新疆某富铁难选氧化铅银矿浮选试验研究.pdf

2 0 1 4 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 4 ．0 2 ．0 0 9 新疆某富铁难选氧化铅银矿浮选试验研究 刘旭，陈雯，李文风，刘卫 长沙矿冶研究院有限责任公司，长沙4 1 0 0 1 2 摘要新疆某富铁铅银矿石氧化率高，矿石性质复杂，易泥化，导致有用矿物的有效回收异常困难。试验根据矿 石特点，采用优先浮选工艺流程，组合用药强化铅、银回收，最终获得了铅品位6 0 ．1 2 ％、含银l5 3 6 ．6 8 趴，铅、银回收 率分别为1 7 ．3 1 ％和6 1 ．5 5 ％的硫化铅银精矿和铅品位5 8 ．1 0 ％、含银25 6 9 ．9 7 矾，铅、银回收率分别为3 6 ．8 3 ％和2 2 ．6 7 ％的 氧化铅精矿，实现了铅和银的有效回收。 关键词氧化铅银矿；浮选；组合用药 中图分类号T D 9 5 2 ；T D 9 5 3 ；T D 9 2 3 ．7文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 4 0 2 - - 0 0 3 5 - 0 6 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nF l o t a t i o no faR e f r a c t o r yL e a d - S H v e rO x i d eO r eo fX i n j i a n g L ／UX u ．C H E NW e n ，UW e n f e , w 。U _ I 】W e i C h a , w s l mR e s e a r c hI n s t i t u t eo f M i n i n ga n dM e t a l l u r g yC o ．，L t d ．，C h a n g s h a 4 】D D l 2 ，C h i n a A b s t r a c t I ti Sar i c h i I o nl e a d s i l v e r o r ew h i c hi Sc h a r a c t e r i z e d b yh i g h o x i d a t i o nl e v e l ， c o m p l i c a t e di np r o p e r t i e sa n de a s ys l i m i n gi nX i n j i a n gr e s u l t i n gi n t h ee x t r e m e l yd i f l i c u l ti n r e c y c l e o ft h e v a l u a b l em i n e r a l s ．B a s e do nt h eo r ep r o p e r t i e s ，p r e f e r e n t i a lp r o c e s sf l o w s h e e tW a sa d o p t e d ，a n dc o m b i n e d r e a g e n t sW a sa l s oa p p l i e dt os t r e n g t h e nt h er e c o v e r yo f l e a da n ds i l v e r ．F i n a l l yt h eP b A gs u l p h i d e c o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g6 0 ．1 2 ％P ba n d15 3 6 ．6 8g ／tA gw i t hr e c o v e r yo f1 7 ．3 1 ％a n d6 1 ．5 5 ％r e s p e c t i v e l y W a so b t a i n e d ．w h i l et h el e a do x i d ec o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g5 8 ．