新型捕收劑在陜西某混合鉛鋅礦石分選中的應用

崔長征，緱明亮，陳文科，王建斌

(陜西省地質礦產實驗研究所，陜西 西安 710054)

隨著國際上對鉛鋅需求逐年上升以及我國工業的快速發展，對鉛鋅的需求越來越大。但多年來的強化開采使得我國硫化鉛鋅礦資源越來越少，混合鉛鋅礦成為了重要的鉛鋅原料，這就要求我們加強探索合適有效的混合鉛鋅礦的分選途徑[1]。本研究針對陜西某難選混合鉛鋅礦石進行了鉛、鋅依次單獨浮選工藝試驗，獲得了較好的選別效果。

1 礦石性質

1.1 礦石化學成分及鉛鋅物相分析

對礦石進行了多元素化學分析、X衍射分析及鉛、鋅的物相分析，結果見表1～4。

從表1和表2可見，礦石中可利用的有價元素為Pb和Zn，但Pb含量較低且氧化率較高。Ag達到了綜合回收利用標準，但本試驗暫不考慮其回收問題，Ag的回收作為下一步工作內容；脈石礦物主要為白云石和石英。表3和表4及巖礦鑒定分析表明，Pb主要賦存在方鉛礦、白鉛礦、鉛釩礦及磷砷鉛釩礦中；Zn主要賦存在閃鋅礦和菱鋅礦中。

1.2 礦石的礦物組成

該礦屬熱液型礦床，礦石工業類型為多金屬混合鉛鋅礦。礦石中金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦，X衍射分析有白鉛礦及菱鋅礦。方鉛礦、閃鋅礦結晶粒度較粗，有共生、包裹關系，菱鋅礦粒度微細，黃鐵礦約占礦物總量的5%，嵌布粒度較粗。脈石礦物主要為白云石和石英，約占總礦物量的83%， 白云石呈粉晶或細晶結構， 脈體中白云石與鉛鋅礦礦化關系密切，部分共生在一起，對提高鉛鋅精礦品位不利。各礦物詳細情況介紹如下：

表1 原礦多元素分析結果

表2 原礦X衍射分析結果

表3 鉛物相分析結果

表4 鋅物相分析結果

1.2.1 閃鋅礦[ZnS]

閃鋅礦是礦區主要的有用礦物，礦石中含量約占5%左右。一般呈它形粒狀，粒徑大小不等，最大者可到2～3mm，最小的在0.1mm以下，一般的約在0.1～2mm，呈它形粒狀結構，團塊狀、條帶狀構造。分布于白云石石英脈中。鏡下觀察，閃鋅礦與方鉛礦有相同的成因，都是后期熱液活動的產物，與次生白云石和脈石英共生在一起。少數閃鋅礦發生氧化，分解后的氧化鋅變成了硫酸鋅，又與圍巖反應生成菱鋅礦。菱鋅礦呈細小的微粒狀，散布于圍巖裂紋中，含量約占2%以下。

礦石中閃鋅礦與方鉛礦共生，且相互包裹。閃鋅礦與黃鐵礦也是共生關系，但黃鐵礦生成要略晚于閃鋅礦，黃鐵礦微粒分布于閃鋅礦裂紋中。

1.2.2 方鉛礦[PbS]

方鉛礦也是礦區主要的有用礦物之一，但含量甚少，約占礦石的3%左右，呈它形粒狀結構，粒徑一般都較大，均大于0.15mm，最大可到2mm以上。與閃鋅礦、黃鐵礦共生，分布于白云石石英脈中，為熱液礦化作用形成。礦石中方鉛礦與閃鋅礦共生在一起，有相互交錯生長的特征。

1.2.3 黃鐵礦[FeS2]

礦石中黃鐵礦含量約占5%左右，呈它形、半自形粒狀結構。脈狀、浸染狀構造。粒徑大小不等，最大的約在0.5-1mm，最小的為破碎的黃鐵礦，約在0.05mm左右。經粗略統計，約20%左右的黃鐵礦小于0.074mm，約有80%的黃鐵礦大于0.074mm。黃鐵礦有兩種產出特征，主要的一種是與閃鋅礦、方鉛礦共生，呈脈狀分布于白云石石英脈中，為后期熱液作用形成。另一種黃鐵礦呈浸染狀散布于白云巖圍巖中，黃鐵礦與閃鋅礦共生，細粒黃鐵礦分布于粗大的閃鋅礦晶體的裂隙中。

1.2.4 白云石CaMg(CO3)3

白云石是礦區主要的脈石礦物，產于細晶和粉晶白云巖中，部分為次生熱液形成，呈脈狀產出。礦區含量可到76%左右，呈不規則的粒狀，半自形菱面體狀。圍巖中的白云石粒徑大小有兩種：約30%左右的白云石粒徑小于0.074mm，約70%的白云石粒徑大于0.074mm，次生脈中白云石大小可到0.3～0.5mm，少數到1mm左右。圍巖中的白云石呈粉晶或細晶結構，均勻分布呈塊狀構造。脈體中的白云石與鉛鋅礦化關系密切，多共生在一起。

