高碳鉛鋅多金屬礦浮選試驗(yàn)研究與生產(chǎn)實(shí)踐

張 志，茍敏剛

（陜西鉛硐山礦業(yè)有限公司，陜西 鳳縣 721707）

陜西鉛硐山礦業(yè)有限公司選礦廠1996年10月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)日處理礦石800 t，實(shí)際日處理量1 200 t，采用電位調(diào)控優(yōu)先浮選法，主要產(chǎn)品為鉛鋅精礦。隨著礦山開采中段逐年下移，入選原礦品位降低，含碳量增高，鉛精選作業(yè)富集大量碳質(zhì)，不僅降低了精礦品位，而且碳質(zhì)吸附礦漿中的捕收劑，造成脫藥現(xiàn)象，導(dǎo)致浮選工藝紊亂，回收率下降，鉛精礦品位在58.50%，回收率在86.63%。面對選礦實(shí)際問題，開展了解決碳質(zhì)對選礦工藝影響的試驗(yàn)研究與生產(chǎn)實(shí)踐。

1 礦石性質(zhì)

1.1 原礦化學(xué)分析

原礦多元素分析結(jié)果見表1，鉛、鋅物相分析結(jié)果見表2。從原礦化學(xué)分析及鉛、鋅物相分析結(jié)果可以看出，該礦石為高碳低硫、鋅高鉛低混合鉛鋅礦石。

表1 礦石多元素分析結(jié)果 %

表2 鉛、鋅物相分析結(jié)果 %

1.2 原礦基本性質(zhì)

鉛硐山鉛鋅礦石主要以方鉛礦和閃鋅礦為主，其次是白鉛礦、菱鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦；非金屬礦物主要為石英、碳酸鹽（白云石、方解石）、碳質(zhì)等。銀礦物主要以輝銀礦、深紅銀礦、銀黝銅礦和自然銀等形式存在，主要伴生于鉛礦物中。礦石的主要構(gòu)造為條帶狀、微層狀、團(tuán)塊狀、網(wǎng)脈狀、扁豆?fàn)睢唿c(diǎn)狀等。結(jié)構(gòu)有他形粒狀、自形與半自形等，鉛鋅礦物屬微粒－微細(xì)粒不規(guī)則嵌布類型。

閃鋅礦：分布最廣、量最多，賦存于微石英巖中，單獨(dú)存在或與方鉛礦共生。呈條帶狀、塊狀、侵染狀、星點(diǎn)狀產(chǎn)出，半自形－他形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑0.03～5 mm，顏色有淺棕黃色、棕色、深棕褐色、黑色。

方鉛礦：分布廣泛，與閃鋅礦的分布范圍基本一致，但很不均勻。與閃鋅礦共生，呈條帶狀、斑雜狀、團(tuán)塊狀存在于鉛鋅礦體中，而與閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦共生的，賦存于各種蝕變巖體中，呈不規(guī)則的團(tuán)塊狀和樹枝狀。方鉛礦顆粒較粗大，最大可達(dá)50 mm或更大些，一般在0.1～5 mm，半自形。

銀礦物：主要以類質(zhì)同相及微細(xì)銀礦物存在于方鉛礦中，與鉛關(guān)系最為密切，幾乎全部富集在鉛精礦中。銀的獨(dú)立礦物含量甚微，主要有含銅自然銀、含銅輝銀礦、銀黝銅礦等。

碳質(zhì)：主要為無機(jī)碳，其次是少量的石墨，碳質(zhì)主要呈鱗片狀分布于各礦物顆粒之間。

2 原生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀

原生產(chǎn)工藝采用兩個(gè)系列鉛鋅順序優(yōu)先浮選流程，一段磨礦（－0.074 mm占72%左右）。在高堿性礦漿中進(jìn)行鉛鋅浮選，石灰為介質(zhì)調(diào)整劑，起泡劑是松醇油。工藝流程與藥劑方案如圖1所示，技術(shù)指標(biāo)見表3。

表3 技術(shù)指標(biāo) %

圖1 工藝流程與藥劑制度

3 選礦試驗(yàn)研究

3.1 試驗(yàn)方案的確定

在礦物浮選中，碳質(zhì)對鉛浮選工藝的穩(wěn)定性和浮選指標(biāo)具有非常大的影響。碳質(zhì)礦物密度小，硬度低，易泥化。微粒狀碳質(zhì)礦物易吸附在其它礦物表面，是選鉛中難以脫除的脈石礦物。

