高泥氧化鉛鋅礦的浮選工藝研究進(jìn)展

張鏡翠

摘要：本文系統(tǒng)的概述了氧化鉛鋅礦石資源的特點(diǎn)及礦石性質(zhì)。分別從預(yù)先脫泥浮選、添加分散劑浮選和載體浮選三方面總結(jié)了高泥氧化鉛鋅礦石的選礦工藝研究現(xiàn)狀，從添加分散劑（六偏磷酸鈉、水玻璃等）抑制礦泥、硫化-胺法等方面詳述了浮選工藝的研究進(jìn)展；此外，還進(jìn)一步介紹了具有很大開發(fā)前景的載體浮選工藝（包括常規(guī)載體浮選和自生載體浮選）。

Abstract： This article systematically summarizes the characteristics and the properties of lead-zinc oxide ore resources. This paper summarizes the research status of beneficiation technology of high-sludge lead-zinc ores from three aspects： pre-desliming flotation， adding dispersant flotation and carrier flotation. The development of flotation technology was reviewed from the aspects of inhibition of slime by addition dispersant （sodium hexametaphosphate， water glass， etc.） and sulfide-amine method. In addition， the carrier flotation process with great development foreground was introduced （Including conventional carrier flotation and autogenous carrier flotation）.

關(guān)鍵詞：氧化鉛鋅礦石；預(yù)先脫泥浮選；分散劑；載體浮選

Key words： lead-zinc oxide ore；pre-desliming flotation；dispersant；carrier flotation

中圖分類號：TD92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）06-0107-03

0 引言

我國鉛鋅礦資源比較豐富，經(jīng)調(diào)查，截至2012年底，中國的鋅儲量僅次于澳大利亞、美國位列世界第三，占世界鋅儲量的10.7%；中國的鉛儲量位列世界第二，占世界鉛儲量的12.5%。我國礦產(chǎn)資源分布廣泛，除港澳以及京滬地區(qū)外，其他地區(qū)均分布有鉛鋅礦資源，且相對集中在陜西地區(qū)和云貴川地區(qū)[1]。我國鉛鋅礦資源的特點(diǎn)是：礦石中鉛少鋅多，共伴生組分較多，礦石類型復(fù)雜且單一的鉛或鋅礦石類型少；在已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源中，大中型礦較多，特大型礦較少，大中型礦床占有的鉛和鋅儲量分別為72%和88%[2]。氧化鉛鋅礦主要是由原生硫化礦經(jīng)天然氧化所形成。按照鉛鋅礦物的氧化程度，可以將礦石分為：氧化礦石，鉛鋅氧化率大于30%；混合礦石，鉛鋅氧化率為10%-30%；硫化礦石，鉛鋅氧化率小于10%。氧化鉛鋅礦中除了氧化礦物外，還含有較多的石英、碳酸鹽礦物及硅酸鹽礦物，其嵌布粒度較細(xì)、礦物種類繁多、相互摻雜伴生、泥化嚴(yán)重，且可溶性鹽含量偏高，屬于比較難選的礦物，相比硫化礦，其回收難度較大[3-5]。

鉛和鋅是重要的有色金屬原材料，主要從硫化礦中提煉獲得，隨著硫化鉛鋅礦資源的不斷減少，氧化鉛鋅礦資源的高效開發(fā)利用越來越受到人們的重視，因此，加強(qiáng)研究氧化鉛鋅礦的回收利用具有重要意義，而解決氧化鉛鋅礦的含泥量高的問題也顯得尤為重要。

1 主要氧化鉛鋅礦物的物理性質(zhì)

氧化鉛鋅礦石的種類較多，主要的氧化鉛鋅礦物及其物理性質(zhì)見表1和表2，其中，最具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的氧化鉛礦為鉛礬和白鉛礦；氧化鋅礦為異極礦和菱鋅礦 [6]。

2 礦泥對鉛鋅礦選別的危害

選礦中礦泥指礦石中粒度范圍在5-10μm間的微細(xì)粒部分，按照來源的不同，選礦礦泥主要分為兩種：即原生礦泥和次生礦泥。原生礦泥是指在礦物成礦過程中，受地質(zhì)作用影響，在各種自然條件下受風(fēng)化腐蝕等作用形成；次生礦泥則主要形成于礦石的采礦、運(yùn)輸、破磨、攬拌等作業(yè)中[7]。

