某含砷铅矿石抑砷浮铅试验研究

赵玉卿 张世龙 张培青 孙晓华 熊馨 应永朋

摘要：针对某含砷铅矿石性质，进行了抑砷浮铅工艺探讨，考察了铅捕收剂、砷抑制剂等因素对铅砷分离指标的影响，并通过正交试验研究了药剂之间的协同作用。结果表明：在最佳条件下，采用石灰、硫代硫酸钠、硫酸铵组合作为砷抑制剂，丁铵黑药、乙硫氮组合作为铅捕收剂，对矿石进行抑砷浮铅选别，闭路流程获得的铅精矿铅品位46.00 %、铅回收率83.26 %，银品位1 190.00 g/t、银回收率79.77 %，含砷0.58 %;砷精矿砷品位8.81 %、砷回收率74.58 %。

关键词：铅砷分离;铅矿;浮选;砷抑制剂;抑砷浮铅

中图分类号：TD952文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2020）03-0051-05doi：10.11792/hj20200311

某含砷铅矿石铅品位1.78 %，含砷0.52 %，主要回收矿物为方铅矿，矿石中的砷主要赋存在毒砂中。由于前期浮选探索试验获得的铅精矿含砷过高，不仅降低了铅精矿价格，还增加了铅精矿冶炼难度和成本[1-2]，因此研究方铅矿与毒砂的有效分离是该矿石选别的重点。本次研究主要探讨了不同调整剂、砷抑制剂及铅捕收剂对该矿石铅砷分离的影响，确定了适合该矿石选别的最佳工艺条件，为该矿石选别工艺设计提供技术依据。

1 矿石性质

某含砷铅矿石中金属矿物有方铅矿、毒砂、黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、铜蓝、铅矾、白铅矿，脉石矿物主要为石英、绢云母、白云母，少量长石。其中，方铅矿的构造主要有脉状构造、浸染状构造、条带状构造3类。 脈状构造和浸染状构造的方铅矿由于粒度较粗，与脉石矿物及其他矿物呈镶嵌状，有利于单体解离;条带状构造的方铅矿呈条带状分布于毒砂和黄铁矿裂隙中，不易解离。毒砂主要呈稀疏浸染状或团块状分布，主要结构为自形—半自形晶粒状结构。毒砂性脆，受后期动力作用，可见压碎结构，毒砂破碎裂隙被后期含矿气水热液充填，形成条带状方铅矿，部分毒砂被方铅矿包裹，呈直线接触;部分毒砂交代黄铁矿，与黄铁矿互相包裹，呈连晶结构。此外，可见金属矿物有轻微的氧化，表现为方铅矿被铅矾交代，铅矾又被白铅矿交代。黄铁矿呈稀疏浸染状或团块状分布，部分在后期被毒砂交代，部分受应力作用发生刚性破碎，破碎裂隙被含矿气水热液充填，形成条带状方铅矿。矿石中闪锌矿含量低，主要与黄铜矿呈固溶体分离结构，部分呈包裹共生结构。

原矿化学成分分析结果见表1，铅物相分析结果见表2。

根据矿石性质，选别工艺以回收铅为主，伴生综合回收砷、银、金，适宜选别方法为浮选法。由于矿石中含有铜蓝，其在水中溶解出的Cu2+可以活化毒砂，导致毒砂难以被抑制[3]，因此选别的重点在于降低Cu2+的影响，有效抑制毒砂，降低铅精矿产品中的砷含量。

2 试验结果与讨论

2.1 砷抑制剂种类

通过前期探索试验，确定适合该矿石选别的磨矿细度为-0.074 mm占74 %，在此磨矿细度下进行其他条件试验。由于矿石中方铅矿与银关系密切，为此选择石灰与其他抑制剂组合使用，降低石灰对含银方铅矿的抑制作用[4-5]。试验流程见图1，试验结果见表3。

由表3可知：组合抑制剂的使用可有效降低石灰对方铅矿的抑制，同时硫酸铵也可以消除过量的硫化钠带来的不利影响;石灰+硫代硫酸钠+硫酸铵组合使用所得铅回收率最高。因此，使用该药剂组合作为砷抑制剂。

2.2 调整剂用量正交试验

由于本次研究中石灰与硫化钠、水玻璃一同加入磨机，因此将石灰和硫化钠、水玻璃一同进行试验。硫化钠的使用可以降低Cu2+对毒砂的活化作用，但会对方铅矿有抑制作用，而石灰用量也会影响铅回收率，为此进行调整剂用量正交试验，考察硫化钠、石灰对铅、砷的协同抑制效果。正交试验流程见图2，正交试验条件及结果见表4。

由表4可知：硫化钠对铅、砷均有抑制作用，用量越大抑制作用越强;水玻璃用量增加对铅、砷回收率影响不大，但对提高铅粗精矿品位十分有利;石灰对铅、砷均有明显的抑制作用，用量越大抑制作用越强。综合正交试验结果，选择硫化钠用量150 g/t，水玻璃用量1 000 g/t，石灰用量1 000 g/t。

