湖南某鉛鋅礦無堿浮選試驗研究①

李希掌，曾 娜，向 平，閆 飛，周立晨，胡 振

（1.湖南華麒資源環境科技發展有限公司，湖南 株洲 412000；2.湖南有色黃沙坪礦業公司，湖南 郴州 423000）

隨著我國工業技術的高速發展，各行各業對有色金屬的需求與日俱增，從而刺激了礦業界相關產業的迅速增長［1］。鉛鋅開采業競爭激烈，鉛鋅礦相關選礦工藝技術的研究和開發顯得非常重要［2－5］。同時選礦作為礦產資源開發利用過程中的重要環節，具有高能耗、高物耗、高污染的特點［6］，采用無石灰浮選新工藝對提高硫化鉛鋅礦選礦清潔生產水平具有重要意義［7－8］。

傳統高堿工藝對硫化鉛鋅礦的分選已經相當成熟，鉛鋅各項選別指標已達到較高水平，但高堿工藝需添加大量石灰，對原礦中銀礦物有較強的抑制作用，以致銀回收率一直難以提高。

隨著國家以及人民對環保的需求越來越高，傳統高堿工藝已經難以達到要求，主要體現為尾礦廢水COD偏高且較難處理，廢水COD指標若要達到國家排放標準60 mg／L以下，處理成本較高。

針對上述問題，湖南華麒資源環境科技發展有限公司對湖南某鉛鋅礦進行新型無堿工藝研發，取消石灰的使用，大幅度提高銀回收率的同時，選礦尾水COD僅30 mg／L左右，可達到國家排放標準，環境友好，可大幅度降低廢水處理成本，提高經濟效益。

1 試驗部分

1.1 礦石性質

湖南某鉛鋅礦石主要金屬礦物為方鉛礦、鐵閃鋅礦、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦和磁黃鐵礦等。脈石礦物以碳酸鹽為主，主要是方解石、白云石等，含有少量的碳。主要回收礦物為方鉛礦和鐵閃鋅礦。原礦化學多元素分析及鉛鋅物相分析結果分別見表1～3。

表1 原礦化學多元素分析結果（質量分數）／%

表2 原礦鉛物相分析結果

1.2 原則流程

該鉛鋅礦石主要回收礦物為方鉛礦和鐵閃鋅礦，根據方鉛礦和鐵閃鋅礦的浮選特點，結合目前成熟的鉛鋅浮選工藝，制定優先浮鉛?活化浮鋅原則流程，如圖1所示。

圖1 原則流程

1.3 試驗藥品

高堿工藝：石灰、硫酸鋅、乙硫氮、松醇油、硫酸銅、MB（黃藥類）。

無堿工藝：HQD82?1（硫酸鋅類）、HQD82?2（硫酸鋅類）、HQ77（黑藥類）、HQD52（亞硫酸鈉類）、HQ66（酯類）、硫酸銅，以上代號藥劑均為湖南華麒資源環境科技發展有限公司自主研發的藥劑。

1.4 試驗儀器

RK／ZQM（BM）系列智能球磨機、XFD2變頻調速單槽浮選機、TD5102電子天平、MP2002精密電子天平、RK／ZL－Φ260／Φ200多功能真空過濾機、101型電熱鼓風干燥箱、XPM－Φ120×3三頭研磨機等。

2 試驗結果與討論

2.1 無堿新工藝條件試驗

2.1.1 選鉛工藝抑制劑HQD82?1用量試驗

采用一次粗選流程，藥劑用量：鉛粗選HQD82?2用量100 g／t、HQ77用量120 g／t，HQD82?1用量試驗結果見圖2。從圖2可見，隨著抑制劑HQD82?1用量增大，鉛回收率基本呈下降趨勢，用量100 g／t時回收率指標最高；鉛品位曲線呈不規則變化，但變化不大。綜合考慮技術指標，選擇HQD82?1用量100 g／t。

