氧化鉛鋅礦的選礦研究現狀及進展

賀彩琴 張志 茍敏剛 王英

摘要： 由于近幾年國家制造業的發展，硫化鉛鋅礦的開采量大大增加，儲量大大減少，所以氧化鉛鋅礦愈發受人重視，不論是政府還是企業都投入大量資金研究氧化鉛鋅礦的選礦與利用，本文將總結目前選礦研究現狀及最新進展。

關鍵詞： 氧化鉛鋅礦;選礦研究; 研究現狀;

到目前，人類由于科學技術發展的限制，從氧化鉛鋅礦冶煉技術不夠成熟，仍有一定難度，因此使用的鉛鋅金屬還是以從硫化礦冶煉為主，然而，由于早期對硫化鉛鋅礦的大量開采以及我國經濟的高速發展，僅從硫化鉛鋅礦進行鉛鋅金屬的提煉，已無法滿足市場的巨大需求。由于我國鉛鋅礦儲量尤其是氧化鉛鋅礦儲量相當豐富，因此，若能研究制定出氧化鉛鋅礦的選礦以及提取策略，加強氧化鉛鋅礦的回收利用不僅能幫助部分冶煉企業升級產業鏈，還能提高我國能源利用率，促進我國經濟與國力的進一步發展。

一、氧化鉛鋅礦難選原因

氧化鉛鋅礦成分較硫化鉛鋅礦成分復雜，其中既有大量可溶鹽又有金屬氧化物，不利于藥劑的選擇，給提取帶來了困難，氧化鉛鋅礦中通常含有大量的鋁鋅，它們極易與礦物中的鐵形成固態溶液，從而進入礦物的晶格單元或吸附發生離子交換作用的粘土表面，大大影響分離效果，除此之外還有大量因素嚴重影響了氧化鉛鋅礦的提取分離，造成選礦困難。

二、氧化鉛鋅礦的浮選法發展近況

（一）硫化- 黃藥浮選法

硫化浮選法由于應用時間長，浮選技術比較成熟，因此仍作為氧化鉛鋅礦浮選的主要辦法，硫化浮選主要收集鉛鋅元素，因此硫化的過程對浮選最終獲得有效礦物起著決定性的作用，研究發現在硫化過程中加入捕收劑黃藥將提高鉛鋅礦物的回收率，但是，在實際操作中，黃藥只有經過硫酸銅活化才能在浮選中發揮有效捕收作用。 米特羅凡諾夫在實驗中發現： 硫化鈉濃度與黃藥對菱鋅礦的吸附成負相關，從而導致菱鋅礦的可浮性下降，影響浮選效果。如果相應的改變礦漿的溫度，將會有效改變這一狀況，經過多次實驗證明，礦漿溫度提高50 ～ 60℃，將會促進氧化鋅中各礦物的硫化，同時提高黃藥對的菱鐵礦的吸附。Janusz. W等也在后續研究中發現要想實現黃藥捕獲的良好效果，就需要在開采的氧化鉛鋅礦中加入硫氫離子和銅離子，對其中的碳酸鋅活化。李存兄等先在水熱條件下用硫硫化礦物再用丁基黃藥浮選，得到鉛品位為19.59%，鋅品位為35.76%的混合精礦，鉛鋅回收效果顯著，回收率更是高達約70%和80%。但是加溫硫化- 黃藥浮選法要求原料中禁止出現約-10 μm 的細泥，因此硫化- 黃藥浮選法不適合處理含有大量氧化鐵的礦石。同時，由于在浮選中提高了礦物的溫度，就需要增加能源的消耗，不僅對企業的生產設備提出了更高的要求也大大增加了生產成本，更不利于實行國家低能耗、低排放的要求。