1 0 ％P ba n d25 6 9 9 7d tA gw i t hr e c o v e r yo f3 6 ．8 3 ％ a n d2 2 ．6 7 ％r e s p e c t i v e l yW a sr e c y c l e d ．S Ot h em i n e r a l so fl e a da n ds i l v e rw e r ec o m p r e h e n s i v e l yu t i l i z e d ． K e yw o r d s l e a d _ s i l v e ro x i d eo r e ；f l o a t a t i o n ；c o m b i n e dr e a g e n t 伴随着硫化铅矿的不断开发和日趋枯竭，氧化 铅已成为重要的铅原料，氧化铅资源的开发和回收 利用已经愈来愈受人们的重视。虽然我国的氧化铅 资源非常丰富，其可选性研究开始也已近一个世 纪，但由于氧化铅矿石所含矿物种类繁多，矿石结 构复杂、伴生组分很不稳定、含有大量的黏土矿 物、可溶性盐含量较高[ - ] 等原因，氧化铅的浮选 回收效果至今差强人意[ 2 - 3 ] 。特别是高硅高铁高氧 化率的复杂氧化铅矿石，对这类矿石如果没有合理 表1 1 铀l e1 的特别的选别技术来处理，就难以得到理想的回收 效果，其经济利用价值也就大打折扣。本研究针对 某高铁高氧化率难选氧化铅银矿石进行深入的选矿 试验研究，以制定合理有效的选矿工艺流程。 1 原矿性质 1 ．1 矿石化学分析 该矿石原矿样多元素化学成分分析结果如表 1 所示。主要元素的物相分析结果分别如表2 ～4 矿石的主要化学成分 M a i nc h e m i c a lc o m p o s i t i o na n a l y s i sr e s u l t so fr u n - o f - m i n eore|％ 组分P b C u办S bT F eF e OF e 2 0 3 S i 0 2A I D 3C a OM s OM n OB a ON a 2 0K 如A s SP 埘’烧失 O ．7 5 O ．1 42 8 ．1 0O ．1 04 0 ．0 62 3 ．5 74 ．3 3O ．1 10 ．0 9 15 ．7 22 ．1 40 ．1 71 ．0 9o ．0 3 l0 ．5 30 ．0 7 05 8 81 0 ．0 6 含量8 ．2 80 ．0 2 0 1 单位为趴，下同。 收稿日期2 0 1 2 1 2 - 0 4修回日期2 0 1 4 - 0 1 1 7 作者简介刘旭 1 9 8 4 一 。男，陕西汉中人，硕士，工程师。主要从事贫、细、杂难选矿物选矿及资源综合利用研究。 万方数据 3 6 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第2 期 所示。 表2 矿石中铅物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i sr e s u l t so fl e a dp h a s eo fr a n - o f m i n eo r e ／％ 铅相 硫化铅碳酸铅硫酸铅铅硬锰矿铅铁矾合计 分布率 9 ．0 63 6 ．4 72 4 ．2 81 6 ．6 61 3 ．5 31 0 0 ．0 表3矿石中银物相分析结果 T a b l e3 A n a l y s i sr e s u l t so fs i l v e rp h a s eo fm n o f m i n eore／％ 银相自然银硫化银铁锰矿物中包裹银脉石中包裹银合计 含量”3 0 2 1 3 11 2 72 85 8 8 分布率5 1 ．3 6 2 2 ．2 82 1 ．6 04 ．7 6 1 0 0 ．0 表4矿石中铁物相分析结果 T a b l e4 A n a l y s i sr e s u l t so fi r o np h a s eo fr u n - o f m i n eo r e ／％ 由表l 可见，矿石中主要有价元素为铅、银和 铁；主要杂质为S i O 。