礦泥的危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①礦泥的比表面積比較大，容易吸附藥劑，降低藥劑選擇性，礦泥表面溶解后形成大量“難免離子”。此外，礦泥進(jìn)入到精礦中降低精礦品味[8]。

②礦泥具有粒度細(xì)、質(zhì)量小、表面能大等特點(diǎn)。由于礦泥的表面能較大，在機(jī)械攬拌等條件下，微細(xì)顆粒形成無選擇性絮凝。同時(shí)，表面力引起的團(tuán)聚現(xiàn)象，還會使得礦泥在粗顆粒表面粘附，形成礦泥的罩蓋作用。

③礦泥與氣泡間的黏著效率較低，泡沫對微細(xì)粒的捕收能力下降，此外，氣泡表面會大量吸附礦泥，形成裝甲現(xiàn)象，從而影響氣泡的運(yùn)載量，降低了浮選的效率。

國內(nèi)外學(xué)者和專家一致認(rèn)為在浮選前對物料進(jìn)行脫泥處理能減小礦泥對氧化鉛鋅礦浮選效果的影響。然而礦泥中含有大量的有價(jià)金屬，脫泥處理一般會造成有價(jià)金屬的流失，因此，不脫泥而直接進(jìn)行浮選仍然是氧化鉛鋅礦選別的難點(diǎn)[9]。國內(nèi)外學(xué)者對此進(jìn)行了大量研究，并提出了一些比較有效的措施。

3 浮選工藝的研究

3.1 預(yù)先脫泥浮選

預(yù)先脫泥包括磨礦前洗礦與磨礦后脫泥兩種方式。在不影響最終回收率的情況下，磨前洗礦可有效降低原生礦泥對浮選的影響，常用的洗礦設(shè)備為擦洗機(jī)與洗礦機(jī)；磨后脫泥常采用分級脫泥，常用的脫泥設(shè)備為水力旋流器。

針對云南某氧化巧礦高氧化率、褐鐵量高、泥化嚴(yán)重的特點(diǎn)，陳曄[10]等人對該礦石進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究，研究表明采用預(yù)先脫泥的方法，可以有效改善異極礦的浮選效果。方夕輝等[11]根據(jù)新疆某氧化鉛鋅礦原礦品位低、氧化率高、含泥量大的特點(diǎn)，采用預(yù)先脫泥的浮選工藝方案，取得了較好的試驗(yàn)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了鉛鋅資源有效回收。

為了高效利用貴州某低品位、高氧化率、泥化嚴(yán)重的氧化鉛鋅礦資源，葉軍建[12]等人對其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室選礦工藝試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用“預(yù)先分級脫泥-粗磨磁選除鐵-再磨浮選”的聯(lián)合工藝流程，可獲得精礦鋅品位30.62%的指標(biāo)，達(dá)到企業(yè)的要求（鋅品位大于30%）。針對脫泥作業(yè)導(dǎo)致鋅回收率較低的問題，考察了-0.044mm礦泥脫除率對浮選的影響。結(jié)果表明，-0.044mm礦泥會惡化浮選指標(biāo)，消耗浮選藥劑，當(dāng)脫除率為100%時(shí)才能獲得上述指標(biāo)。

廣西的某高泥低品位鉛鋅礦石鉛品位在1.5%左右，主要鉛礦物為方鉛礦，有15%左右的鉛被氧化。選礦廠采用優(yōu)先浮鉛然后浮鋅的工藝流程生產(chǎn)鉛精礦和鋅精礦，但由于礦泥的影響導(dǎo)致浮選效果差，鉛精礦的回收率和品味分別只有65%左右和45%左右。盧琳[13]等針對礦石特點(diǎn)開展提高鉛精礦指標(biāo)的選礦試驗(yàn)，先采用螺旋洗礦機(jī)和螺旋溜槽脫去產(chǎn)率達(dá)12.11%的礦泥后再浮選，再配合一些新型抑制劑和捕收劑進(jìn)行浮選，終獲得了鉛回收率達(dá)79.78%、品位達(dá)54.65%的鉛精礦。周怡玫[14]等人采用螺旋溜槽脫泥和用搖床富集后再進(jìn)行浮選的重浮聯(lián)合工藝流程，該方法有效的解決了浮選尾礦中氧化鋅較難回收的問題，最終獲得Zn品位33.35%、回收率85.99%的鋅精礦，取得較好的選別指標(biāo)。

