硅锌矿浮选试验研究

穆 枭，何奥平，陈建华，张建伟

(1.广西大学资源与冶金学院，广西 南宁 530004；2.广西大学材料科学工程学院，广西 南宁 530004)

氧化锌矿种类繁多，常见的有工业价值的氧化锌矿物是菱锌矿(ZnCO3)和异极矿[ZnSi2O7·(OH)2·H2O]、硅锌矿(ZnSiO3)、水锌矿[3Zn(OH)2·2ZnCO3]、红锌矿(ZnO)等。菱锌矿和异极矿的回收，目前最有效的方法是硫化胺浮选法。硅锌矿往往与菱锌矿共存，很少有人专门对硅锌矿进行单独的浮选研究[1-2]。

硅锌矿是一种硅酸盐矿物，其化学组成为ZnSiO4，晶体结构为三方晶系，形态为六方柱状。颜色有无色或带绿的黄色，有时呈带黄的褐色，含锰时呈浅红色。白色条痕，透明至半透明，玻璃光泽和珍珠光泽，硬度5～6，比重3.89～4.18，贝壳状断口、性脆。通常产于铅锌矿床氧化带，系锌矿的次生矿物。常与异极矿、白铅矿等共生，也见于一些接触交代矿床中，其成分中常含有多量的锰，与红锌矿、锌铁尖晶石等组合。

本研究的硅锌矿矿石为我国广西某地深度氧化难选硅锌矿石，试验针对硅锌矿可浮性差、矿石氧化程度高、利用脂肪酸类捕收剂选择性差等特点进行了详细的探索试验研究。

1 矿石性质

实验所用矿石来自广西某地复杂氧化锌矿石。原矿多元素化学分析结果见表1。由表1可以看出，原矿含锌为10.2%，含铁3.034%。

表1 多元素分析结果

图1 X衍射结果

对原矿进行X衍射结果见图1。从图1中可以看出，矿石中锌主要以硅锌矿形式存在，脉石矿物主要是白云石CaMg(CO3)2。

2 实验结果及分析

2.1 磨矿细度的影响

在磨矿浓度为75%，碳酸钠用量为6kg/t，六偏磷酸钠用量为500g/t，油酸用量300g/t的试验条件下，考查了磨矿细度对硅锌矿的影响。经过一次粗选，试验结果见表2所示。

表2 磨矿细度对浮选的影响

由表2可以看出，磨矿细度对锌的品位和回收率都有影响。在磨矿细度较低时，矿石单体解离度小，对浮选不利，锌品位和回收率都较低。随着磨矿细度的增加，矿石解离度也增加，锌品位逐渐升高，回收率也逐渐增加。磨矿细度从60.1%提高到93.4%时，锌品位从21.65%提高到31.33%，回收率从54.65%提高到66.32%。但磨矿细度大于82.6%以后，锌品位增加，回收率下降。因此，较理想的磨矿条件为-200目含量占82.6%。

2.2 碳酸钠用量的影响

碳酸钠是强碱弱酸盐，在水溶液中呈弱碱性，具有调节pH的作用。其含有碳酸根，对脉石起到抑制作用，并提供氢氧根，使硅锌矿表面带有负电，对油酸和硅锌矿作用有活化效果。

在六偏磷酸钠用量为500g/t，油酸用量300g/t的试验条件下，考查了碳酸钠用量对浮选效果的影响，试验结果见图2所示。

由图2可以看出，在碳酸钠用量较低时，锌的品位和回收率都很低。在碳酸钠用量为2kg/t时，锌品位为26.8%，回收率为52.3%。随着碳酸钠用量的增加，锌的回收率和品位也逐渐增加。在碳酸钠用量小于6kg/t时，锌的回收率逐渐升高，碳酸钠用量大于10kg/t时，锌的回收率基本保持不变。但随着碳酸钠用量的增加，锌的品位逐渐升高，但在碳酸钠用量大于8kg/t时，锌品位基本保持不变。因此，10kg/t为碳酸钠的较佳用量。

