t h eM s Oc o n t e n ti so n l y0 ．8 3 9 ％i nc o n c e n t r a t e ，w i t h3 ．9 0 ％P 扣5 i nt h et a i l i n g s ．T h i st e s tr e c e i v e dav e r yg o o dt e c h n i c a li n d e x ，a n da ne f f e c t i v ew a yh a sb e e nf o u n df o rt h e l o w - g r a d em a g n e s i ap h o s p h o f i t eo ft h ed e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o n ． K e yw o r d s p h o s p h a t eo r e ；r e v e r s e - 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