新疆某鉛鋅礦選礦工藝試驗研究

李 飛，周 濤，李健民，黃國賢

（西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900）

金屬鉛、鋅廣泛應用于機械、軍工等行業中，其主要來源為鉛鋅礦[1]。自然界中鉛、鋅資源多共存于同一礦床中，原因是鉛、鋅元素具有相類似的外層電子結構，均具有強烈的親硫性，共同的成礦物質來源和相似的地球化學行為，使二者在地殼中緊密富集共存。復雜多樣的成礦作用造成了多種不同類型的鉛鋅礦礦床，很大程度上導致鉛、鋅嵌布致密復雜，分離困難[2]。所以，對鉛鋅礦進行選礦工藝研究，實現鉛鋅的選別、富集和分離，有利于滿足日漸攀升的鉛鋅資源需求量，對保障和促進我國經濟的發展具有積極的意義。

1 礦石性質

本研究所用礦樣采自新疆某地，原礦中含鉛3.86%，含鋅2.14%，鉛鋅含量較高，是主要的有價元素，此外，原礦中還有較高含量的銀，可以考慮在浮選過程中對其進行富集。該礦石礦物組成多樣，金屬礦物主要為鉛鋅礦物，鉛礦物以方鉛礦為主，鋅礦物以閃鋅礦為主，其他金屬礦物有黃鐵礦和雌黃鐵礦等，脈石礦物包括方解石、白云石、石英等。原礦礦石結構復雜，破碎和交代結構明顯，有包裹體結構存在。礦物構造較為多樣，鏡下觀察顯示，礦物構造多呈脈狀、浸染狀和星點狀。原礦中鉛鋅共生緊密，嵌布復雜，屬復雜鉛鋅多金屬硫化礦。原礦主要化學元素分析結果見表1，鉛鋅物相分析結果見表2。

表1 原礦樣化學多元素分析結果/%

注：帶*單位為g/t。

表2 原礦鉛鋅物相分析結果/%

2 選礦試驗

試驗礦樣為典型的硫化鉛鋅礦，對該類礦石的選別，可采用優先浮選的工藝流程——即采用合適的藥劑制度先對礦石中的鉛礦物進行浮選富集得到鉛精礦，然后對鉛浮選的尾礦浮選得到鋅精礦，最終實現鉛鋅的分離。

2.1 鉛粗選試驗條件

（1）磨礦細度試驗。由于試驗礦樣中各礦物嵌布復雜、鉛鋅嵌布緊密，為保證目的礦物的回收，鉛鋅的充分解離是必要的前提條件，因此需對磨礦細度進行試驗。磨礦細度試驗流程見圖1，試驗結果見圖2。

圖1 磨礦細度試驗工藝流程及條件

由圖2可以看出，隨著磨礦細度的增加，鉛粗精礦中鉛的品位先升高后降低，鋅的品位則呈先降低后升高的趨勢，鉛的回收率降低直至趨于平穩，鋅的回收率呈先降低后升高的趨勢。當磨礦細度為-200目占75%時，鉛粗精礦中含鋅最低，綜合而言此時指標最佳。因此，確定最佳磨礦細度為-200目占75%。

圖2 磨礦細度試驗結果

（2）硫酸鋅用量試驗。優先浮選鉛的過程中，添加硫酸鋅可有效抑制鉛粗精礦中鋅的含量。因此，試驗過程中需確定硫酸鋅的用量對浮選指標的影響。試驗磨礦細度為-200目占75%，石灰用量為8000g/t，變換硫酸鋅用量為0g/t、500g/t、1000g/t、1500g/t，其他條件見圖1，試驗結果見表3。

由表3中試驗結果可知，硫酸鋅的添加對鉛粗精礦中鋅含量的抑制有明顯效果，此外，隨著硫酸鋅添加量的增加，鉛粗精礦中鋅的含量和回收率先降低后趨于平穩，而鉛的品位和回收率基本保持不變。綜合考慮浮選指標及成本，最終確定硫酸鋅的添加量為500g/t。