矿石T F e ／F e O 的比值为 2 8 1 ，碱性系数 C a O M g O ／ S i 0 2 A 1 2 0 3 O ．0 1 ， 说明其氧化程度较高。 表2 4 结果表明，矿石中铅氧化率达9 0 ．9 4 ％， 含铅矿物主要为硫化铅、碳酸铅、硫酸铅、铅硬锰 矿和铅铁矾，后3 者都极难回收，分布率达 5 4 ．4 7 ％；银主要以自然银和硫化银的形式存在，二 者合计7 3 ．6 4 ％，铁锰矿物中包裹银和脉石中包裹 银合计分布率达2 6 ．3 6 ％，这部分银预计很难通过 浮选有效回收；矿石中铁矿物主要为赤铁矿、褐铁 矿，占9 6 ．3 3 ％，磁铁矿中铁仅占0 ．4 3 ％。 1 ．2 主要矿物嵌布特征 矿石中方铅矿含量较低，沿边缘及裂隙普遍见 铅矾交代，白铅矿和铅矾粒度不均匀，多呈团块 状、粒状、蛇曲状等各种形式交代褐铁矿，但也常 为细脉状、皮壳状褐铁矿交代；银矿物的粒度较为 细小，部分交代方铅矿、白铅矿和铅矾等，并构成 集合体沿脉石粒间或裂隙充填，部分呈微粒状沿方 铅矿边缘分布或散布在铅矾及白铅矿中，银矿物的 回收效果一定程度上与铅矿物的回收率密切相关； 铁矿物以易泥化的褐铁矿为主，其部分呈团块状产 出，部分则呈浸染状嵌布在脉石中或呈细脉状沿裂 隙充填，因吸附或机械夹杂混入铁矿物产品的杂质 主要是S i 0 2 、P b O 和M n O 。 矿石氧化强烈、铅矿物和银矿物与褐铁矿之间 的嵌布关系较为复杂、部分铅和银呈吸附态赋存在 褐铁矿中，这些因素都将对选矿指标产生显著影响。 2 试验方案 根据矿石中含铁较高，且以易产生泥质的褐铁 矿为主的特点，对原矿预先磁选收铁，这样既可以 使铅银富集，又能脱除一部分泥质，减少泥化对后 续选别的影响。但通过试验发现，预先选铁时，铁 精矿中的铅含量较高，即使在一7 4 m 占9 5 ％的细 度下也难以通过磁选使铅铁有效分离，这样不但不 能形成合格的铁精矿，还造成大量铅的流失。因 此，先回收铅银比较合适。 由于铅、银矿物与主要脉石矿物石英、云母、 长石等密度差异较大，为此进行了重选试验，但分 选效果并不理想，因此确定对其进行浮选回收。目 前氧化铅的浮选回收前多进行预处理，多以硫化的 方式为主[ ] 。结合该矿，由于硫化铅、硫化银、 自然银和氧化铅的浮选特性不同，因此试验遵循 “能收早收，先易后难”的原则选择“先硫后氧” 的优先浮选流程进行选矿试验研究。 3 试验结果与讨论 3 ．1 磨矿细度试验 在确定的原则流程基础上，进行了磨矿细度试 验，试验流程及结果分别如图1 和表5 所示。 原矿 药剂用量单位舭 黑药5 0 5 0 精矿尾矿 图1 磨矿细度试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 表5 试验结果表明，随着磨矿细度的增加，浮 选精矿中银回收率逐渐提高，至细度为8 4 ．7 8 ％时 最高，之后随着细度增加逐渐降低。铅的回收率随 着细度增加也逐渐升高，当一7 4 斗m 含量超过 9 5 ．2 0 ％时，出现降低趋势。说明磨矿细度过高后， 产生的矿泥对银和铅的浮选回收影响都较大。综合考 虑，试验确定磨矿细度为一7 4 仙m 含量占8 4 ．7 8 ％。 万方数据 2 0 1 4 年第2 期刘旭等新疆某富铁难选氧化铅银矿浮选试验研究 3 7 表5磨矿细度试验结果表6 T a b l e5R e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t ，％T a b l e6 3 ．2 硫化铅银捕收剂试验 在磨矿细度为一7 4 斗m 占8 4 ．7 8 ％的条件下考察 了不同捕收剂对硫化铅和银的捕收效果，试验流程 和结果如表6 所示。结果表明。丁基黄药和Y 一8 9 单独使用时，选择性较好，但捕收能力较弱；丁基 铵黑药对铅和银的捕收能力较强，选择性稍弱。 Y 一8 9 与丁基铵黑药混合使用时，产生正协同效应[ 6 】， 当药剂用量在1 5 0 7 5 7 5 s ／t 时既能保证药剂的 选择性，也能使银和铅的回收率均得到大幅提高。 因此，选择Y 一8 9 和丁基铵黑药的组合药剂作为硫 化铅银的捕收剂。 3 ．