某铅锌氧化矿选矿试验研究

胡志刚，代淑娟，孟宇群，白丽梅

(1.辽宁省地质矿产研究院，辽宁 沈阳110032；2.河北理工大学 资源与环境学院,河北 唐山 063009；3.中国科学院金属研究所，辽宁 沈阳 110016)

某矿石是一种铅锌氧化矿，可供回收的金属矿物主要的金属硫化矿物为方铅矿；氧化矿有白铅矿、菱锌矿、异极矿等。其他金属矿物有闪锌矿、蓝铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、纤铁矿及少量针铁矿等。非金属矿物有石英、斜绿泥石、碳酸盐、矽线石、绢云母、堇青石、绿帘石、重晶石等。

该矿石中，方铅矿为他形晶粒状，呈交代残余存在，边缘分布有蓝铜矿微量。其它金属矿物含量较少，主要以胶状结构及蜂窝状结构存在。金属矿物之间交代现象较为明显。

该矿石含铅10.87%，其中4.75%存在于硫化物中，6.12%(占全铅含量的56.30%)存在于氧化物中。锌含量为12.18%，有11.44%(占锌含量的93.9%)的锌存在于氧化物中，仅有0.74%以闪锌矿存在于硫化物中。所以，本次试验针对铅矿物(包括氧化物与硫化物)及氧化状态的锌矿物进行选别试验研究，选别流程依次优先选别硫化铅矿物、铅氧化矿及锌氧化矿。

针对该矿石的特点，并通过多种试验方案对比，最终确定了原矿粗磨，摇床将重、粗粒级矿物与细级别分离，再分别入浮选。经试验研究，确定摇床精矿通过再磨、铅矿物(硫化铅、氧化铅)通过一次粗选一次扫选三次精选、锌的氧化矿物通过两次粗选一次扫选三次精选的试验流程；而摇床尾矿与精矿相比仅细度不同，根据实践经验适当调整药剂，采取类似流程。

1 矿石性质

1.1 原矿光谱分析

原矿光谱分析见表1。

1.2 原矿化学多项分析

原矿化学多项分析见表2。

1.3 原矿物相分析

原矿物相分析见表3。

从物相分析结果来看，该矿石有价成分铅存在于硫化矿与氧化矿中，分别为4.75%和6.12%，试验时分别考虑。硫化物中的锌仅为0.74%，在氧化物中锌含量为11.44%，即有93.92%的锌以氧化状态存在，故本次试验以回收氧化状态锌为主。

1.4 原矿筛析

原矿筛析结果见表4。

表1 原矿光谱分析

表2 原矿化学多项分析

表3 原矿物相分析

表4 原矿全筛析结果表

1.5 矿石的物质组成及其特点

矿石的结构构造:矿石具有胶状结构、蜂窝状结构、部分呈交代残余结构，脉状结构。

矿石中的金属矿物种类较多，金属硫化矿有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿等，金属氧化矿主要有白铅矿、菱锌矿、异极矿、蓝铜矿、纤铁矿、针铁矿等。非金属矿物有石英、斜绿泥石、碳酸盐、矽线石、绢云母、堇青石、绿帘石、重晶石等。

方铅矿呈他形晶粒状，呈交代残余存在，沿解理及边缘被蓝铜矿所交代。闪锌矿以他形晶粒状，沿边缘被针铁矿、纤铁矿及蓝铜矿所交代，仅保留有残晶。黄铁矿以他形晶粒状，具压碎结构，部分呈脉状结构，沿解理及裂隙被纤铁矿及针铁矿交代，并有少量方铅矿沿裂隙充填。少量蓝铜矿为硫化铜氧化产物，分布于方铅矿边缘，显脉状结构。纤铁矿和针铁矿多呈胶状结构交代磁黄铁矿、黄铁矿。

