河北某難選鋅鐵礦石選礦試驗(yàn)

唐平宇 葛 敏 龐雪敏 許洪欣 李龍飛

(河北省地礦中心實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071051)

河北某難選鋅鐵礦石選礦試驗(yàn)

唐平宇 葛 敏 龐雪敏 許洪欣 李龍飛

(河北省地礦中心實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071051)

河北某鋅鐵礦石可回收利用的金屬元素主要為Zn、Fe，并伴生可綜合回收的Ag、Cd，但礦石性質(zhì)復(fù)雜，主要有用礦物閃鋅礦和磁鐵礦嵌布粒度細(xì)，與脈石礦物解離困難，屬較難選鋅鐵礦石。為了給該礦石的開發(fā)利用提供依據(jù)，對(duì)其進(jìn)行了選礦工藝研究。結(jié)果表明：在-0.074 mm占85%的磨礦細(xì)度和-0.038 mm占70%的粗精礦再磨細(xì)度下，以石灰為調(diào)整劑、硫酸銅為活化劑、丁黃藥為捕收劑、原礦經(jīng)1粗2掃4精閉路浮選，可獲得鋅品位為49.15%、鋅回收率為91.01%的鋅精礦，Ag、Cd富集于鋅精礦中，品位分別為162 g/t、0.25%，回收率分別為58.12%、92.58%；浮選尾礦經(jīng)弱磁粗選—粗精礦再磨至-0.043 mm占82%后2次弱磁精選，可得到鐵品位為63.18%、鐵回收率為56.09%的鐵精礦。

鋅鐵礦石 浮選 弱磁選 粗精礦再磨

河北省某鋅鐵礦為大型共生礦床，礦體受流紋斑巖與白云巖接觸帶控制，呈似層狀、透鏡狀、脈狀產(chǎn)于外矽卡巖帶。礦石中除鋅、鐵外，還伴生可綜合回收的銀和鎘，但礦石性質(zhì)復(fù)雜，礦物種類多，共生密切且嵌布粒度極細(xì)，屬較難選礦石。本研究對(duì)該礦石進(jìn)行選礦試驗(yàn)，為其合理開發(fā)利用提供技術(shù)依據(jù)[1-5]。

1 礦石性質(zhì)

1.1 原礦物質(zhì)組成

礦石中主要有用礦物為閃鋅礦、磁鐵礦，有少量黃鐵礦、褐鐵礦，方鉛礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、輝鉬礦等；脈石礦物主要為透閃石、蛇紋石、碳酸鹽礦物，有少量透輝石、綠泥石、高嶺石、滑石等。原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鋅、鐵物相分析結(jié)果見表2。

表1 原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果

Table 1 Main chemical composition analysis of raw ore %

注：Au，Ag的含量單位為g/t。

表2 原礦鋅、鐵物相分析結(jié)果

Table 2 Zinc and iron phase analysis of raw ore %

從表1可以看出，主要有價(jià)元素Zn、Fe、Cd、Ag的含量較高，有害元素As、P的含量較低。

表2表明：鋅主要以硫化鋅的形式存在，硫化鋅占全鋅的90.81%。鐵主要以磁性鐵的形式存在，但磁性鐵僅占全鐵的61.48%，這將影響鐵的回收率；赤褐鐵雖然占全鐵的20.74%，但其金屬量低，且回收工藝復(fù)雜[6-7]，選礦成本高，故不考慮進(jìn)行回收。

1.2 主要有用礦物賦存特征

閃鋅礦：呈他形或不規(guī)則粒狀，粒度大小不等，一般在0.02～0.40 mm之間，大顆粒可達(dá)1.0 mm，小顆粒僅0.005 mm左右。粗粒閃鋅礦呈團(tuán)塊狀分布于脈石中，可見閃鋅礦中包裹磁黃鐵礦和乳滴狀黃銅礦。常見閃鋅礦被脈石礦物交代，且被脈石礦物交代的閃鋅礦和碎粒閃鋅礦粒度比較細(xì)。另外，閃鋅礦有深色和淺色兩種，前者含鐵較高，后者含鐵較低或不含鐵，但深淺閃鋅礦之間無明顯界限。

磁鐵礦：以他形粒狀為主，半自形次之，極少數(shù)呈不規(guī)則粒狀。前兩者接觸界線圓滑或較平直，后者接觸界線不規(guī)則。磁鐵礦粒度較細(xì)小，多在0.03～0.05 mm之間，大顆粒可達(dá)1.0 mm，小顆粒僅0.01 mm或更細(xì)小。一部分磁鐵礦裂隙比較發(fā)育，裂隙中充填閃鋅礦和黃鐵礦；一部分磁鐵礦被硫化礦物包裹，粒度細(xì)小，與脈石解離困難，將會(huì)影響鐵精礦品位。