總之，對礦石進(jìn)行預(yù)先脫泥可以有效的改善氧化鉛鋅礦的浮選條件，因?yàn)樵趯ΦV石進(jìn)行磨礦的過程中產(chǎn)生的礦泥比表面積大、粒度細(xì)，有一部分礦泥呈膠體的狀態(tài)存在，且能較好的吸附于浮選藥劑，如果不對其進(jìn)行預(yù)先脫除，消耗藥劑量將會大大的增加，妨礙捕收劑與氧化鉛鋅礦物間的相互作用，影響精礦回收率和品味，所以在氧化鉛鋅礦浮選前進(jìn)行脫泥處理是非常重要的。通常采用水力旋流器進(jìn)行脫泥處理能減小礦泥對精礦品味的影響，改善浮選條件，同時(shí)也可以最大限度地對有用礦物進(jìn)行回收，提高精礦的回收率和產(chǎn)率，同時(shí)投資成本小，方便工人操作。

3.2 添加分散劑浮選

氧化鉛鋅礦浮選過程中，常用的分散劑有六偏磷酸鈉、水玻璃和Na2CO3等。分散劑可以有效地抑制礦泥在礦物上的罩蓋作用，降低礦漿的粘度，防止細(xì)泥間的團(tuán)聚。

氧化鉛鋅礦浮選常用的分散劑是六偏磷酸鈉，Navidi.A.H.等[15]對六偏磷酸鈉的作用機(jī)理進(jìn)行了研究，研究表明，六偏磷酸鈉在堿性礦物中呈負(fù)離子形態(tài)吸附在礦物表面，使礦物表面的電負(fù)性增加，荷負(fù)電的礦物由于靜電斥力的作用而相互分離，同時(shí)使胺類捕收劑在礦物表面的吸附作用得到增強(qiáng)；該研究還發(fā)現(xiàn)，礦物中的金屬離子與六偏磷酸鈉相互作用生成絡(luò)合物，抑制了含該種金屬的礦物。水玻璃是一種水溶性硅酸鹽，是由堿金屬氧化物和二氧化硅按不同的比例相互反應(yīng)生成。水玻璃在水溶液中發(fā)生水解反應(yīng)，從而使水溶液呈堿性，反應(yīng)生成的NaH3Si04容易發(fā)生聚合反應(yīng)而又生成Na2H4Si207，進(jìn)而生成聚合多硅酸鹽。溶液中存在的各種聚合物和硅酸鹽單體能夠與礦物相互作用，使礦物表面性質(zhì)發(fā)生改變，從而有效的分散和抑制脈石礦物[16]。碳酸鈉作為一種強(qiáng)堿弱酸鹽，在水溶液中能夠發(fā)生水解和電離反應(yīng)，使溶液呈堿性且具有一定的pH值緩沖能力[17]，在選礦領(lǐng)域作為pH值調(diào)整劑和分散劑得到廣泛應(yīng)用。

Amir Hossein Navidi Kashani等人[18]對伊朗的Dandy選礦廠尾礦的回收利用作了試驗(yàn)研究，并進(jìn)行了捕收劑、絮凝劑、分散劑用量以及硫化鈉用量試驗(yàn)，結(jié)果表明，六偏磷酸鈉可以提高鋅的選別指標(biāo)。陳錦全等[19]采用硫化-胺法優(yōu)先浮選工藝對廣西某地高鐵泥化氧化鉛鋅礦進(jìn)行了試驗(yàn)研究。研究表明：在不進(jìn)行脫泥預(yù)處理的情況下，用混合胺為捕收劑、六偏磷酸鈉作分散劑，礦漿pH值為9、硫化鈉用量3kg/t時(shí)，能獲得較好的氧化鉛礦的浮選效果。李柏淡[20]對湖南省某氧化鉛鋅礦進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究，重點(diǎn)探討了礦漿分散控制工藝在氧化鉛鋅選礦過程中的應(yīng)用，試驗(yàn)研究了不脫泥浮選的可能性，經(jīng)正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)碳酸鈉、硫化鈉對選礦指標(biāo)影響最大，水玻璃和六偏磯酸鈉影響較小，合理使用調(diào)整劑的協(xié)同作用，可做到不脫泥直接浮選。

