贵州某锌尾矿可选性试验与综合利用*

叶太平 杨国彬 杨 松

(贵州省地质矿产中心实验室)

矿产资源是人类生存与发展过程中重要的一种自然资源，具有不可再生性，也是关乎国家战略安全和国计民生的基本物质保障，是国家经济建设的重要支撑[1]。矿业作为国家工业原材料的供应者，处于国民经济产业链“第一位”。长期以来，“选甲扔乙” 、“采富弃贫”的生产模式浪费了大量的矿产资源。随着我国经济社会的快速发展，矿产资源供求矛盾日益突出。在此严峻形势下，矿产资源综合利用成为缓解这一矛盾的必由之路。本文以贵州某锌矿选矿厂尾矿库尾矿为例，进行可选性探索试验，以期为其综合利用提供技术依据。

1 试样采集与处理

试样采自贵州省某锌矿选矿厂尾矿库，由多个尾矿样品组合而成，包括表层30 cm以下样品和垂直剖面样品。试样经烘干—破碎—筛分—缩分等一系列工序处理后，分别获得分析样和试验样。

2 试样性质

2.1 试样组成

试样制成砂光片在偏光显微镜下观察，发现试样主要矿物白云石占80%以上，其他可见矿物为黄铁矿(褐铁矿)及少量石英。试样主要矿物组成分析结果(表1)与砂光片镜下观测结果一致。

表1 试样主要矿物组成 %

试样化学多元素分析结果见表2，锌物相分析结果见表3。

表2 试样化学多元素分析结果 %

表3 试样锌物相分析结果 %

从表1、表2可以看出，试样成分以CaO、MgO为主，烧失量大主要是因为试样矿物成分以白云石为主；Pb含量极低，无开发利用价值；Zn含量在边界品位下限附近，S含量达到综合利用品位要求。锌主要存在于锌氧化矿物中，其次是其他形态的锌、硫化锌，锌氧化率高达87.03%，但未达到氧化矿边界品位要求，选矿难度大。

2.2 粒度分析

试样用套筛进行湿筛[2]，粒度分析结果见表4。

表4表明，试样Zn、S主要分布在-75 μm粒级，在+380 μm粒级中有所富集，可能原因是前期磨矿出现跑粗，粗选浮选分离效果差，致使尾矿品位偏高。+380 μm粒级产率很低，无分离利用价值。

3 可选性试验

该尾矿是锌矿石浮选产生的低品位锌尾渣，尾渣中既含有一定量的硫化锌矿物，又含有氧化锌矿物，并以氧化锌矿物为主。造成锌损失在尾渣中的主要原因：一是细粒级含锌矿物单体解离不完全；二是含锌氧化矿物难于被捕收上浮。为提高含锌矿物单体解离度，通过磨矿细度试验，在保持浮选指标变化不大的情况下选择磨矿细度为-0.074 mm 91%。

表4 试样粒度分析结果

该类锌尾矿浮选分离方法中,以硫化矿直接浮选—氧化矿硫化—活化—黄药类捕收剂浮选工艺应用最多。含锌硫化矿浮选捕收剂可以选用黄药类、黑药类、硫氮类等，含锌氧化矿浮选则可选用油酸类、氧化石蜡皂、羟肟酸类、胺类等捕收剂，常用的活化剂有硫酸铜，常用硫化剂为硫化钠，pH调整剂多使用碳酸钠。按先浮选硫化矿再浮选氧化矿原则流程进行锌浮选试验。

在磨矿细度-0.074 mm 91%的条件下，以碳酸钠为pH调整剂、硫酸铜为活化剂、丁基钠黄药为捕收剂、2#油为起泡剂，进行1粗1扫含锌硫化矿浮选，获得锌精矿1；浮锌尾矿用硫化钠在55 ℃温度下进行硫化，以碳酸钠为pH调整剂、硫酸铜为活化剂、异戊基钠黄药为捕收剂、2#油为起泡剂，进行1粗1扫氧化矿硫化浮选，获得锌精矿2，锌精矿1和锌精矿2合并成综合锌精矿[3-8]。试验流程见图1，结果见表5。

表5 锌浮选试验结果 %

从表5可以看出，1粗1扫硫化矿浮选—氧化矿1粗1扫加温硫化浮选可获得锌品位1.31%、回收率53.15%的综合锌精矿，锌品位提高到锌硫化矿最低工业利用品位，可作为进一步富集锌的原料。

进一步试验发现，含锌硫化矿直接浮选—氧化矿加温硫化—硫酸铜活化—浮选流程和直接硫化—硫酸铜活化浮选—尾矿反浮选流程选别指标均较好，且较为接近，且直接硫化—硫酸铜活化浮选—尾矿反浮选流程成本略低。但总体来说，该试样尚没有一种选矿指标好、流程简单、药剂用量少、成本低的选锌工艺流程，目前选别利用几乎没有盈利的可能性。

图1 硫化矿浮选—加温硫化浮选试验流程

4 综合利用方案设想

试样CaO、MgO含量高，Al2O3、SiO2、K2O、Na2O含量低，酸不溶物为黄铁矿(褐铁矿)、石英和少量铝硅酸盐矿物。部分矿床白云石用途与主要成分对比见表6，平板玻璃用白云石标准见表7。

从表6、表7结合表2可知，试样主要成分及含量与其他地区白云石矿床具有相似性，MgO、CaO、SiO2含量满足平板用玻璃白云石标准。试样可通过磁选、浮选等方法去除黄铁矿(褐铁矿)，所得精矿可作为冶金熔剂、耐火材料、提炼金属镁、玻璃及平板玻璃的原材料使用；尾矿含硫化铁，可作为生产硫酸的原材料使用，从而实现该锌尾矿资源的回收再利用。

表6 部分矿床白云石用途及主要化学成分对比 %

表7 平板玻璃用白云石标准主要化学成分 %

注：“-”为矿石在该类用途上对相应矿物成分无要求[9-10]。

5 结 论

(1)贵州某锌选矿厂尾矿主要矿物为白云石，铅、锌含量均较低。锌主要以氧化锌的形式存在，多分布于-0.074 mm粒级。该尾矿具有高Ca、Mg，低Al、Si、K、Na的特征，回收利用锌的难度较大。

(2)在磨矿细度-0.074 mm 91%的条件下，1粗1扫硫化矿浮选—氧化矿1粗1扫加温硫化浮选工艺流程可获得锌品位1.31%、回收率53.15%的锌精矿。尽管可达到含锌硫化矿最低工业利用品位，但由于锌富集程度差、回收率低、选矿工艺复杂、成本高，直接进行选矿回收不具有可行性。

(3)由于锌尾矿主要成分与各地区白云石矿床具有相似性，可考虑通过磁选、浮选等选矿方法除去含铁矿物如黄铁矿、褐铁矿，获得白云石精矿作为冶金熔剂、耐火材料、提炼金属镁、制造玻璃及平板玻璃的原材料，尾矿则可作为硫酸生产原料使用。该综合利用方案在技术上可行，并能有效减少矿山尾矿堆存量，实现锌尾矿的资源化利用。

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