圖2 鉛粗選HQD82?1用量試驗結果

2.1.2 選鉛工藝抑制劑HQD82?2用量試驗

采用一次粗選流程，藥劑用量：鉛粗選HQD82?1用量100 g／t、HQ77用量120 g／t，HQD82?2用量試驗結果見圖3。從圖3可見，隨著抑制劑HQD82?2用量增大，鉛品位基本呈下降趨勢，當用量為100 g／t時，鉛品位最高；回收率指標變化不大。綜合考慮技術指標，選擇HQD82?2用量100 g／t。

圖3 鉛粗選HQD82?2用量試驗結果

2.1.3 鉛捕收劑HQ77用量試驗

采用一次粗選流程，藥劑用量：鉛粗選HQD82?1用量100 g／t、HQD82?2用量100 g／t，HQ77用量試驗結果見圖4。從圖4可見，隨著HQ77用量增大，鉛品位呈下降趨勢，鉛回收率呈上升趨勢。綜合考慮，選擇HQ77用量140 g／t。

圖4 鉛粗選HQ77用量試驗結果

2.1.4 選鋅工藝抑制劑HQD52用量試驗

試驗采用一次粗選流程，藥劑用量：鋅粗選硫酸銅用量400 g／t、HQ66用量50 g／t，HQD52用量試驗結果見圖5。從圖5可見，隨著HQD52用量增大，鋅品位變化不大，鋅回收率呈下降趨勢。綜合考慮，選擇HQD52用量200 g／t。

圖5 鋅粗選HQD52用量試驗結果

2.1.5 選鋅工藝硫酸銅用量試驗

采用一次粗選流程，藥劑用量：鋅粗選HQD52用量200 g／t、HQ66用量50 g／t，硫酸銅用量試驗結果見圖6。從圖6可見，隨著硫酸銅用量增大，鋅品位呈上升趨勢，但上升幅度不大，當硫酸銅用量為400 g／t，鋅回收率最高。綜合考慮，選擇硫酸銅用量400 g／t。

圖6 鋅粗選硫酸銅用量試驗結果

2.1.6 選鋅工藝抑制劑HQ66用量試驗

采用一次粗選流程，藥劑用量：鋅粗選HQD52用量200 g／t、硫酸銅用量400 g／t，HQ66用量試驗結果見圖7。從圖7可見，隨著HQ66用量增大，鋅品位呈下降趨勢但變化幅度不大，鋅回收率呈上升趨勢，至50 g／t以上時基本保持平衡趨勢。綜合考慮，選擇HQ66用量50 g／t。

圖7 鋅粗選HQ66用量試驗結果

2.2 閉路試驗

對該鉛鋅礦開展了“HQ77＋HQD82?1＋HQD82?2”組方替代“乙硫氮＋硫酸鋅＋石灰＋松醇油”組方選鉛及“硫酸銅＋D52＋HQ66”組方替代“硫酸銅＋MB＋松醇油”組方選鋅對比試驗，試驗流程見圖8，結果見表4。從表4可以看出，兩種工藝獲得的鉛回收率相當，鉛精礦中鋅損失相當，但鉛精礦中銀回收率無堿工藝較高堿工藝提高了4.46個百分點，鋅精礦回收率無堿工藝較高堿工藝提高了0.81個百分點。以上分析數據說明無堿工藝試驗指標優于高堿工藝。

圖8 閉路試驗流程

表4 閉路試驗結果

無堿工藝產生的尾水COD僅為33 mg／L，比高堿工藝下降了117 mg／L，達到國家COD排放標準，選廠尾水可經簡單處理（甚至不需處理）便可直接達標外排，大大減輕了企業的環保壓力并顯著降低了尾水的處理成本。

3 結 語

針對湖南某鉛品位2.80%、鋅品位6.30%、銀品位67 g／t的鉛鋅礦，開發了無堿工藝選別流程。無堿工藝選別流程完全取消石灰的使用，徹底解決石灰配制產生的人工、設備、用電成本及石灰使用造成的堵塞問題。在鉛品位和回收率與高堿工藝指標相當的情況下，無堿工藝所得鉛精礦中銀回收率較高堿工藝提高了4.46個百分點；無堿工藝所得鋅精礦鋅品位和鋅回收率較高堿工藝分別提高了0.43和0.81個百分點；選礦廢水經簡單處理（甚至不需處理）就可以達標排放。