為了合理開發(fā)利用某低品位氧化鉛鋅礦，韓朗等[21-22]進(jìn)行了硫化-黃藥浮鉛閉路工藝流程試驗(yàn)，在六偏磷酸鈉用量500g/t、硫酸鋅用量1000g/t、碳酸鈉用量1000g/t，黃藥用量500g/t、硫化鈉用量用量1000g/t的粗選條件下進(jìn)行閉路試驗(yàn)，最終獲得了較高品位的精礦，實(shí)現(xiàn)了鉛的有效回收。

由于礦物表面會吸附大量的六偏磷酸鹽陰離子而阻礙浮選的進(jìn)行，因此，六偏磷酸鹽的用量必須合適才能獲得較好的浮選效果。水玻璃吸附在礦物表面，可以阻止礦泥罩蓋在鉛鋅礦表面，改善礦漿浮選條件。對于高泥氧化鉛鋅礦，采用硫化-胺法能夠得到較理想的浮選效果，硫化鈉的用量需要適當(dāng)才可獲得較好的硫化效果；混合胺對鉛礦物具有比較好的選擇性和捕收能力，適量的六偏磷酸鈉能較好的分散礦泥和脈石礦物，從而能夠顯著的改善鉛礦物浮選效果。

3.3 載體浮選

載體浮選工藝可分為自生載體浮選工藝和常規(guī)載體浮選工藝。自生載體浮選工藝是利用被處理礦樣自身所含易浮或者可浮性差的礦物作為載體的浮選工藝；常規(guī)載體浮選工藝是利用其它易浮的較粗礦粒做載體，選擇性地粘附微細(xì)粒目的礦物并與之一起浮出的方法。對于微細(xì)粒礦物的浮選，載體浮選技術(shù)具有巨大的開發(fā)利用前景[23]。

楊釗雄[24]等針對凡口鉛鋅礦礦泥和流失礦的難題，進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究，研究表明采用礦泥和流失礦混合浮選工藝與礦泥、流失礦和礦砂混合浮選工藝效果較好，采用載體浮選的原理，獲得了較好的選別指標(biāo)。張艷[25]針對凡口鉛鋅礦含泥、含水量高的特點(diǎn)，對礦泥分選系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用粗砂為載體進(jìn)行載體浮選，取得了較好的選別指標(biāo)。

隨著對精礦質(zhì)量要求的提高和貧、細(xì)、雜礦物開發(fā)力度的加大，深度磨礦將成為未來選礦技術(shù)發(fā)展的必然選擇，因此次生礦泥的量也將隨之大大增加。作為一種有效回收微細(xì)粒礦物的方法，載體浮選不但能降低企業(yè)浮選藥劑的生產(chǎn)成本、減少向環(huán)境排放污染藥劑的總量，而且能提高有價(jià)金屬的回收率。因此，隨著載體浮選工藝技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，載體浮選工藝技術(shù)必將得到更為廣泛的應(yīng)用[26]。

4 結(jié)論

①我國擁有比較豐富的氧化鉛鋅礦資源，在硫化礦資源逐漸減少的形勢下該如何加大氧化鉛鋅礦資源、特別是高泥氧化鉛鋅礦資源的開發(fā)利用是一項(xiàng)長期而又艱巨的任務(wù)。

②由于高泥氧化鉛鋅礦本身的礦石特點(diǎn)，其開發(fā)利用一直是國內(nèi)外的難題，截至目前為止，預(yù)先脫泥浮選和添加分散劑脫泥是相對比較高效和頗具競爭力的處理方法，能夠?yàn)殂U鋅礦石的冶煉提供合格的原料。但添加分散劑的脫泥方法仍然存在較大的改進(jìn)空間，其應(yīng)用和推廣還需要在諸多方面進(jìn)行研究和實(shí)踐，包括基礎(chǔ)理論的研究、新藥劑、新工藝和新設(shè)備的研發(fā)應(yīng)用，以取得更大的進(jìn)展。

③預(yù)先脫泥浮選工藝仍是目前處理高泥氧化鉛鋅礦石應(yīng)用最廣泛且行之有效的工藝，多種脫泥方法聯(lián)合使用是提高難選氧化銅礦石利用效率的重要手段在對高泥氧化鉛鋅礦進(jìn)行選礦試驗(yàn)研究時(shí)，要綜合考慮各種選別工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，針對礦石性質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化組合，尋求最佳的選別工藝。

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