淺析高硫鉛鋅礦選礦工藝

李文勘

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)大隊，新疆 鄯善 838204）

鉛鋅礦作為一種重要的礦產(chǎn)資源，在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中占據(jù)非常重要的地位，無論是冶金、機(jī)械、化學(xué)、電氣、軍事以及輕工業(yè)中，鉛鋅礦資源的應(yīng)用非常廣泛。尤其是在現(xiàn)代工業(yè)高速的發(fā)展背景下，對于鉛鋅礦資源的需求不斷增加，鉛鋅資源在我國工業(yè)領(lǐng)域的重要性更加凸顯。為此，為了得到這些重要的鉛鋅礦產(chǎn)資源，研究相應(yīng)的選礦技術(shù)變得越發(fā)重要起來。然而，相較于一些發(fā)達(dá)國家，在高硫鉛鋅礦的選礦方面，我國的技術(shù)水平還亟待提升，無法實現(xiàn)高硫化親鉛鋅礦浮選的高利用率，引發(fā)一些資源浪費。下文主要針對某鉛鋅礦選礦工藝展開分析，旨在進(jìn)一步提升硫、鉛、鋅的利用效率，推動工業(yè)建設(shè)的不斷發(fā)展[1-3]。

1 礦石性質(zhì)簡述

礦石為鉛鋅硫多金屬硫化礦，主要金屬礦物為黃鐵礦、閃鋅礦、鐵閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦，其次含少量褐鐵礦、白鉛礦，輝銀礦。非金屬礦物主要是碳酸鹽礦物，其次是絹云母、石英、重晶石，少量的長石、黑云母、磷灰石。伴生的有用組分為銀、金、鎘、鍺、鎵等。方鉛礦鉛灰色，半自形粒狀，粒徑一般1～3mm；閃鋅礦多呈塊狀，棕黑或黑色，它形粒狀集合體，粒徑一般0.5～3mm。粒間及粒中有黃鐵礦分布，可見閃鋅礦熔蝕交代毒砂、黃鐵礦。銀礦物主要為輝銀礦形式與方鉛礦、閃鋅礦共生，粒徑一般0.05～0.5mm。

2 生產(chǎn)現(xiàn)場考察

（1）生產(chǎn)工藝描述。礦石經(jīng)過破碎磨礦后，進(jìn)行鉛鋅分離浮選。鉛浮選回路用石灰調(diào)漿至PH=9，用丁銨黑藥+丁基黃藥做捕收劑，起泡劑2#油，經(jīng)一次粗選、三次掃選、四次精選后，得到鉛精礦和抑鋅尾礦。鋅浮選回路用石灰調(diào)漿至PH=12，活化劑硫酸銅，捕收劑丁基黃藥，起泡劑2#油，經(jīng)一次粗選、三次掃選和三次精選，得到鋅精礦和最終尾礦。

（2）磨礦濃細(xì)度及生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。對歷年來生產(chǎn)現(xiàn)場主要生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)和磨礦濃細(xì)度（分級機(jī)溢流）進(jìn)行了檢測和統(tǒng)計，數(shù)據(jù)見表1。

表1 歷年來生產(chǎn)現(xiàn)場主要生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)和磨礦濃細(xì)度

從歷年生產(chǎn)實踐可以看出，鉛、鋅回收率下降趨勢較為明顯，精礦產(chǎn)品互含呈上升趨勢。

3 選礦試驗

結(jié)合國內(nèi)鉛鋅選礦的理論與實踐經(jīng)驗，同時考慮到現(xiàn)場實際情況，試驗仍采用優(yōu)先浮選的原則流程，重點對部分工藝條件進(jìn)行考察。試驗樣品采自現(xiàn)場球磨機(jī)給料皮帶，采取礦樣約100公斤（粒度25mm以下），經(jīng)實驗室破碎機(jī)再次破碎至3mm以下，經(jīng)混勻后，縮分成20份試樣，每份試樣1公斤。經(jīng)化驗分析，礦樣含量為：鉛1.54%，鋅3.35%，銀60.2g/t，硫13.84%。

為保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，每個工藝條件考察試驗均同時做兩個平行樣品試驗，以平均數(shù)值做為本工藝條件試驗的結(jié)果。

（1）磨礦細(xì)度試驗。磨礦時間選取3min，5min，8min，10min，測得磨礦細(xì)度-200目分別為：52.32%，59.52%，69.45%，76.25%。磨后的礦樣分別進(jìn)行一次粗選試驗。試驗條件為：調(diào)整劑碳酸鈉500g/t，抑制劑硫酸鋅1000g/t，亞硫酸鈉500g/t；捕收劑丁銨黑藥80g/t，起泡劑2#油20g/t；浮選濃度30%； 浮選時間5min。實驗顯示鉛回收率隨細(xì)度的增加呈上升趨勢，在接近70%時達(dá)到最高值。當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到76.25%時，尾礦品位反而出現(xiàn)上升，推測可能部分鉛礦物發(fā)生過磨，不容易被捕收，損失在尾礦中。故確定最佳磨礦細(xì)度為-200目70%。后續(xù)試驗均采用此磨礦細(xì)度。

