难选氧化铅锌矿硫化焙烧机理与浮选试验研究.pdf

1 0 8 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年增刊 d o i 1 0 3 9 6 9 ，j ．i s s m l 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 3 ．z 1 ．0 2 7 难选氧化铅锌矿硫化焙烧机理与浮选试验研究 石云良，刘苗华，肖金雄，陈军，陈启平 长沙矿冶研究院有限责任公司，长沙4 1 0 0 1 2 摘要云南省兰坪县有几百万吨金属量储量的难选氧化铅锌矿，这种难选的氧化铅锌矿通过常规氧化矿的选矿方法 很难得到有效回收。原矿经过硫化焙烧，使氧化铅锌矿表面生成硫化铅锌矿，再采用常规的硫化矿浮选方法，混合浮选可获 得混合精矿铅品位7 ．8 5 ％、锌品位3 4 ．2 4 ％，铅回收率7 9 ．1 3 ％，锌回收率7 9 ．0 4 ％。 关键词氧化铅锌矿；硫化焙烧；浮选 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 3 s o 一0 1 0 8 0 4 随着人类对锌的需求日趋增加以及锌资源日益 枯竭，开发和利用氧化锌矿越来越受到人们高度重 视。然而由于氧化锌矿物种类繁多，矿物组成复 杂，嵌布粒度较细，可溶性盐含量高，目前常规浮 选效果还不能令人满意。目前处理氧化锌矿的工艺 主要有硫化浮选法、脂肪酸直接浮选法、冶金方 法等，其中硫化浮选法应用最广。硫化浮选法通常 是采用硫化剂首先对氧化矿进行硫化处理，然后运 用硫化矿的浮选方法对其进行回收，常用的捕收剂 是胺类和黄药。 硫化剂在矿物颗粒表面发生硫化反应，从而在 矿物表面形成一层硫化物，这样就可以用黄药或硫 氮类药剂按照常规的硫化矿方法选别。 余江鸿等⋯针对四川省甘洛县某铅锌矿矿石 氧化程度高、矿物嵌布粒度粗细不均、易泥化的矿 石性质，采用先硫化浮铅，然后脱泥浮锌的工艺流 程，并选用浮铅的高效辅助捕收剂S 一8 和氧化锌矿 物的胺类组合捕收剂A _ 9 ，使铅、锌得到了较好的分 选，获得了锌精矿锌品位3 8 3 1 ％，锌回收率8 1 ．8 3 ％。 王宏菊等㈨针对越南某氧化率大于9 3 ％，且 矿物成分复杂、主要为菱锌矿的氧化锌矿，采用了 硫化钠硫化，用K Z F 作捕收剂进行捕收的方法回 收氧化锌，获得了锌品位为4 3 ．1 7 ％，锌回收率为 8 7 ．2 3 ％的理想结果。 黄承波等[ s ] 针对云南某低品位氧化铅锌矿， 其特点是嵌布粒度微细、伴生关系复杂、含泥量 大。采用硫化一黄药法，硫化一胺法，并在浮选过 程中，加入矿泥分散剂，对高铁氧化铅锌矿起到了 较好的回收效果。通过多种试验方案进行试验，获 得了含锌4 0 ．3 9 ％、锌回收率为7 5 ．8 5 ％的锌精矿。 叶雪均等[ 4 ] 对某大型白云岩铅锌矿的贫铅富 锌难选矿石，采用先浮铅后浮锌不脱泥主干流程进 行了试验研究。选锌作业中不脱泥，用六偏磷酸盐 与水玻璃分散矿泥和抑制脉石。可得到含锌4 5 ．3 ％、 回收率7 4 ．1 ％的锌精矿。 对氧化锌浮选捕收剂研究较多，以选择性强、 新型捕收剂、组合捕收剂以及调整剂等的研究为主。 主要解决矿物复杂，以及消除矿泥和可溶性盐影响 等方面难题，在一定程度上也获得较好的结果。 此外，难选氧化铅锌的预处理后再浮选，能处 理目前不能利用的矿石，受到日益重视。预处理的 方法包括预先脱泥、硫化处理后再进行浮选的工 艺，取得了较好的效果，实践证明是可行的。 可见，经过很多选矿工作者实践研究和改进， 对氧化锌矿选别方法在实验室和工业中已经取得了 一些较大的进步，但大部分方法只能针对容易选别 的矿石；部分方法由于对技术和 或 经济要求较 高，还不能达到工业化规模。