陜西某鉛鋅礦選廠流程考察工藝礦物學(xué)研究

王 洋， 趙彥杰, 吳天驕

(1.寶雞西北有色七一七總隊有限公司， 陜西 寶雞 721000； 2.西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司， 陜西 西安 710054)

1 前言

陜西某鉛鋅礦床在成礦區(qū)劃分上屬于秦嶺泥盆系層控多金屬成礦帶中部鳳太礦田西南部。礦體位于鉛硐山背斜南枝背斜鞍部及兩翼，賦存在古道嶺組與星紅鋪組地層界面。上盤為含炭鈣質(zhì)千枚巖夾薄層灰?guī)r，下盤為含炭生物或含炭生物灰?guī)r。礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀一致，總體走向為280°，礦體南翼向南傾伏，局部直立，傾角為65°～85°；礦體北翼向北傾，相對較緩，傾角45°～70°；鞍部礦體向西傾伏，傾角21°。礦石類型屬硫化鉛鋅礦石，目前該礦保有資源量465.49萬t，其中鉛金屬量6.6萬t，鋅金屬量26.8萬t。礦區(qū)鉛品位0.42%～2.87%，平均1.39%；鋅品位1.48%～10.64%，平均5.77%；鉛鋅綜合品位7.16%，屬中等品位。

該礦在建選礦廠時，沒有做選礦試驗，工藝流程及藥劑制度等參照類似選礦廠建設(shè)及生產(chǎn)。隨著礦石開采深度不斷加深，選礦各項指標(biāo)均出現(xiàn)了很大的波動。多次調(diào)試效果都不明顯，原因是對礦石性質(zhì)把握不準(zhǔn)而不能對癥下藥所致。為準(zhǔn)確掌握礦石性質(zhì)的變化，查找出指標(biāo)異常波動的原因，及時準(zhǔn)確的改善選礦指標(biāo)，對該選廠流程考察樣品進(jìn)行了工藝礦物學(xué)研究[1-4]。

2 工藝流程

2.1 工藝流程簡介

選礦磨浮工藝流程：磨礦采用一段閉路磨礦工藝，浮選采用抑鋅浮鉛優(yōu)先浮選工藝，其中鉛浮選采用1粗3精3掃，鋅浮選采用1粗2精3掃，磨浮原則流程如圖1所示。

圖1 磨浮原則流程

2.2 試樣采取與加工

對磨浮作業(yè)流程考察采樣點(分級機(jī)溢流產(chǎn)品、鉛精礦、鋅精礦、尾礦)連續(xù)5天取樣，分別編號為XC0422，XC0423，XC0424，XC0425，XC0426。

取樣制度為白班8個小時取樣，每一個小時取樣一次共計八次，將八次樣品合并為一個樣品進(jìn)行檢測和化驗分析。

對具有代表性的樣品進(jìn)行詳細(xì)考查和MLA工藝礦物學(xué)研究[5]。

3 研究結(jié)果

3.1 磨礦細(xì)度及浮選指標(biāo)情況

5天的磨礦細(xì)度及浮選指標(biāo)計算結(jié)果見表1。

由表1可知，磨礦細(xì)度-0.074mm在51%～65%間波動，出現(xiàn)頻次較多的是55%～60%，鉛精礦含鋅基本為5%～7%，也有略大于7%的現(xiàn)象；鋅精礦含鉛基本<1%。XC0423磨礦細(xì)度為-0.074mm占51.69%，鉛精礦含鋅明顯偏高。XC0426磨礦細(xì)度為-0.074mm占60.52%，基本代表選廠目前的磨礦細(xì)度現(xiàn)狀。

采用MLA對XC0426樣品進(jìn)行礦物組成、粒度分析、解離度及連生關(guān)系等分析，查明原礦、鉛鋅精礦及尾礦中鉛、鋅的嵌布狀態(tài)，并對XC0423原礦樣品的粒度粒度組成及解離度進(jìn)行檢測用于對比XC0426樣品，比較分析出更適合的磨礦細(xì)度。

3.2 原礦中的礦物組成及含量

原礦中的主要金屬礦物為菱鐵礦/褐鐵礦、閃鋅礦、黃鐵礦、方鉛礦；非金屬礦物主要為石英、鐵白云石、白云母、方解石，其他礦物較少。原礦中的礦物組成及含量見表2。

表1 磨礦細(xì)度及浮選指標(biāo)考查結(jié)果

3.3 原礦粒度組成及金屬分布

原礦粒度組成及金屬分布見表3。

表2 原礦中的礦物組成及含量

表3 原礦粒度組成及金屬分布

由表3結(jié)果可知，當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074mm占60.52%時，原礦中-0.038mm粒級的產(chǎn)率45.15%，鉛、鋅的金屬分布率分別占74.85%和47.95%。