（2）調(diào)整劑試驗。分別用碳酸鈉500g/t、1000g/t、石灰500g/t、1000g/t調(diào)漿，其它條件不變，進(jìn)行一次粗選試驗。實驗顯示用碳酸鈉調(diào)漿，鉛的回收率相對較高。石灰對方鉛礦、特別是表面略有氧化的方鉛礦有一定的抑制作用，而碳酸鈉沒有這一負(fù)面作用。根據(jù)試驗結(jié)果，確定碳酸鈉用量為1000g/t。后續(xù)試驗均采用此條件。

（3）捕收劑試驗。①捕收劑種類試驗。分別進(jìn)行不同捕收劑試驗：丁銨黑藥；丁銨黑藥+丁黃藥；乙硫氮；乙硫氮+丁銨黑藥。乙硫氮對鉛、銅等硫化礦物有良好的選擇性及捕收能力，浮選速度快，對鉛、鉍、銻、銅等金屬的硫化礦物有更強(qiáng)的捕收力；丁銨黑藥的選擇性較好，有利于保證較高的精礦品位，但捕收力相對較弱。二者配合使用，能充分發(fā)揮捕收劑之間的協(xié)同效應(yīng)。根據(jù)試驗結(jié)果，捕收劑選用乙硫氮與丁銨黑藥配合使用。②捕收劑用量比例試驗。試驗條件不變，捕收劑總用量60g/t，考查二者不同比例時的浮選效果。隨著乙硫氮比例的增加，精礦品位有所下降，回收率有所提高，同時含鋅有所增加。綜合考慮，選取乙硫氮：丁銨黑藥=1：2。后續(xù)試驗均采用此條件。

（4）鋅浮選捕收劑種類試驗。將以上試驗的尾礦混勻縮分成1000克的試樣，進(jìn)行了鋅浮選的捕收劑種類試驗。試驗采用一次粗選6min。捕收劑分別擬定為：丁黃藥；z-200；丁黃藥+乙黃藥。其它條件為：礦漿濃度28%；石灰調(diào)漿至PH=12；硫酸銅600g/t；2#油40g/t。Z-200號對被活化的閃鋅礦捕收能力強(qiáng)，對黃鐵礦捕收能力弱，因此常用于鋅浮選作業(yè)。從試驗情況來看，選用Z-200做為鋅捕收劑，從回收率和精礦品位兩方面考慮，是合適的。因此，確定用Z-200為選鋅捕收劑。后續(xù)試驗均采用此條件。

（5）驗證試驗。綜合以上條件試驗，根據(jù)各最佳條件，進(jìn)行了驗證試驗。驗證試驗采用一次粗選一次掃選的試驗流程。掃選藥劑用量為粗選的1/3，掃選時間4分鐘。試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表2。

表2 工藝調(diào)整前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計對比表

4 生產(chǎn)調(diào)整及工藝條件優(yōu)化

根據(jù)試驗結(jié)果，對生產(chǎn)工藝進(jìn)行了調(diào)整。有以下幾方面措施。①提高磨礦濃度；每隔三天補(bǔ)加一定量的Φ40小鋼球，加量按前一天處理量乘0.5kg/t，當(dāng)班不再補(bǔ)加鋼球。②鉛浮選用碳酸鈉替換石灰，加在球磨機(jī)中，用量1000g/t。 ③鉛浮選用乙硫氮+丁銨黑藥（1：2）替代原用的捕收劑，總用量120g/t。粗、掃選用量按4：2：1：1遞減。 ④鋅浮選仍用石灰調(diào)漿。捕收劑替換為Z-200，總用量110g/t。粗、掃選用量按6：3：1：1遞減。⑤起泡劑、活化劑、抑制劑等按照原用量及添加方式添加。

5 生產(chǎn)調(diào)整后指標(biāo)統(tǒng)計

工藝技術(shù)條件優(yōu)化調(diào)整后，生產(chǎn)了半年時間，生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計及與以前對比，在原礦品位下降的前提下，鉛回收率提高1.97%，鋅回收率提高2.12%，精礦產(chǎn)品互含情況均有所下降。

6 工藝優(yōu)化調(diào)整后，經(jīng)濟(jì)效益測算

目前鉛、鋅市場價格基本上在10000元/金屬噸。原礦品位鉛1.58%，鋅3.27% ，每噸礦石多創(chuàng)造效益：鉛：1噸*1.58%*1.97%*10000元/噸=3.11元 ；鋅：1噸*3.27%*2.12%*10000元/噸=6.93元；合計：3.11元+6.93元=10.04元。

因鉛回收率的提高，鉛精礦中的計價元素金、銀附加值相應(yīng)也增加，在此不做具體測算。優(yōu)化工藝所采用的藥劑成本與原使用的藥劑成本略有增加，但不會超過1元/噸，金銀附加產(chǎn)品的增加值完全可以抵消這一成本的上漲。

7 結(jié)語

①通過定期補(bǔ)加磨礦介質(zhì)小鋼球，有效的提高了磨礦細(xì)度，為浮選作業(yè)的金屬回收及精礦質(zhì)量起到了積極作用。②在鉛浮選循環(huán)中，采用乙硫氮與丁銨黑藥混合用藥，兼顧了鉛的回收率與鉛精礦的質(zhì)量。用碳酸鈉替代石灰做為調(diào)整劑，避免了使用石灰對金、銀礦物的抑制。③使用Z-200做為鋅礦物的捕收劑，有效的提高了鋅的回收率。④實施工藝技術(shù)條件優(yōu)化調(diào)整后，在對原生產(chǎn)工藝不做大的改動的前提下，每噸礦石增加了10元的產(chǎn)值，年增收入300余萬元，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。