对于低品位难选氧化 矿石的处理，目前尚没有较好的选别方法。 1 试验设备与药剂 试验设备主要是实验室小型试验设备，如 X M B 一6 7 型棒磨机 每次磨矿1k g ，X F G 一6 3 型 浮选机 0 ．5 1 ．5L ，S X 一5 1 2 箱式电阻炉等。主 要药剂为工业品丁基黄药、乙基黄药、松醇油以及 分析纯六偏磷酸钠等。 基金项目科技部科研院所技术开发研究专项资金项目 2 0 1l E G 11 3 2 8 8 箨薯品羿；2 石0 云1 3 - 良1 0 i 2 0 1 9 6 4 一 ，男，湖南邵阳人，博士，从事有色金属选矿工艺研究。作者简介石云良一 ，男，湖南邵阳人，博士，从事有色金属选矿工艺研究。 万方数据 2 0 1 3 年增刊石云良等难选氧化铅锌矿硫化焙烧机理与浮选试验研究 1 0 9 2 试验样品与方法 试验样品为兰坪铅锌矿的砂岩型和灰岩型，} 昆 合比例为1 1 。5 ，多元素分析见表1 。 混合样中铅的化学物相分析结果 ％ 氧化 铅5 9 ．6 l 、硫化铅1 7 ．3 1 、铅铁矾2 3 ．0 8 ，铅氧化率 8 2 ．6 9 ％；锌的化学物相分析结果 ％ 氧化锌 6 7 ．4 4 、硫化锌1 7 ．9 4 、硅酸锌1 4 ．6 2 ，锌氧化率 8 2 ．0 6 ％。 可以看出，可回收的主要元素是铅、锌，可伴 生回收的元素是镉。矿石肉眼下部分为结构较为松 疏的黄褐色或灰褐。灰黑色块状，部分为土状或碎 表l混合样多元素分析结果 ／％ 屑状。经镜下鉴定、x 射线衍射分析和扫描电镜分 析综合研究表明，混合样中锌矿物包括闪锌矿、菱 锌矿和异极矿，铅矿物有方铅矿、白铅矿和铅矾， 其他金属硫化物主要是黄铁矿和少量的毒砂；脉石 矿物以石英和方解石为主，次为玉髓、白云石、重 晶石、高岭石、长石、绢云母、绿泥石、石膏和褐 铁矿，其它微量矿物尚见锆石、黝帘石、金红石和 榍石等。 3 试验结果 3 ．1 焙烧条件试验 称取适量的混合样，配入一定的还原剂 煤 和添加剂，放人已升至一定温度的箱式电阻炉中， 焙烧适当时间后取出直接水冷，焙烧矿经破碎、磨 矿后进行浮选，焙烧条件的优劣由浮选试验结果来 评价。焙烧条件主要进行了焙烧温度及时间、还原 剂煤的种类及用量、添加剂种类及用量等试验。 3 ．1 ．1 预磨焙烧还原剂用量试验 试验矿样为一3m m 全粒级混合样，配入适量还 原剂华坪煤，充分混匀置入箱式电阻炉中，在7 5 0 ℃焙烧6 0m i n ，取出直接水冷，在棒磨机中磨至 一0 ．0 7 4l n l T l 占9 0 ％进行浮选，试验结果见表2 。 表2原矿预磨焙烧华坪煤用量条件试验结果 表2 结果表明，随着华坪煤用量的增加，浮选 精矿产率不断增加，铅锌回收率也逐步提高，但浮 选精矿铅锌品位有所下降。适宜的华坪煤用量为 0 1 ．0 ％。 3 ．1 ．2 预磨焙烧添加剂种类试验 添加剂类型对预磨焙烧浮选指标的影响见表3 。 从表3 可看出，添加硫磺和硫铁矿进行预磨焙 烧，浮选效果较差，但添加助剂N a C l 进行预磨焙 烧取得了明显的效果。为此进行了用量试验。 表3原矿预磨焙烧添加剂种类条件试验结果 3 ．1 ．3 预磨焙烧助剂用量试验 助剂N a C l 用量对预磨焙烧浮选指标的影响见 表4 。 表4原矿预磨焙烧N a C I 用量条件试验结果 万方数据 1 1 0 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年增刊 表4 结果表明，随着助剂N a C I 用量的增加， 浮选精矿铅锌品位有所增加，铅回收率先增加后降 低，锌回收率有所降低。