表3 硫酸鋅用量試驗結果

（3）丁基黃藥用量試驗。試驗采用傳統的、適用性較廣的丁基黃藥作為鉛優先浮選的捕收劑[3]。試驗固定磨礦細度為-200目占75%，石灰用量8000g/t，硫酸鋅用量為500g/t，以丁基黃藥用量為變量，分別為60g/t、70g/t、80g/t、90g/t，試驗流程如圖1所示，試驗結果見表4。

由表4中試驗結果可知，丁基黃藥用量的增加，有利于鉛粗精礦產率的提升，但也同樣導致了鉛品位的下降以及鉛粗精礦中含鋅量的增加。綜合考慮浮選指標，確定丁基黃藥的用量為70g/t。

表4 丁基黃藥用量試驗結果

2.2 鋅粗選條件試驗

通過系統的鉛浮選條件試驗得知，經過5分鐘的粗選和4分鐘的掃選，此時可較為充分地回收礦樣中的鉛。因而確定在此基礎上，以鉛粗選所得尾礦作為選鋅的給礦進行鋅粗選條件試驗。

（1）石灰用量試驗。試驗固定硫酸銅用量為80g/t，丁基黃藥粗選段用量為60g/t，掃選段用量為20g/t，粗選時間4分鐘，掃選時間3分鐘，變換石灰用量分別為6000g/t、8000g/t、10000g/t、12000g/t，試驗流程及相關條件見圖3，試驗結果見表5。

圖3 鋅粗選石灰用量試驗流程圖

表5 鋅粗選石灰用量試驗結果

由表5中試驗結果可知，隨著石灰量的增加，鋅粗選精礦的作業產率逐漸減小，對應鋅的品位逐漸增大，鋅作業回收率逐漸降低，鋅粗精礦含鉛量同樣逐漸減小。當石灰用量為10000g/t時，此時鋅粗精礦中含鉛最少，浮選指標相對最佳，因此確定鋅粗選石灰添加量為10000g/t。

（2）硫酸銅用量試驗。在鉛鋅優先浮選中添加硫酸銅，可使前期被抑制的鋅礦物得到活化，因此需對硫酸銅的添加量進行試驗考察。試驗固定石灰用量為10000g/t，以硫酸銅用量為變量，分別為60g/t、80g/t、100g/t，試驗流程及其余條件見圖3，試驗結果見表6。

表6 硫酸銅用量試驗結果

由表6中試驗結果可知，隨著硫酸銅用量的增加，鋅粗精礦的產率逐漸增大，說明硫酸銅的添加對前期被抑制的鋅礦物起到了活化對用，此時，鋅品位逐漸降低，回收率逐漸增大。綜合看來，在硫酸銅添加量為80g/t時，浮選指標相對最好，因此確定硫酸銅的用量為80g/t。

2.3 閉路浮選試驗

根據鉛、鋅各條件試驗所確定的最佳藥劑制度，對試驗礦樣進行了閉路浮選試驗，試驗流程圖如圖4所示，試驗結果見表7。

表7 閉路試驗結果

圖4 全浮選閉路試驗流程圖

由閉路浮選試驗結果可知，通過優先浮選流程，分別經過“一粗三精一掃”的鉛和鋅浮選，最終獲得了鉛品位為66%、回收率為89.20%的鉛精礦和鋅品位為47.93%、回收率為81.27%的鋅精礦，鉛、鋅精礦互含較低，浮選指標較好。此外，Ag也在鉛精礦中得到了有效富集，Ag含量達到了1048.90g/t。說明所采用的藥劑制度和試驗流程對該礦樣的浮選效果較為顯著。

3 結論

試驗礦樣屬于鉛鋅多金屬硫化礦，礦石中鉛、鋅、銀均有很好的回收利用價值。該礦石中主要金屬礦物包括方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等，脈石礦物包括方解石、白云石、石英等。礦石結構構造較為復雜，目的礦物嵌布細且雜。通過采用“優先浮選鉛——鉛尾礦選鋅”的試驗流程，最終可獲得鉛品位為66%、回收率為89.20%、含銀1048.90g/t的鉛精礦和鋅品位為47.93%、回收率為81.27%的鋅精礦，實現了鉛鋅的有效分離，與此同時，礦石中的伴生銀也得到了有效回收。