某难选锌铅矿选矿设计工艺流程的探讨

王莉萌

（中国瑞林工程技术有限公司,江西南昌 330031）

某难选锌铅矿选矿设计工艺流程的探讨

王莉萌

（中国瑞林工程技术有限公司,江西南昌 330031）

根据某难选锌铅矿石性质,结合选矿试验结果，通过三段一闭路破碎筛分+重介质分选+球磨的有重介质分选工艺流程与粗碎+半自磨+球磨的无重介质分选工艺流程,从工程投资、生产成本、销售收入及其净现值进行比较,说明无重介质分选的工艺流程具有明显的经济效益。

锌铅矿石；重介质分选；半自磨工艺；闭路试验；解离度测定

0 概述

某难选锌铅矿位于北欧，属寒冷地带。该矿现已发现并有工程控制的矿带长37.5 km，锌铅矿产资源量相当巨大,是目前尚未开发的一座世界级锌铅矿床。1968年,该矿床开始化探工作，1972年发现块状硫化铅锌矿,1972～1983年就大块矿石和岩心钻孔复合试样进行了探索性试验，证明了矿石对分批优先浮选工艺的适应性,2000～2007年进行了试验室闭路试验，并进行了有重介质分选流程与无重介质分选流程的试验。本文拟根据试验结果对这两个流程的合理性进行探讨，以满足可行性研究设计阶段的深度要求，为投资者提供决策依据。

1 矿石性质

1.1 原矿分析

原矿化学元素分析见表1。

表1 化学元素分析结果%

1.2 矿物组成

该矿矿物组成较为简单,主要由方铅矿、闪锌矿和黄铁矿三种硫化矿组成。其中，闪锌矿含量最多，方铅矿和黄铁矿含量相对较少。矿石的矿物组成见表2。

表2 矿石的矿物组成%

1.3 矿物解离度测定

将三种混合矿研磨到P80=100 μm进行了解离度测定，得到的数据见表3。

表3 矿物解离度分析%

研磨粒度在P80=110～85μm时，锌铅矿物的解离度在50%～60%范围内，是粗选所要求的。矿石中，方铅矿大约有三分之一单体解离,没有解离的大部分在结构复杂的连生体颗粒中，大约11%～15%的方铅矿与闪锌矿互相包裹；闪锌矿大约有三分之一单体解离,三分之一和脉石集合的连生体,剩下部分在复杂的集合体中。闪锌矿的连生体和集合体中锌含量较高，可以在粗选中得到有效回收,但是需要细磨才能得到高品位的合格产品。黄铁矿和方铅矿、闪锌矿之间的相互包裹相对较少,可使铅、锌精矿含铁量较低。

2 试验流程与结果

为合理开发该地区的锌铅矿资源,有多家试验单位对该矿石进行了多次选矿试验研究。重介质分选此类矿石是其中一种重要方法。该方法是采用比重适当的重液,使轻于重液的矿物上浮,而较重的矿物则下沉。配置重液的加重质主要有硅铁、磁铁矿粉、重晶石、高炉灰、铅精矿、黄铁矿、石英和矸石粉等，其中磁铁矿粉因其容易获得、价格低廉、所配重液粘度低、稳定性好、稀释后易磁选回收和净化等优点使用较多。

2006年6 月,研究人员对该矿开展了重介质分选试验研究,试验流程见图1，其结果见表4,对重介质分选的沉矿和筛分细矿进行了综合的浮选试验,最终的闭路试验结果见表5。

图1 重介质分选试验流程

表4 比重为2.75的重介质分选试验结果%

表5 最终浮选闭路试验结果%

表4、表5的综合结果见表6。

表6 重介质分选和最终浮选闭路试验综合结果%

该试验研究表明，采用重介质分选流程，原矿品位Pb1.77%、Zn4.15%可获得产率58.45%，铅、锌品位分别为2.92%、6.50%，铅、锌回收率分别为96.5%、91.5%的沉矿+细矿，并能丢弃41.55%的浮矿，尽管减少了磨矿量，但损失Pb3.5%、Zn8.5%。从综合表6可知，重介质选别丢弃浮矿后的矿石再进行浮选闭路试验，可获得能销售的铅精矿(品位53.75%、回收率69.29%)和锌精矿(品位52.60%、回收率76.59%)。

2007年12 月，研究人员又通过试验研究对有重介质分选的流程与无重介质分选的流程的试验结果进行比较。有重介质分选流程采用重介沉矿和筛分细矿进行了一系列综合浮选试验；无重介质分选流程则全部矿石进入浮选试验，之后的碳预浮选、铅浮选回路、锌浮选回路，以及使用的浮选药剂相同（图2）。对于铅、锌浮选回路则用氰化钠+硫酸锌作为锌矿物抑制剂，用石灰调pH值至8.5，戊基黄药作捕收剂先浮铅矿物，铅浮选的尾矿用硫酸铜作锌矿物活化剂，用石灰调pH值至12，异丙基黄药作捕收剂浮锌矿物,试验结果见表7、表8。