适宜的N a C l 用量为1 ％ 左右。 综上所述，预还原焙烧条件为，配人0 ．5 ％华 坪煤和I ％N a C l ，充分混匀，置入箱式电阻炉中， 在7 5 0o C 焙烧6 0m i n ，取出直接水冷。 3 ．2 浮选闭路试验结果 在条件试验及开路试验的基础上，进行了混合 浮选闭路试验。试验流程见图1 ，试验结果见表5 。 混合精矿 尾矿 图1混合浮选全流程闭路流程 表5混合浮选全流程闭路试验结果 表5 表明，按图1 所示的工艺流程进行一次粗 选、三次精选、两次扫选铅锌混合浮选闭路试验， 可获得混合精矿分别含铅7 ．8 5 ％，含锌3 4 ．2 4 ％， 铅回收率7 9 ．1 3 ％，锌回收率7 9 ．0 4 ％。 4 焙烧产品分析 4 ．1 浮选精矿的物相分析结果 混合浮选精矿锌物相分析结果 ％ 硫化锌 8 4 ．4 9 、氧化锌9 ．6 1 、其它锌5 ．9 0 。可见，混合浮 选精矿中锌基本是以硫化锌矿物形式存在，说明在 焙烧预处理过程中，原矿中的氧化锌转化成了硫化 锌矿物。 4 ．2 焙烧产品的S E M 分析 在确定了焙烧产物的物相后，将菱锌矿与黄铁 矿的硫锌摩尔比为0 ．5 9 和1 ．4 7 的焙烧产物进行了 镜下观察和电镜分析，图2 是硫锌摩尔比为0 ．5 9 时的焙烧产物颗粒光片的电镜面扫描分析图。 由图2 中的电镜面扫描图对比可知，在硫的面 扫描图上不难发现该矿物颗粒的横截面边缘硫含量 很高，该环带宽度约为5 ～1 0 斗m ，约为该颗粒横 截面直径的1 ／1 0 左右，而与此对应位置的氧的面 扫描图表明，氧含量比较低，可判断是硫占据了氧 的位置。 而硫锌摩尔比为1 ．4 7 时，焙烧产物的电子扫 描结果见图3 。 从图3 看出，焙烧后的矿物颗粒表面均为硫化 锌，表明随着硫锌摩尔比值的变大，颗粒横截面由 硫化锌形成的环带结构逐渐过渡到全部形成硫化锌。 5 结论 1 矿石的矿物组成较为复杂，铅、锌氧化程 度都较为强烈，氧化率分别为8 2 ．6 9 ％和8 2 ．0 6 ％。 2 较佳的焙烧条件为一3m m 全粒级混合 样，配入0 ．5 ％华坪煤和1 ％添加剂N a C l ，充分混 匀，置人棒磨机中预磨1 0r a i n ，预磨后置入箱式 电阻炉中，在7 5 0 ℃焙烧6 0m i n ，取出直接水冷。 3 原矿经过硫化焙烧后，再采用常规的硫化 矿浮选方法，混合浮选可获得混合精矿铅品位 7 ．8 5 ％、锌品位3 4 ．2 4 ％，铅回收率7 9 ．1 3 ％，锌回 收率7 9 ．0 4 ％。 4 利用物相分析、电子显微镜等现代技术手 段证实菱锌矿经硫化焙烧后已转化为硫化锌。 参考文献 [ 1 ] 余江鸿，周涛，刘守信．四川甘洛县某氧化铅锌矿石选 矿试验研究[ J ] ．金属矿山，2 0 0 9 1 2 7 7 7 9 ，9 8 ． [ 2 ] 王宏菊，刘全军，皇甫明柱，等．越南某氧化锌矿浮选试 验研究[ J ] ．矿冶，2 0 1 0 ，1 9 2 2 8 3 0 ． [ 3 ] 黄承波，魏宗武，林美群．云南某氧化铅锌矿选矿试验研 究[ J ] ．中国矿业，2 0 1 0 ，1 9 5 7 5 7 7 ． [ 4 ] 叶雪均．难选氧化铅锌矿石选矿试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 1 2 1 - 5 ． 万方数据 f i 云良等难选氧化铅锌矿硫化焙烧机理与浮选试验研究．1 1 1 ． d 硫的面扫描 锌的面扫描 e 铁的面扫描 图2 菱锌矿焙烧产物电镜面扫描图 菱锌矿和黄铁矿的硫锌摩尔比为0 ．5 9 d 铁的面扫描 e 氧的面扫描 图3 菱锌矿焙烧产物面扫描图 菱锌矿与黄铁矿的硫锌摩尔比为1 ．4 7 万方数据