由于硫化钠用量和水玻璃用量为边界用量，所以在石灰用量1 000 g/t、硫化钠用量150 g/t条件下，进行了水玻璃用量补充试验，最终选定水玻璃用量为1 000 g/t。在石灰用量1 000 g/t、水玻璃用量1 000 g/t条件下，进行了硫化钠用量补充试验，最终选定硫化钠用量为150 g/t。2次补充试验流程见图2，试验结果见表5。

2.3 铅捕收剂

在铅砷分离过程中，铅捕收剂的使用也是关键因素之一。通常铅捕收剂均可有效捕收毒砂、黄铁矿等，因此铅捕收剂种类、用量对毒砂上浮影响很大[6-8]。为了最大限度减少毒砂上浮，须优先确定铅捕收剂种类、用量，其次再探究适宜铅捕收剂用量下的毒砂抑制剂用量。固定石灰用量1 000 g/t、硫化钠用量150 g/t、水玻璃用量1 000 g/t，考察铅捕收剂丁铵黑药、乙硫氮、25号黑药对铅、砷指标的影响。试验流程见图2，试验结果见表6。

由表6可知：在铅捕收剂总用量基本一致的条件下，对砷的捕收性能为乙硫氮>25号黑药>丁铵黑药;对铅的捕收性能为25号黑药>乙硫氮>丁铵黑药。总体来看，乙硫氮与丁铵黑药组合使用时，铅回收率才能达到80 %以上，且乙硫氮用量少时既能保证铅回收率，又能降低砷回收率。因此，选择丁铵黑药+乙硫氮组合作为铅捕收剂，用量为丁铵黑药>乙硫氮。

2.4 砷抑制剂+铅捕收剂用量正交试验

确定了铅捕收剂种类后进行砷抑制剂用量、铅捕收剂用量正交试验。正交试验流程见图2，正交试验条件及结果见表7。

由表7可知：硫代硫酸钠用量的增加对降砷有益;硫酸铵用量越大砷上浮越多;铅捕收剂用量越大砷上浮也越多，而铅指标变化不大。因此，选择硫代硫酸钠用量1 500 g/t，硫酸铵用量300 g/t，丁铵黑药用量30 g/t，乙硫氮用量5 g/t较为适宜。

2.5 开路试验

在进行了铅精选、铅扫选药剂制度试验后，进行开路试验。由于原矿中的砷达到伴生组分综合评价要求，因此在开路试验选铅作业后增加选砷作业以回收砷矿物。试验流程见图3，试验结果见表8。

由表8可知：原矿优先选铅，经过一次粗选、一次扫选、二次精选的铅选别流程，获得的铅精矿铅品位46.55 %、铅回收率74.97 %，含砷0.52 %。选铅尾矿经过一次粗选、一次扫选、一次精选的砷选别流程，获得的砷精矿砷品位18.98 %、砷回收率55.13 %。

2.6 闭路试验

在以上试验的基础上进行闭路试验，试验流程见图4，试验结果见表9。

由表9可知：经选别可获得铅品位46.00 %、铅回收率83.26 %，银品位1 190.00 g/t、银回收率79.77 %的铅精矿，铅精矿含砷0.58 %;砷精矿砷品位8.81 %、砷回收率74.58 %。

3 结 论

1）某含砷铅矿石中铅品位1.78 %，含砷0.52 %，铅主要赋存在方铅矿中，砷主要赋存在毒砂中，矿石中铅砷分离是选别的重点。

2）采用抑砷浮铅工艺处理该矿石，并通过正交试验得到了调整剂、砷抑制剂、铅捕收剂对铅砷分离影响的大致规律：硫化钠在降低Cu2+對毒砂活化作用的同时，对铅、砷均有抑制作用;石灰对铅、砷具有明显的抑制效果，且随其用量增加抑制作用增强;硫代硫酸钠用量的增加对降砷有益;丁铵黑药、乙硫氮用量越大，砷上浮越严重。

3）在磨矿细度-0.074 mm 占74 %条件下，采用硫化钠、水玻璃作为调整剂，石灰、硫代硫酸钠、硫酸铵作为砷抑制剂，丁铵黑药、乙硫氮作为铅捕收剂，

[参 考 文 献]

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Abstract：According to the property of an arsenic-containing lead ore，the process of arsenic inhibition and lead flotation in an arsenic-containing lead ore is discussed，the effects of lead collectors and inhibitors on the flotation separation of lead and arsenic are studied，and the synergistic effects between reagents are studied through orthogonal tests.The results show that under the optimal conditions that the process of arsenic inhibition and lead flotation is carried out on the ore with the arsenic inhibitor of lime，sodium thiosulfate and ammonium sulfate combination and the lead collector of ammonium butyrate black powder and ethyl sulfide nitrogen combination，the closed circuit can obtain the lead concentrate whose lead grade 46.00 %，lead recovery rate 83.26 %，silver grade 1 190.00 g/t，the silver recovery 79.77 % and the arsenic content 0.58 %; and the arsenic concentrate whose arsenic grade is 8.81 % and arsenic recovery rate 74.58 %.

Keywords：separation of lead and arsenic;lead ore;flotation;arsenic inhibitor;arsenic inhibition and lead flotation