2.3 六偏磷酸钠用量的影响

由于该矿石极易泥化，矿浆的分散程度对矿石的浮选指标有重要影响。六偏磷酸钠在对氧化锌其他种类矿物的浮选中有很好的作用，而且是方解石和石灰石的有效抑制剂。

碳酸钠用量为10kg/t，油酸用量300g/t的试验条件下，考查了六偏磷酸钠用量对硅锌矿浮选的影响，浮选试验结果见图3所示。

图2 碳酸钠用量对浮选指标的影响

图3 六偏磷酸钠用量对浮选指标的影响

由图3可以看出，随着六偏磷酸钠用量的增加，锌的品位首先升高，在用量为700g/t以后，锌的品位有下降。随着六偏磷酸钠用量的增加，锌的回收率先升高，在用量为700g/t以后，锌的回收率有下降。在六偏磷酸钠用量为700g/t时，锌的品位为34.5%，回收率为73.2%。因此，六偏磷酸钠较佳的用量为700g/t。

2.4 多价金属阳离子的影响

多价金属阳离子在采用阴离子捕收剂时，对硅酸盐矿物浮选具有活化作用[3]。所以，试验考查了不同多价金属阳离子对锌品位和回收率的影响，在用量为200g/t条件下，试验结果见表3所示。

表3 不同种类活化剂对锌品位和回收率的影响

由表3可以看出，Cu2+、 Fe3+、 Pb2+对硅锌矿具有活化作用，尤其Cu2+是的活化效果最好。在硫酸铜用量为200g/t时，锌的品位为40.12%，回收率为78.02%，品位和回收率都大大提高。但Ca2+对硅锌矿具有抑制作用，所以，硫酸铜为适宜的活化剂。

在确定硫酸铜为最佳的活化剂后，试验有进一步考查了硫酸铜用量对浮选指标的影响，试验结果见表4。

表4 硫酸铜用量对浮选指标的影响

由表4可以看出，随着硫酸铜用量的增加，锌精矿品位逐渐增加，而后基本保持不变。锌精矿的回收率逐渐增加，而后基本保持不变，有进一步增加后稍微有点降低，因此硫酸铜用量在400g/t时，为较佳的用量。

2.5 油酸用量的影响

油酸是硅锌矿良好的捕收剂，试验在磨矿细度82.6%，碳酸钠用量8kg/t，硫酸铜用量200g/t的条件下，考查了油酸用量对浮选指标的影响，结果见图4所示。

图4 油酸用量对浮选指标的影响

由图4可以看出，随着油酸用量的增加，锌精矿的品位逐渐降低，锌精矿回收率先升高后又逐渐降低，在油酸用量为500g/t时回收率最高为85.18%。在油酸用量在300～500g/t时，精矿品位基本保持不变，此时精矿品位为40%，500g/t以后精矿品位继续降低。油酸用量较低时，锌精矿品虽然较高，但回收率低；油酸用量较高时，锌精矿品位和回收率都低。因此，较适宜的油酸用量为500g/t。

2.6 精选试验

在进行以上各种条件试验后，确定了最佳的浮选药剂制度，既磨矿细度82.6%，碳酸钠用量10kg/t，六偏磷酸钠较佳的用量为700g/t，硫酸铜用量为400g/t，油酸用量为500g/t。在此基础上，进行了两次开路精选试验，试验结果见表5。

表5 两次精选试验结果

由表5可以看出，采用脂肪酸类捕收剂浮选法能够有效实现硅锌矿上的浮选，在原矿品位10.2%的条件下，经过两次开路精选后，锌的品位达到了45.03%，回收率为81.05%。

3 结语

1)实验结果表明，脂肪酸类捕收剂浮选法对原矿锌品位为10.2%的硅锌矿进行浮选，能达到较好的浮选指标。

2)多价金属阳离子在脂肪酸类捕收剂浮选法，对硅酸盐矿物浮选具有活化作用，尤其是CU2+能很好的活化硅锌矿。

[1] 段秀梅，罗琳.氧化锌矿浮选研究现状[J].矿冶,2004(4):47-51.

[2] 朱从杰.微细粒褐铁矿对菱锌矿浮选的影响[J].有色金属，2003(5)：18-21.

[3] 孙传尧，印万忠.硅酸盐矿物浮选原理[M].北京：科学出版社，2001.

[4] 胡为柏.浮选[M].北京：冶金工业出版社,1993.

[5] 朱玉霜，朱建光.浮选药剂的化学原理[M].长沙：中南工业大学出版社，1996.

[6] 胡熙庚，等.浮选理论与工艺[M].长沙：中南工业大学出版社，1991.