2 選礦試驗(yàn)

閃鋅礦采用浮選法回收，同時(shí)伴生Ag、Cd將富集到浮選精礦中；磁鐵礦采用磁選法回收。流程選擇上有先浮選后磁選和先磁選后浮選兩種，通過探索性試驗(yàn)，選擇采用先浮選后磁選流程[8-9]，磁選設(shè)備采用φ350 mm濕式弱磁選機(jī)。

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

首先確定磨礦細(xì)度試驗(yàn)。磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖2、圖3。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程Fig.1 Flowsheet of grinding fineness test

圖2 磨礦細(xì)度對(duì)鋅浮選指標(biāo)的影響Fig.2 Effects of various grinding fineness on zinc flotation indexes■—鋅品位；□—鋅回收率

圖3 磨礦細(xì)度對(duì)磁選指標(biāo)的影響Fig.3 Effects of various grinding fineness on magnetic separation indexes●—鐵品位；○—鐵回收率

從圖1、圖2可以看到，隨著磨礦細(xì)度的提高，鋅粗精礦的品位呈下降趨勢(shì)而回收率呈上升趨勢(shì)，鐵粗精礦的情況則正好相反；磨礦細(xì)度超過-0.074 mm占85%后，鋅粗精礦的指標(biāo)變化已非常微弱，而鐵粗精礦的指標(biāo)變化仍較明顯，并且鐵粗精礦的品位還達(dá)不到60%，這與閃鋅礦和磁鐵礦的嵌布粒度相符，同時(shí)也說明采用先浮選后磁選的工藝流程是適宜的。從鋅粗精礦的指標(biāo)考慮，選擇磨礦細(xì)度為-0.074 mm占85%。

2.2 鋅浮選試驗(yàn)

2.2.1 藥劑用量試驗(yàn)

按圖4流程進(jìn)行鋅浮選藥劑用量試驗(yàn)。

圖4 鋅浮選藥劑用量試驗(yàn)流程Fig.4 Flowsheet of reagent addition on zinc flotation

2.2.1.1 石灰用量試驗(yàn)

石灰是黃鐵礦的有效抑制劑，同時(shí)也是礦漿pH調(diào)整劑。在硫酸銅粗選用量為800 g/t、丁黃藥粗選用量為80 g/t條件下進(jìn)行石灰用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 石灰用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Test result on dosage of lime■—鋅品位；□—鋅回收率

從圖5可以看出，隨著石灰用量的增加，鋅粗精礦的品位逐漸下降，回收率先上升后小幅下降。從保證鋅粗精礦回收率考慮，選擇石灰用量為1 500 g/t。

2.2.1.2 硫酸銅用量試驗(yàn)

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，由于部分閃鋅礦含鐵，故需添加大量硫酸銅才能提高回收率，但硫酸銅用量過大又會(huì)使泡沫板結(jié)，因而必須嚴(yán)加控制。在石灰用量為1 500 g/t、丁黃藥粗選用量為80 g/t條件下進(jìn)行硫酸銅用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

從圖6可以看出，鋅粗精礦的品位隨著硫酸銅用量的增加逐漸下降，回收率隨著硫酸銅用量的增加逐漸上升但在硫酸銅粗選用量達(dá)到800 g/t后升幅很小，因此選擇硫酸銅粗選用量為800 g/t。

圖6 硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.6 Test result on dosage of copper sulfate■—鋅品位；□—鋅回收率

2.2.1.3 丁黃藥用量試驗(yàn)

在石灰用量為1 500 g/t、硫酸銅粗選用量為800 g/t條件下進(jìn)行丁黃藥用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

圖7 丁黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.7 Test result on dosage of bulyl xanthate■—鋅品位；□—鋅回收率

從圖7可知，隨著丁黃藥用量的增加，鋅粗精礦的品位下降而回收率升高，但丁黃藥粗選用量超過80 g/t后，鋅粗精礦的回收率增加幅度不大，故選擇丁黃藥粗選用量為80 g/t。

2.2.2 鋅粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)

由于部分閃鋅礦呈微細(xì)粒嵌布，并被脈石礦物交代，同時(shí)部分閃鋅礦中包裹磁黃鐵礦和乳滴狀黃銅礦，故要獲得合格鋅精礦，需對(duì)鋅粗精礦進(jìn)行再磨。鋅粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)流程見圖8，試驗(yàn)結(jié)果見圖9。