图2 浮选试验工艺流程

表7 有重介质分选的闭路试验结果%

表8 无重介质分选的的闭路试验结果%

比较表7、表8试验结果，有重介质分选和无重介质分选均可获得合格的铅、锌精矿，重介质分选工艺以重介沉矿和筛分细矿为原矿进行的浮选试验，铅、锌产品指标有较大提高，且该工艺对铅的回收更有利；而无重介质分选工艺对锌的回收更有利，从总体上看，无重介质分选试验指标略优于有重介质分选的。

3 两种工艺流程的比较

重介质分选作业的优点在于提前丢弃约40%的浮矿，可有效地减少磨矿量，提高入选矿石品位，但是也会损失金属量。有重介质分选和无重介质分选流程，在技术上均可行，下面就这两种工艺流程的经济性进行比较。两种流程的区别主要在于碎磨流程的不同，有重介质分选的碎磨流程只能是三段一闭路破碎筛分+重介质分选+球磨(见图3)；无重介质分选的碎磨流程有三段一闭路破碎筛分+球磨，或者粗碎+半自磨+球磨（SAG），由于SAG流程短、占地小、产尘少，对环境友好，这里采用SAG流程(见图4)进行比较。两种工艺的浮选流程和药剂制度均相同，两者设计指标见表9、表10。

图3 三段一闭路破碎筛分+重介质分选+球磨流程

图4 粗碎+半自磨+球磨流程

表9 5 000 t/d选矿设计指标(有重介质分选)

表10 5 000 t/d选矿设计指标(无重介质分选)

比较条件：规模5 000 t/d；工作制度330 d／a, 2班／d,12 h／班;电费0.6元/度;操作人员6万元/人.年;铅金属价格9 872.82万元/t;锌金属价格10 069.25万元/t;基准收益率i＝8%,服务年限n=14年。则有重介质分选与无重介质分选工艺流程经济比较结果见表11。

表11 两种工艺流程经济比较结果

从表9～表11可知，尽管有重介质分选工艺流程,因丢弃41.3%浮矿,使磨浮量减至2 935 t/d，故单位矿石耗电量减少,且磨矿及后续作业的工程投资也减少了,同时该工艺尾矿中铅品位略低,说明有利于铅的回收,但锌的回收率少了8%。而无重介质分选工艺流程,因采用了半自磨工艺,使作业少、占地面积小,故总的工程投资少。该工艺铅金属损失相对多一点,但尾矿中锌品位较低说明更有利于锌的回收，虽然每年增加电耗和药剂消耗等成本费用4 818.75万元,无重介每年的销售收入比有重介的多397.45万元,在14年的服务年限内，按基准收益率8%所计算的净现值却高出7 227.89万元,平均每年可增加收入516.28万元,总体经济效益显著。

另外,重介质分选在国外的众多铅锌矿山中也只有澳洲芒特艾萨（Mount Isa）等极少数铅锌矿山使用[1]。该工艺在我国上世纪60年代初在铁、锰、钨、锡、锑、铅锌选矿厂应用的实践表明,该工艺辅助设备事故多,且由于介质供应和制备等多方面的原因,一些矿山将重介质分选停用[2]。另一方面，铅锌矿石采用重介质分选的试验研究也寥寥无几［3－4］,同时针对有色金属矿选别使用的重介质设备国内专业生产厂几乎没有,目前重介质分选技术和设备只在煤矿、锂辉石矿等有少量使用[5]。

4 结论

从矿石嵌布粒度等特性可知,矿石适合于重介质分选。尽管无重介质分选流程相对有重介质分选流程单位用电量大、铅损失略大,但却有利于锌的回收。此矿以锌为主,原矿锌品位是铅品位的2.24～4.06倍,同时锌金属价格也略高于铅金属,故销售收入大幅增加,经经济比较该流程比有重介质分选流程更加合理。

[1]P.D.Munro,张远荫.芒特艾萨选矿厂铅锌银矿石重介质选矿车间的设计、建设和投产[J].中国矿山工程，1984(7):41-48.

[2]王方炽.铅锌矿石采用重介质选矿试验探讨[J].中国矿山工程, 1987(4):31-32,38.

[3]汪兆龙,刘和庆.擦洗对架崖山氧化铅锌矿石重介质分选的影响[J].云南冶金,1991(3):33-37.

[4]陈岳麓,罗新民.潘家冲铅锌矿重介质旋流器选矿工艺研究[J].湖南有色金属,1988(4):26-31.

[5]陶家荣.锂辉石矿重介质选矿工业试验与研究［J］.有色金属（矿山部分），2002（2）：13-16.

Discussion on Beneficiation Design Process of Refractory Zinc and Lead Ores

WANG Li-meng
(China Nerin Engineering Co.,Ltd.,Nanchang,Jiangxi 330031,China)

The comparison on the engineering investment,production cost,sales income and net present value is carried out through the technology process of three-stage closed-circuit crushing and screening+dense medium separation+ball milling dense medium separation and the technology process of coarse crushing+semi-autogenous grinding+ball m illing non-dense medium separation according to the nature of the refractory zinc and lead m ineral in combination with the beneficiation test results,it shows that process of heavy medium separation has the obvious economic benefit.

zinc-lead ores;heavy medium separation;SAG process;closed-circuit test;measurement of liberation degree

TD921

B

1004-4345(2014)02-0005-04

2013-04-02

王莉萌(1962—),女,高级工程师,主要从事选矿厂设计工作。