石英、斜绿泥石和碳酸盐矿物为主要的脉石矿物。石英以他形晶粒状及粒状集合体，呈填隙物存在。斜绿泥石以鳞片变晶结构多呈隐晶质存在，并被铁染呈褐色。碳酸盐以他形晶粒状集合体，呈脉状沿裂隙分布。其他脉石矿物含量较少，其中矽线石以纤维变晶结构、放射状变晶结构存在，颗粒细小。绢云母以鳞片变晶结构，方向性分布，多被铁染呈褐色。堇青石以他形晶，粒状、卵状，定向分布呈残缕构造。绿帘石呈他形晶粒状及粒状集合体。重晶石为他形晶粒状，并具压碎结构，有褐铁矿沿压碎的裂隙分布。

2 选矿试验

该矿石属于氧化铅锌矿，矿石胶状结构及蜂窝状结构存在，硬度较低，细粒级含量较高，若原矿经磨矿直接入浮选，其中细粒级矿极易形成泥化，增加能耗且不利于选别，现针对该矿石特点，首先将该矿石粗磨，使其-200目达到53.8%，经摇床试验，将摇床尾矿直接入浮选，不仅节约能耗，而且避免过磨形成矿泥影响精矿指标。而粗粒级摇床精矿再经过磨矿进入浮选。

2.1 摇床试验

将原矿样品及磨矿细度-200目53.8%的矿样分别入摇床，做对比试验。试验结果见表5。

表5 摇床试验结果

从表5中的试验数据可以看出，矿泥中含有大量的细粒级铅锌矿，尾矿不能抛弃处理。从试验现象可以看出，磨矿至-200目53.8%时，粗细粒级分带明显，中矿细粒级与尾矿粒度较细，有价成分与脉石矿物基本解离。经摇床重选后，铅锌在粗级别中品位由10.65%和12.50%降至10.23%和11.64%，在细级别中品位升至11.33%和13.87%。但铅锌在粗、细级别中均未实现有效富集，摇床主要起到了分级的作用。细级别中-325目含量为89.3%，直接入浮选。而摇床精矿需磨矿再入浮选。

2.2 摇床粗粒级浮选试验

摇床精矿需经过磨矿入浮选。试验考察磨矿细度、硫化铅捕收剂、铅氧化矿硫化钠用量、氧化锌矿物硫化钠用量等主要选别条件。

磨矿细度试验。金属矿物与脉石矿物是否充分解离，是影响浮选指标的重要因素，而且磨矿细度决定了各矿物之间的单体解离程度。适宜的磨矿细度，可脱除更多的脉石矿物，并使金属矿物充分富集，还要保证金属矿物不因过细而泥化消耗能源且影响金属矿物的回收率，因此，合理的磨矿细度至关重要。磨矿细度试验采用乙基黄药和丁铵黑药各100 g/t，2#油20 g/t，经一次粗选。试验结果见表6。

从表6中的试验结果可以看出，当磨矿细度达到72.3%时，选别指标较好，确定对摇床精矿磨矿至-200目72.30%进行其他条件试验。

表6 磨矿细度试验结果

硫化矿捕收剂用量试验。在金属硫化矿的浮选工艺中，常用的捕收剂是黄药和黑药，其极性基(亲固基)中含有与硫化矿表面产生化学吸附的二价硫原子，因此，可以很好的实现硫化矿与脉石的分离。通过调整捕收剂用量，使矿石中的硫化铅有效分离。试验结果见表7。

表7 捕收剂用量试验结果

从表7中的试验结果可以看出，随着捕收剂的增加，精矿品位逐渐下降，回收率逐渐提高，精矿中夹杂的矿泥对精矿影响随着捕收剂用量的增加而增大。综合品位及回收率指标，选择乙黄药100g/t、丁胺黑药100 g/t为宜。