3.4 原礦方鉛礦、閃鋅礦的粒度組成及解離度

對比XC0423及XC0426樣品，檢測出原礦中方鉛礦、閃鋅礦的粒度組成見表4，原礦中方鉛礦的解離度見表5，原礦中閃鋅礦的解離度見表6。

表4 原礦中方鉛礦和閃鋅礦的粒度組成

表5 原礦中方鉛礦的解離度

表6 原礦中閃鋅礦的解離度

由表4可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，原礦中方鉛礦和閃鋅礦的粒度變細(xì)。而且同等磨礦細(xì)度條件下，方鉛礦的粒度較閃鋅礦的粒度細(xì)的多，-0.074mm粒級占94%以上，-0.038mm粒級占80%以上，說明方鉛礦存在一定的過磨現(xiàn)象。

由表5和表6可知，磨礦細(xì)度的增加，原礦中方鉛礦和閃鋅礦的解離度均增加。當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074mm占60.52%時，方鉛礦的解離度77.57%，閃鋅礦的解離度81.38%，雖然方鉛礦、閃鋅礦的解粒度不高，但閃鋅礦>75%富連的占93.08%，因此，認(rèn)為閃鋅礦在磨礦細(xì)度-0.074mm占60.52%時已基本單體解離。

3.5 原礦中方鉛礦、閃鋅礦的連生關(guān)系

原礦中方鉛礦、閃鋅礦的連生關(guān)系見表7。

表7 原礦中方鉛礦、閃鋅礦的連生關(guān)系

由表7結(jié)果可知，原礦中的方鉛礦主要和閃鋅礦、鐵白云石、菱鐵礦、石英、黃鐵礦等連生。原礦中的閃鋅礦主要和鐵白云石、石英、菱鐵礦、方鉛礦、黃鐵礦等連生。

3.6 鉛精礦中方鉛礦、閃鋅礦的解離度及連生關(guān)系

鉛精礦中方鉛礦的解離度見表8，鉛精礦中閃鋅礦的解離度見表9，鉛精礦中方鉛礦、閃鋅礦的連生關(guān)系見表10。

表8 鉛精礦中方鉛礦的解離度

表9 鉛精礦中閃鋅礦的解離度

表10 鉛精礦中方鉛礦、閃鋅礦的連生關(guān)系

由表8及表9可知，鉛精礦中方鉛礦的解離度較高。鉛精礦中閃鋅礦的解離度為31.76%，但閃鋅礦>75%富連占34.40%。由此可見，部分可浮性好的單體及富連的閃鋅礦進(jìn)入鉛精礦中，導(dǎo)致了鉛精礦含鋅偏高。

由表10可知，鉛精礦中方鉛礦主要和閃鋅礦、黃鐵礦連生。鉛精礦中的閃鋅礦主要和方鉛礦連生，其次與黃鐵礦、鐵白云石等連生。

3.7 鋅精礦中方鉛礦、閃鋅礦的解離度及連生關(guān)系

鋅精礦中方鉛礦的解離度見表11；鋅精礦中閃鋅礦的解離度見表12；鋅精礦中方鉛礦、閃鋅礦的連生關(guān)系見表13。

表11 鋅精礦中方鉛礦的解離度

表12 鋅精礦中閃鋅礦的解離度

表13 鋅精礦中方鉛礦、閃鋅礦的連生關(guān)系

由表11可知，鋅精礦中方鉛礦主要以貧連為主，微細(xì)粒的方鉛礦粒度較細(xì)，難以解離，難以回收。而有時鋅精礦含鉛偏高的原因是由于部分單體已解離的方鉛礦沒上浮到鉛作業(yè)所致。由表12可知，鋅精礦中閃鋅礦的解離度較高。

由表13可知，鋅精礦中方鉛礦主要和閃鋅礦、鐵白云石、菱鐵礦、石英、黃鐵礦等連生。鋅精礦中閃鋅礦主要和鐵白云石、石英、方鉛礦、菱鐵礦等連生。

3.8 尾礦中方鉛礦的解離度及連生關(guān)系

尾礦中方鉛礦的解離度見表14；尾礦中的方鉛礦的連生關(guān)系見表15。

表14 尾礦中方鉛礦的解離度

表15 尾礦中方鉛礦的連生關(guān)系

由表14 可知，尾礦中單體方鉛礦占19.15%，可通過調(diào)整藥劑制度將其捕收；連生體以貧連為主，這部分微細(xì)粒的方鉛礦難以解離回收。

由表15可知，尾礦中的方鉛礦主要和鐵白云石、菱鐵礦、石英、黃鐵礦連生，其次與云母、閃鋅礦等連生。

3.9 尾礦中閃鋅礦的解離度及連生關(guān)系

尾礦中閃鋅礦的解離度見表16；尾礦中的閃鋅礦的連生關(guān)系見表17。

表16 尾礦中閃鋅礦的解離度

表17 尾礦中閃鋅礦的連生關(guān)系

由表16可知，尾礦中的閃鋅礦的解離度60.13%，說明尾礦中含有單體的閃鋅礦在鋅作業(yè)中未上浮完全所致，損失于尾礦的較多，應(yīng)注意選鋅作業(yè)的捕收劑用量是否少了，以防跑尾現(xiàn)象發(fā)生。