（二）硫化- 胺鹽浮選法

硫化- 胺鹽浮選法是由 Paul Raffinot發現提出的，并且其在實驗中發現以脂肪族第一胺為捕收劑效果明顯好于其他陽離子，陳志文等依據貴州的某處礦產特點，研制了十八胺、偏磷酸鈉為主的藥劑，將原礦的鋅品位提高了近六倍，回收率高達82.27%，實現了高效分選氧化鉛鋅礦。但硫化- 胺法使用時也有一定限制： 需要使用大量藥劑，對可溶鹽和礦泥敏感，如果想實現高要求的精礦品位，就必須進行脫泥處理，這就造成鋅元素的大量損失。

（三）直接用脂肪酸浮選

氧化鉛鋅礦中若含大量碳酸鹽、 泥質脈石、硅酸鹽類脈石，以脂肪酸類物質作為捕收劑浮選結果良好，首先試驗成功的是法國人J. M. Cases 等人，在實驗中首先利用次工藝對氧化鉛鋅礦石進行處理，對白鉛礦的浮選使用加溫硫化- 黃藥法，最后用油酸對菱鋅礦進行浮選，不僅得到品位為44.60%的高品位的鋅精礦，更實現了回收率達84. 50%的選別指標，脂肪酸浮選研究時間雖早，但由于其對部分無機鹽較低的選別效果，一直沒得到廣泛應用。

（四）螯合捕收劑浮選

鰲合捕收劑是近幾年的研究熱點，相較之前其他的捕收劑，鰲合捕收劑具有較高的選擇性，因而廣受人們重視，一直位于科技前沿的美國專利部門曾對外宣稱，螯合捕收劑若使用巰基羧酸醋，尤其是四甲基二戊基三巰基丙酸醋，浮選時對于一些難選別的氧化鉛鋅礦捕收效果良好。最近一段時間，又有研究人員如王祖旭等人發明了新型螯合劑解決了氧化鉛鋅礦冶煉時的鉛鋅難以分離的問題。

三、浸出法

浸出法的原理就是使用化學手段將要提取出的組分轉變成可溶性物質，將其選擇性的溶解出來，最終將待提取金屬回收。氧化鉛鋅礦物由于其自身化學性質可以直接用化學試劑浸出。因此，對于浸出法的研究就變得愈發重要，浸出法的技術困難主要是技術不成熟有一定難度，同時對于浸出液的處理也未找到合理的方案。但是部分研究人員正在攻克這一技術難關，比如賀山明等研究加壓酸浸工藝，他們以空氣加壓到0.6MPa、硫酸濃度140g/L、反應時間2h、浸出溫度控制130℃、固液體積質量比1∶5、攪拌速度600 r /min、等條件下實現鋅浸出率近乎97%，鉛入渣率約98%，渣中鉛鋅含量差別較大，可直接進行冶煉，若技術成熟，一定會幫助企業有效提高鉛鋅礦的回收率。

四、實行聯合浮選流程

由于氧化鉛鋅礦自身成分復雜，伴生礦比較多，因此單一的浮選法已經不能完全滿足工藝生產要求，目前大部門工廠針對開采的礦藏的特點 ，制定適宜分離的聯合浮選流程，以期提高鉛鋅及其他礦物的提取率 比如初選時使用硫化焙燒，重選時采取浮選、磁選以及煙化揮發- 浸出- 浮選多種工序，這些工序的使用使生產有了一定的流程，便于管理以及規模化生產，最重要的是聯合流程的引入顯著提高了氧化鉛鋅礦選別的效果。

五、結語

氧化鉛鋅礦石相對于硫化鉛鋅礦而言，不僅成分復雜、結構組織多樣化，而且可溶性鹽類含量高種類廣、易泥化，所以對于其的選別和利用也有一定難度，由于資金以及技術的問題，雖然氧化鉛鋅礦的選礦工藝和浮選藥劑都有了一定的成果，仍未走向工廠只適合實驗室階段，對于研究人員而言，如何研究出新型浮選工藝、找到高效的廉價藥劑、攻克技術難題、制定出科學合理有效的聯合工藝是迫在眉睫的問題，這將大大提高我國能源利用率，有效緩解即將到來的能源危機。

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