铅氧化矿浮选硫化钠用量试验。摇床精矿经乙黄药和丁胺黑药各100 g/t，2#油20 g/t条件下一次粗选，乙黄药和丁胺黑药各60g/t条件下一次扫选选别硫化铅，对选硫化铅尾矿进行氧化铅的选别。浮选氧化铅矿物时，硫化钠的用量至关重要。采用丁基黄药120 g/t、2#油10 g/t进行硫化钠用量试验，试验结果见表8。

表8 硫化钠用量试验结果

从表8中的试验结果可以看出，当硫化钠用量为1500 g/t时，选别指标好于其它用量，因此确定硫化钠用量为1500 g/t。扫选硫化钠用量为500g/t，丁基黄药用量60 g/t。

锌氧化矿浮选硫化钠用量试验。对选别硫化铅、氧化铅后的尾矿进行选氧化锌试验。试验采用二次粗选流程，二次粗选条件相同，均为：碳酸钠1000 g/t、水玻璃800 g/t、十二胺100 g/t、2#油10 g/t。在此条件下，考查硫化钠用量对锌氧化矿浮选效果的影响，试验结果见表9。

从表9中的试验结果可以看出，硫化钠用量对锌的氧化矿选别影响非常明显，硫化钠过低，锌的氧化矿很难从矿泥中分离出来。硫化钠用量过高，精矿指标也不理想。根据试验结果，确定硫化钠一次粗选用量为8kg/t，二次粗选用量为4kg/t，选别指标和试验现象较为理想。

表9 硫化钠用量试验结果

综合流程试验。综合流程试验采用原矿粗磨、摇床重选、摇床精矿进行再磨后经一次粗选一次扫选三次精选选别硫化铅矿物、一次粗选一次扫选三次精选选别氧化铅矿物、两次粗选一次扫选三次精选选别氧化锌矿物试验流程。摇床尾矿采用与摇床精矿浮选类似流程直接进行浮选。试验结果见表10，精矿全分析见表11。

由表10可以看出，试验获得了铅的硫化矿精矿产率为7.65%、铅品位为61.00%、铅回收率为43.82%；铅的氧化矿精矿产率10.15%、铅品位51.41%、铅回收率49.00%；锌的氧化矿精矿产率为23.22 %、锌品位为45.77%、锌回收率为85.02%较好的选别指标。

表10 闭路试验结果

表11 精矿化学多项分析

由表11可以看出，铅锌精矿质量较高，硫化铅精矿质量达到YS/T319-1997三级品标准，氧化铅精矿质量达到YS/T319-1997四级品标准，锌精矿质量达到YS/T320-1997三级品标准[3]。

3 结 语

(1) 试验矿石为多金属氧化矿，还有部分硫化状态的铅，有价成分有硫化铅以及氧化的铅锌矿,可综合回收的元素有铅、锌。该矿石属于难选的氧化铅锌矿。

(2) 矿石中的金属矿物主要有方铅矿(PbS)，氧化矿有碳酸铅、碳酸锌、硅酸锌等。其它金属矿物有闪锌矿、蓝铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、纤铁矿、针铁矿等少许；非金属矿物有石英、斜绿泥石、碳酸盐、矽线石、绢云母、堇青石、绿帘石、重晶石等。

(3) 经试验流程及条件考察，最终确定了原矿粗磨，利用摇床将重矿物合并粗粒级矿物与矿泥分离，再分别入浮选，分别选出硫化铅、铅的氧化矿、锌的氧化矿。通过多个条件试验，最终确定摇床精矿再磨-铅矿物(硫化铅、铅的氧化矿)通过一次粗选一次扫选三次精选-锌的氧化矿通过两次粗选一次扫选三次精选的试验流程。使铅和锌得到较理想的富集。

[1] 魏德洲.固体物料分选学[M].北京:冶金工业出版社,2008，10.

[2] 朱建光.浮选药剂[M].北京:冶金工业出版社,1993，4.

[3] 矿产资源综合利用手册编辑委员会. 矿产资源综合利用手册[M].北京：科学出版社，2000.