碳質(zhì)對鉛浮選影響分析：（1）碳質(zhì)礦物本身上浮，使鉛精礦含碳量猛增；（2）碳質(zhì)礦物極細(xì)，極易吸附在其它礦物表面，使之被污染而上浮。浮選實(shí)踐中，這兩種現(xiàn)象兼而有之，使鉛的精選、生產(chǎn)高品位鉛精礦變得相當(dāng)困難。含碳越高，碳鉛比越大，鉛精礦品位和回收率越低。鉛精礦中，隨碳含量的上升，有SiO2、CaO、MgO等組成的脈石礦物含量也增大；Fe、Zn等組成的硫化雜質(zhì)含量也增大，影響鉛精礦質(zhì)量［1］。

針對以上問題，在現(xiàn)有浮選工藝和藥劑制度基礎(chǔ)上，開展了浮選預(yù)先除碳和浮選劑Z－1抑碳兩種方案試驗(yàn)比較。

3.2 浮選預(yù)先除碳試驗(yàn)

試驗(yàn)使用松醇油除碳，鉛浮選作業(yè)前不添加捕收劑，只添加適量松醇油浮選碳質(zhì)，減小碳在鉛循環(huán)中的積累。試驗(yàn)工藝流程如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖2 浮選預(yù)先除碳試驗(yàn)流程

表4 小型試驗(yàn)閉路結(jié)果 %

從表4試驗(yàn)結(jié)果可以看出：使用松醇油浮選預(yù)先除碳，可以提高鉛精礦品位，但是鉛、鋅金屬損失較大。

原因分析：在高堿石灰介質(zhì)中，方鉛礦表現(xiàn)出良好的可浮性［2］。浮選預(yù)先除碳過程中，必定會(huì)有部分細(xì)粒、易浮的方鉛礦和閃鋅礦進(jìn)入到碳產(chǎn)品中，影響鉛鋅的回收率。

3.3 浮選劑Z－1抑碳工業(yè)試驗(yàn)

在鉛浮選作業(yè)開展了抑碳浮選劑Z－1工業(yè)試驗(yàn)，用量分別為50 g／t、100 g／t、130 g／t、150 g／t，試驗(yàn)工藝流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖3 工業(yè)試驗(yàn)流程

圖4 浮選劑Z－1用量試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著浮選劑Z－1用量的增大，鉛精礦品位有明顯的提高，精選作業(yè)泡沫顏色由黑色變?yōu)殂U灰色，在用量為150 g／t時(shí)，鉛精礦品位和回收率均處于較好水平。

3.4 浮選劑Z－1性質(zhì)

浮選劑Z－1能溶于水、丙酮、乙醇、乙酸乙酯等溶劑中，有澀味，略呈酸性。是一種有效抑制劑，具有抑制碳質(zhì)脈石、碳酸鹽脈石等礦物的作用。

4 生產(chǎn)實(shí)踐

通過兩種試驗(yàn)方案比較，決定采取在鉛浮選使用浮選劑Z－1抑碳。2021年3月進(jìn)入生產(chǎn)實(shí)踐階段，經(jīng)過4個(gè)月的生產(chǎn)運(yùn)行，浮選技術(shù)指標(biāo)持續(xù)向好，尤其是鉛指標(biāo)提升很明顯，具體生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表5。

從表5生產(chǎn)數(shù)據(jù)中可以看出，鉛精礦品位提高了16.76%，回收率提高了2.45%，含銀量提高了約300 g／t；鋅精礦品位提高了2.84%，回收率提高了0.43%。說明浮選劑Z－1不僅抑碳效果很好，而且對共伴生銀有很好的回收效果。

表5 浮選劑Z－1抑碳浮選生產(chǎn)數(shù)據(jù) %

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

采用浮選劑Z－1抑碳浮選，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益：（1）鉛鋅精礦品位提高：銷售價(jià)格增加和減少產(chǎn)品倒運(yùn)量，年可增加收入約156.50萬元；（2）鉛金屬回收率提高：年可多回收金屬量約39.90 t，增加收入約59.85萬元；（3）共伴生銀回收率提高：鉛精礦含銀量提高了300 g／t，年可多回收銀900 kg，增加收入約477萬元。

成本：浮選劑Z－1用量為130 g／t，年消耗46.8 t，年成本約42.12萬元。

綜合以上，年可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約651.23萬元。

6 結(jié) 語

1.通過浮選預(yù)先除碳和浮選抑制碳兩種方案比較，浮選抑制碳質(zhì)效果達(dá)到預(yù)期，浮選作業(yè)添加抑碳浮選劑Z－1，沒有影響鉛鋅浮選工藝，無需改變原浮選工藝和藥劑制度。

2.浮選劑Z－1對抑碳提銀、穩(wěn)定泡沫、遏制跑槽、消除脫藥、改善鉛鋅分選效果有很明顯的作用。

3.鉛鋅浮選采用抑碳措施，有效解決了高碳質(zhì)對鉛鋅礦浮選的影響，實(shí)現(xiàn)了鉛鋅精礦產(chǎn)品一級(jí)品質(zhì)，大幅提高了共伴生銀回收率，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)環(huán)境效益顯著。