3 氧化铅浮选硫化钠用量试验 根据原矿性质研究结果，相当一部分银矿物与 氧化铅矿物的共生关系非常密切，其回收效果与氧 化铅矿物的回收率密切相关，因此此部分将以氧化 铅的回收为主线展开。 在硫化浮选氧化铅过程中，硫化剂的用量要严 格控制，用量过低硫化效果不够，导致铅回收率降 低；用量过高则会引起抑制作用[ 7 1 。硫化剂用量试 验流程和结果分别见图2 和图3 。 由图3 可以看出，随着硫化钠用量的增加，氧 化铅精矿 氧化铅粗精矿 品位逐渐升高，回收率 也不断提高，当硫化钠用量超过4 ．0k g ／t 时，精矿 品位呈下降趋势，说明过高的硫化钠用量对浮选 捕收剂试验结果 R e s u l t so fc o U e c t o rt e s t ／％ Y 一8 9 T 基 精矿 1 4 ．8 927 5 4 ．9 61 8 ．4 26 7 ．8 93 3 3 8 铵黑药尾矿 8 5 ．1 12 2 0 ．8 06 ．1 23 2 ．1 l6 6 ．2 2 1 0 0 1 0 0 给矿 1 0 0 ．05 8 8 ．0 07 ．9 01 0 0 ．01 0 0 ．0 不利。 3 ．4 硫化剂配比试验 硫化浮选中硫化剂一般采用硫化钠或硫氢化 钠，单独使用硫化钠作硫化剂时，其用量增加会使 矿浆的p H 迅速升高，而过高的p H 对硫化后的氧 化铅矿物浮选不利，而硫氢化钠提高矿浆p H 的幅 度相对较慢，如果二者混合使用则能在控制成本的 前提下既能充分发挥硫化作用，又能保证合适的浮 选p H 。因此进行了硫化钠和硫氢化钠配比试验， 试验流程如图2 所示，试验结果如图4 所示。 氧化铅尾矿 粗精矿 图2 硫化钠用量试验流程 F i g ．2F l o w s h e e to fs o d i u ms u l f i d ed o s a g et e s t 万方数据 堡 趔 Ⅱ最 露 甚 骈 堡 通 咯 露 S l | l f 硫化钠用量／ k g t - ‘ 图3 硫化钠用量试验结果 F i g ．3 R e s u l t so fN a 2 Sd o s a g et e s t 堡 褥 擎 回 露 篁 球 堡 墼 回 采 蔷 4 ．0 03 ．0 1 ．02 m 2 ．O1 ．o 3 ．00 “．O 硫化钠 硫氢化钠／ k g t - ‘ 图4 硫化剂配比试验结果 F i g ．4 R e s u l t so fs u l f u f i z a t i o na g e n tp r o p o r t i o nt e s t 结果表明，硫化钠和硫氢化钠混合使用时，随 着前者含量的减少，铅精矿品位和回收率均呈先增 加后逐渐降低的趋势。综合考虑确定以硫化钠与硫 氢化钠的组合药剂为硫化剂，二者比例为3 l 。 3 ．5 氧化铅浮选六偏磷酸钠用量试验 原矿中由于含大量褐铁矿和铅矾，极易泥化， 产生的矿泥往往污染氧化矿表面形成罩盖，阻碍粗 粒目的矿物与捕收剂的附着及粗粒矿物表面捕收剂 与气泡发生作用，从而使精矿品位及回收率都受到 较大的影响。因此，在前面试验的基础上，考察了 矿泥分散剂六偏磷酸钠的用量对浮选指标的影响， 试验流程如图2 所示，试验结果见图5 。 堡 魍 咯 掘 篁 球 堡 褥 馨 回 窜 基 懈 六偏磷酸钠用量， g 一 图5 六偏磷酸钠用量试验结果 F i g ．5 R e s u l t so fs o d i u mh e x a m e t a p h o s p h a t e d o s a g e t e s t 试验结果表明，一定用量的六偏磷酸钠能够显 著提高铅精矿浮选指标，但用量过大则对铅矿有一 定的抑制作用，合适的六偏磷酸钠用量为1 0 0r d t 。 3 ．6 氧化铅浮选捕收剂种类试验 考察了不同捕收剂对硫化后的氧化铅矿物的捕 收性能，试验流程参照图2 ，试验结果如表7 所示。 表7捕收剂种类试验结果 ’r ￡I b l e7R e s u l t so ft h ek i n d so fc o l l e c t o rt e s t ，％ 表7 结果表明，组合用药的精矿指标均优于单 独用药，而组合用药中，当Y 一8 9 分别与乙硫氮和 苯胺黑药组合时选择性较好，但捕收能力较弱； Y 一8 9 与丁基铵黑药组合后，精矿品位虽相对较低， 但捕收能力较强，回收率明显提高，综合考虑氧 化铅粗精矿品位与回收率，确定氧化铅捕收剂为 Y 一8 9 与丁基铵黑药的组合药剂，用量比例为3 1 。 