圖8 鋅粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)流程Fig.8 Flowsheet of regrinding fineness test for zinc rough concentrate

圖9 鋅粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.9 Test results of various regrinding fineness test for zinc rough concentrate■—鋅品位；□—鋅回收率

從圖9可以看出，隨著再磨細(xì)度的提高，鋅精礦的品位逐漸上升而回收率逐漸下降。綜合考慮，確定再磨細(xì)度為-0.038 mm占70%。

2.2.3 鋅浮選閉路流程試驗(yàn)

在前述條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了鋅浮選閉路流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖10，試驗(yàn)結(jié)果見表3。表3表明，含鋅6.20%的原礦經(jīng)1粗2掃4精閉路浮選，可獲得鋅精礦鋅品位為49.15%、鋅回收率達(dá)91.01%的較好指標(biāo)。

圖10 鋅浮選閉路試驗(yàn)流程Fig.10 Flowsheet of closed-circuit zinc flotation表3 鋅浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果

Table 3 Results of closed-circuit zinc flotation %

經(jīng)對(duì)鋅精礦進(jìn)行產(chǎn)品檢查，可知Ag、Cd在鋅精礦中被富集到品位分別為162 g/t、0.25%，回收率分別為58.12%和92.58%。

2.3 弱磁選試驗(yàn)

通過弱磁選從鋅浮選尾礦中回收鐵，主要考查了磁場(chǎng)強(qiáng)度、鐵粗精礦再磨細(xì)度[10]和精選次數(shù)對(duì)弱磁選結(jié)果的影響，最后形成的工藝流程和工藝條件見圖11，所獲鐵精礦的鐵品位為63.17%、作業(yè)鐵回收率為65.66%、對(duì)原礦鐵回收率為56.09%(見表4)。

圖11 弱磁選試驗(yàn)流程Fig.11 Flowsheet of low intensity magnetic separation表4 弱磁選試驗(yàn)結(jié)果

Table 4 Results of low intensity magnetic separation %

3 結(jié) 論

(1)試驗(yàn)礦石礦物種類多，共生密切且嵌布粒度細(xì)，屬較難選礦石。部分閃鋅礦中包裹黃銅礦和磁黃鐵礦，對(duì)鋅精礦的品位造成了一定的影響。部分磁鐵礦裂隙中充填閃鋅礦和黃鐵礦，部分磁鐵礦被硫化物礦物包裹，粒度細(xì)小，與脈石解離困難，影響了鐵精礦的品位。

(2)試驗(yàn)結(jié)果表明，采用浮選選鋅—弱磁選選鐵工藝流程處理該礦石是可行的，鋅、鐵、銀、鎘得到了有效回收，技術(shù)指標(biāo)較為理想。

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(責(zé)任編輯 孫 放)

Beneficiation Test on a Refractory Zinc-iron Ore from Hebei

Tang Pingyu Ge Min Pang Xuemin Xu Hongxin Li Longfei

(HebeiCenterLaboratoryofGeologyandMineralResources，Baoding071051，China)

Main valuable minerals of a zinc-iron ore is zinc and ferrum，associated with Ag and Cd that can be comprehensively recovered.Due to the complex properties of the ore，main valuable minerals of sphalerite and magnetite are fine disseminated，and hardly to be liberated from its gangue，which belongs to refractory zinc-iron ore.Beneficiation experiment is carried out in order to provide basis for development and utilization of the ore.The results showed that at the grinding fineness of 85% -0.074 mm and regrinding fineness of 70% -0.038 mm，using lime as the modifier，copper sulfate as activator，and butyl xanthate as collector，zinc concentrate with zinc grade of 49.15% and recovery of 91.01% is obtained through one roughing-four cleaning-two scavenging flotation process.Ag of 162 g/t，and Cd of 0.25%，are enriched in zinc concentrate，with recovery of 58.12% and 92.58% separately.Iron concentrate with iron grade of 63.18% and recovery of 56.09% is

by dealing with tailings of flotation，through low intensity magnetic separation- two cleaning of low intensity magnetic separation at the regrinding fineness of 82% -0.043 mm for rough concentrate.

Zinc-iron ore，F(xiàn)lotation，Low intensity magnetic separation，Regrinding of rough concentrate

2014-06-27

唐平宇(1967—)，男，高級(jí)工程師。

TD951，TD952

A

1001-1250(2014)-10-056-05