1.2.5 石英SiO2

石英也是主要的脈石礦物，礦石中含量約10%左右，呈不規則粒狀，大小約在0.3～1mm與白云石一起呈脈狀分布，系后期熱液活動的產物，與鉛鋅礦化作用關系密切，閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦均賦存于石英脈中。

2 選礦試驗研究

根據礦石性質，經浮選探索試驗，發現采用先選鉛礦物后選鋅礦物的原則流程對礦石性質變化的適應性較強，浮選操作比較穩定，鉛、鋅的選別指標也較穩定。但由于該礦石中含有大量的白云石，在磨礦過程中較易泥化，對鉛鋅分選造成很大難度。而常用起泡劑2#油在浮選過程中帶泥較多，導致分選效果變差。因此，該礦石的分選，關鍵在于浮選捕收劑的選擇，既要求浮選捕收劑有較高的選擇性，又要求其有一定的起泡性，盡量避免試驗過程中2#油的加入。

2.1 磨礦細度試驗

鉛鋅礦物單體充分解離是鉛鋅分離和提高鉛鋅質量和回收率的基本條件。根據文獻[2～4]和探索試驗，以ZnSO4和Na2SO3作介質調整劑及脈石礦物抑制劑，BS-1作捕收劑，優先浮選鉛礦物，試驗結果見表5。

表5 磨礦細度試驗結果

根據圖1試驗結果，粗選磨礦細度選擇在注重回收率條件下兼顧品位，故磨礦細度定為-0.074mm含量80%。

圖1 鉛浮選試驗流程

2.2 鉛浮選試驗

通過考查試驗流程、藥劑用量(包括鋅礦物抑制劑種類及用量、氧化鉛礦活化劑Na2S用量、捕收劑種類及用量)對鉛粗選指標的影響，最終確定采用圖1所示的鉛粗選流程和藥劑制度，獲得了鉛品位20.87%，回收率72.39%，含鋅2.44%的硫化鉛精礦和鉛品位11.12%，回收率20.15%，含鋅4.40%的氧化鉛精礦。

2.3 鋅浮選試驗

在鋅浮選試驗中，進行了硫化鋅浮選中CuSO4和丁黃藥用量試驗及氧化鋅浮選中調整劑Na2CO3、Na2SiO3，氧化鋅捕收劑Hy-57用量試驗，試驗流程和藥劑制度見圖2，試驗結果見表6。

圖2 鋅浮選試驗流程

表6 鋅浮選試驗結果

2.4 閉路試驗

在條件試驗基礎上，調整精選作業藥劑制度，進行開路流程試驗。在開路流程試驗取得較好的試驗技術指標基礎上，進行了閉路流程試驗[5]。閉路試驗原則流程見圖3，試驗結果見表7。

圖3 閉路試驗流程

表7 閉路試驗結果

3 結論

1)對該鉛鋅礦中主要金屬礦物和脈石礦物種類及有價金屬鉛、鋅的賦存狀態進行了研究，研究結果有利于合理選擇工藝流程，提高選礦技術指標。

2)該礦屬熱液型礦床，礦石工業類型為多金屬混合鉛鋅礦。采用硫化鉛、氧化鉛、硫化鋅、氧化鋅依次單獨浮選工藝流程，在鉛、鋅浮選過程中分別引入選擇性較好的捕收劑BS-1和Hy-57，避免了起泡劑2#油的加入，實現了鉛、鋅的有效分離。

3)閉路試驗可得到鉛品位51.00%、回收率72.48%、含鋅2.77%的硫化鉛精礦；鉛品位41.65%、回收率18.79%、含鋅7.31%的氧化鉛精礦以及鋅品位51.00%、回收率86.18%、含鉛1.12%的硫化鋅精礦；鋅品位6.82%、回收率8.76%、含鉛0.49%的氧化鋅精礦。

[1] 劉軍.氧化鉛鋅礦的浮選[J].礦業快報，2006(10)：26-29.

[2] 及亞娜，紀軍，孫體昌，等.某含碳細粒鉛鋅礦浮選工藝研究[J].有色金屬:選礦部分,2009(4):15-18.

[3] 林美群,魏宗武,莫偉,等.廣西某難選鉛鋅礦石鉛鋅分離試驗研究[J].金屬礦山,2007(10):722-741.

[4] 陳錦全,魏宗武,陳曄.越南某難選鉛鋅礦石浮選分離試驗研究[J].礦業研究與開發,2008,28(6):4442-4461.

[5] 李正要，王玲.某鉛鋅多金屬礦鉛鋅分離試驗研究[J].金屬礦山,2009(7)：53-56.