3 ．7 氧化铅浮选捕收剂用量试验 对Y 一8 9 和丁基铵黑药的组合药剂用量进行了 万方数据 2 0 1 4 年第2 期刘旭等新疆某富铁难选氧化铅银矿浮选试验研究 。3 9 试验考察，试验流程参照图2 ，试验结果如图6 所 示。结果表明，随着组合捕收剂用量的增加，铅精 矿回收率逐渐提高，当其用量超过5 0 0 趴时，精 矿回收率基本不变，品位却随之降低。 堡 趟 略 窜 S 骄 堡 碍 蔷 斐 蟠 组合捕收剂用量， g ‘t - 1 图6 组合捕收剂用量试验结果 F i g ．6 R e s u l t so fc o m b i n e dc o n e e t o rd o s a g et e s t 3 ．8 闭路试验 在优化条件试验的基础上进行了闭路试验流程 探索。探索试验发现，氧化矿浮选段的中矿无论采 取何种方式返回，都会出现累积现象，因此对氧化 矿浮选中矿进行考察，结果表明中矿细粒部分 一0 ．0 1 9m m 含量较大，说明中矿累积的原因主 要是矿泥的“恶性循环”所导致，细泥在粗选时易 大量浮入泡沫，精选时又从泡沫上脱落而进人中 矿，返回时即在回路中不断累积，恶化浮选。因此 对中矿单独处理，以消除矿泥恶性循环的不良影 响。闭路试验流程见图7 ，试验结果如表8 所示。 表8闭路试验结果 T a b l e8R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t ，％ 3 ．9 闭路浮选尾矿探索试验 闭路尾矿中含铁2 9 ．1 1 ％，同时含铅、银分别 为4 ．0 1 ％和9 9 ．1 7 趴，镜下检测结果表明，尾矿中 铁矿物主要为褐铁矿，铅、银与其镶嵌关系极为密 切。多以浸染状或吸附态形式存在，很难得到有效 富集。为验证此结论，在场强为12 7 3k M m 时进 行了强磁选试验，试验结果如表9 所示。结果表 明，尾矿中铅、银与铁的分布具有高度相关性，说 明三者嵌布关系极为密切，通过物理方法即使铁矿 物得到进一步富集，含铅较高使其难以形成合格铁 精矿产品，与镜检结果吻合。 表9浮选尾矿强磁选试验结果 T a b l e9T e s tr e 8 u l t so fm a g n e t i c s e p a r a t i o n o f f l o t a t i o nt mlings|％ 4 结论 1 该矿石属发生强烈氧化的富铁含银铅矿， 铅氧化率达9 0 ．9 4 ％。铅矿物主要为硫化铅、碳酸 铅、硫酸铅、铅硬锰矿和铅铁矾，后三者分布率达 5 4 ．4 7 ％；银主要以自然银和硫化银的形式存在，铁 锰矿物中包裹银和脉石中包裹银合计分布率达 2 6 ．3 6 ％；矿石中铁矿物主要为赤铁矿、褐铁矿，占 9 6 ．3 3 ％。矿石中各种金属矿物的产出形式极为复杂， 相互交代穿插，局部甚至表现出逐渐过渡的关系。 2 针对该矿矿石性质，采用“先浮硫化矿再 浮氧化矿”的优先浮选工艺流程，组合用药强化铅、 银回收，获得了铅品位6 0 ．1 2 ％，含银15 3 6 ．6 8g ／t ， 铅、银回收率分别为1 7 ．3 1 ％和6 1 ．5 5 ％的硫化铅银 精矿和铅品位5 8 ．1 0 ％、含银25 6 9 ．9 7g t ，铅、银回 收率分别为3 6 ．8 3 ％和2 2 ．6 7 ％的氧化铅精矿，最终 总精矿含铅5 8 ．7 3 ％、含银65 6 6 ．1 5g ／t ，铅、银回 收率分别为5 4 ．1 4 ％和8 4 ．2 2 ％。 参考文献 [ 1 ] 梁冬云，何晓娟，徐晓萍，等．兰坪氧化铅锌矿石中石膏 的发现以及对选矿工艺的影响[ J ] ．有色金属 选矿部 分 ，2 0 0 5 5 1 3 ． [ 2 ] 谭欣，李长根．国内外氧化铅锌矿浮选研究进展[ J ] - 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