由表17可知，尾礦中的閃鋅礦主要和石英、鐵白云石、菱鐵礦連生；其次與白云母、方鉛礦、黃鐵礦等連生。

4 研究評價及優(yōu)化建議

(1)原礦的工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明：當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074mm占60.52%時，方鉛礦的解離度77.57%，但其金屬分布主要在-0.038mm粒級，再增加磨礦細(xì)度會增加過磨的風(fēng)險；閃鋅礦的解離度81.38%，閃鋅礦>75%富連的占93.08%，以富連為主，因此適宜的提高磨礦細(xì)度對鋅的解離較為有利。兼顧兩者，將磨礦細(xì)度控制在-0.074mm占60%，礦物基本可以單體解離。可以考慮調(diào)整磨礦方式或者調(diào)整鋼球充填率和配比來使磨礦產(chǎn)品更優(yōu)化。

(2)鉛精礦中閃鋅礦的單體解離度為31.76%，閃鋅礦>75%富連占34.40%，由此可見鉛精礦含鋅偏高原因為可浮性好的單體及富連的閃鋅礦進(jìn)入鉛精礦中。與方鉛礦富連的閃鋅礦在選鉛作業(yè)難以有效分離，但已單體解離了的31.76%的閃鋅礦則可通過強(qiáng)化藥劑制度而得到分離。

(3)鋅精礦中方鉛礦的單體解離度為12.04%，其余方鉛礦主要以貧連為主，且主要的連生礦物為閃鋅礦，方鉛礦主要以微細(xì)粒存在，再進(jìn)一步的解離和回收較為困難。鋅精礦中含鉛基本可達(dá)到合格產(chǎn)品要求，有時鋅精礦含鉛偏高的原因是由于單體已解離的12.04%的方鉛礦沒上浮到鉛作業(yè)所致。

(4)尾礦中單體方鉛礦占19.15%，可通過調(diào)整藥劑制度將其捕收；連生體以貧連為主，這部分微細(xì)粒的方鉛礦難以解離回收。

(5)尾礦中的閃鋅礦的解離度60.13%，說明尾礦中含有單體的閃鋅礦在鋅作業(yè)中未上浮完全所致，損失于尾礦的較多，應(yīng)加強(qiáng)選鋅作業(yè)的捕收劑用量，以防跑尾現(xiàn)象發(fā)生。

5 結(jié)論

(1)礦石中的主要金屬礦物為菱鐵礦/褐鐵礦、閃鋅礦、黃鐵礦、方鉛礦；非金屬礦物主要為石英、鐵白云石、白云母、方解石，其他礦物較少。

(2)礦石中的方鉛礦主要和閃鋅礦、鐵白云石、菱鐵礦、石英、黃鐵礦連生。礦石中的閃鋅礦主要和鐵白云石、石英、菱鐵礦、方鉛礦、黃鐵礦等連生。

(3)當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074mm占60.52%時，方鉛礦的解離度77.57%，但其金屬分布主要在-0.038mm粒級；閃鋅礦的解離度81.38%，閃鋅礦>75%富連的占93.08%，以富連為主。因此將磨礦細(xì)度控制在-0.074mm占60%，礦物基本可以單體解離。

(4)鉛精礦中含鋅偏高是因為已單體解離了的閃鋅礦未被抑制而上浮到鉛精礦中；鋅精礦中含鉛偏高的原因是由于單體已解離的方鉛礦沒上浮到鉛作業(yè)所致，需對藥劑制度做優(yōu)化研究進(jìn)行改進(jìn)。

(5)尾礦中鉛鋅偏高均為捕收劑用量不足，致使已單體解離的礦物未被捕收所致。

(6)此次工藝礦物學(xué)研究為該選廠第一次考查研究，明確了礦石的礦物組成、主要礦物的粒度組成、解離度、嵌布特征及連生關(guān)系，并得到了磨礦細(xì)度為-0.074mm占60%時，礦物基本可以單體解離。各項研究結(jié)果為該選廠后續(xù)優(yōu)化選礦工藝及藥劑制度，改善選礦指標(biāo)提供了重要的基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)，對提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有積極作用。