贵港市不同脉型含银铅锌矿可浮性差异研究

傅勇，廖幸锦

(1.广西壮族自治区第六地质队，广西 贵港 537100；2.广西壮族自治区地质矿产测试研究中心，广西 南宁 530000)

据统计广西已探明且已开采的矿床发现，广西区内铅锌平均品位3.7%左右，同时锌品位高于铅品位，单一的铅矿床基本没有[1]。2000至2018年，广西壮族自治区第六地质队对贵港-平南地区进行了地质详查工作，发现了多处中小型铅锌矿床。尽管各矿山同处贵港市，但是各矿点的矿物组成存在一定的差异，成矿机理也存在一定的差异[2-3]。

由于铅锌矿在矿产资源中占有重要地位，相应的选矿技术研究也在不断地深入和发展。一般来说铅锌矿物的嵌布粒度越细，分离指标越差，分离难度越大[4-5]。铅锌矿物在磨矿过程中机械活化，使得表面具有较高的活化能，对浮选药剂敏感性增加，铅锌矿物的可浮性重叠，使铅锌矿分离难度增加[6-7]。同时，矿物的可浮性差异是由于矿物晶体物理化学性质的差异引起的，同一种矿物晶体物理化学性质出现差异的主要原因是实际矿物中存在着晶格缺陷[8-10]。晶格缺陷主要表现在元素空位、类质同象元素的掺杂，影响矿物半导体类型和价键离子性，对矿物晶体对浮选捕收剂和氧的吸附产生影响，进一步影响可浮性[11-12]。为了更好地研究矿物组成差别对方铅矿可浮性的影响，本研究选取了贵港市三处脉石矿物成分差别较大的矿点进行了实验研究。

1 矿样及实验方法

1.1 矿样

实验用含银铅锌矿原料采自广西贵港市不同勘探地区，矿石中矿物粒度大小见表1，矿石主要矿物组成见表2，矿样主要化学成分分析结果见表3。

表1 矿石中主要矿物粒度大小Table 1 Size of the main minerals in the ores

表2 试样的矿物组成/%Table 2 Physical phase compositions of the lead-zinc ores

表3 试样主要化学成分分析/%Table 3 Chemical compositions of the lead-zinc ores

由表1可知，三个试样均含有方铅矿及闪锌矿，1#样主要脉石为石英、重晶石，2#样主要脉石为白云石，3#样主要脉石为石英、绢云母。

由表2可知，2#样品中方铅矿嵌布粒度较细，最细和最粗嵌布粒度分别为0.001 mm和0.8 mm，同时该样品中闪锌矿嵌布粒度最细粒级也是三个样品中粒级最细的，1#、3#样品中，方铅矿及闪锌矿的最细嵌布粒度基本一致。

由表3可知，这3个矿样中主要有用成分均为Pb、Zn，元素S含量不高；伴生元素Ag含量达到了综合回收评价的要求，但2#样中Ag含量最低；伴生元素Au除2#含量较低以外、其他两个样品达到了综合回收评价的要求；伴生元素Cu含量未达到综合回收评价的要求；有害杂质As含量较低。

按照通常的样品制备方法加工至-2 mm供实验用，小型实验用XMQ型球磨机磨矿，在XFD型1.5 L单槽浮选机中进行粗、扫选，在1 L和0.5 L单槽浮选机中进行精选。实验采用的试剂丁基黄药、丁铵黑药、乙硫氮、2#油属于工业品级，石灰、硫酸铜、硅酸钠、硫酸锌、亚硫酸钠等试剂属于分析纯产品，采用一次一因素实验法进行浮选实验研究。

2 结果与讨论

硫化铅锌矿浮选通常的方法有优先浮选、等可浮选、混合分离浮选、电位调控浮选等方法，由于浮选理论研究的发展、浮选药剂的创新和浮选工艺的改进，优先浮选工艺在目前的硫化铅锌工业应用中最为广泛。主要由于优先浮选工艺流程简单，工业生产操作简单，选矿指标稳定，并且有利于金、银等伴生元素的回收，因此本研究选择优先浮选回收利用目的矿物。

浮选实验流程见图1，扫选药剂用量为粗选药剂用量的一半。

图1 浮选条件实验流程Fig.1 Flow chart of flotation test process

2.1 磨矿细度实验

方铅矿化学成分为PbS，莫氏硬度2.5，比重7.5，具有完全的立方体解理。闪锌矿化学成分为ZnS，属于等轴晶系的硫化矿物，莫氏硬度3.5 ～ 4.0，比重3.9 ～ 4.2。方铅矿在磨矿过程中易过磨，因此要严格控制各个矿样的磨矿细度。铅粗选以石灰作调整剂将pH值调整为10，在硫酸锌用量1000 g/t、乙硫氮40 g/t、2#油30g/t的条件下进行实验，结果见图2。

图2 磨矿细度对铅粗精矿指标的影响Fig.2 Effect of grinding fineness on the index of lead rough concentrate

由图2可知：随着磨矿细度的提高方铅矿单体解离度获得提升后，除1#样品的Pb品位先上升后下降外，其他两个样品的Pb品位均有所下降。综合考虑单个矿样的回收率以及品位，1#矿样的较佳磨矿细度为-74 μm 70%，2#矿样的较佳磨矿细度为-74 μm75%，3#矿样的较佳磨矿细度为-74 μm 70%。

2.2 铅粗选实验

以氧化钙为pH值调整剂、硫酸锌为闪锌矿抑制剂、乙硫氮为方铅矿捕收剂、2#油为起泡剂进行铅粗选实验。

2.2.1 铅粗选矿浆pH值条件实验

当采用石灰作为硫化铅锌矿浮选pH值调整剂时，石灰的用量以及pH值对硫化铅矿的浮选指标影响较大[13-14]。由于石灰除了有调整矿浆pH值的作用外，还能抑制脉石矿物，同时还能联合硫酸锌抑制闪锌矿。pH值条件实验，在粗选硫酸锌1500 g/t、乙硫氮40 g/t、2#油30 g/t的条件下进行，结果见图3。

图3 pH值对铅粗精矿指标的影响Fig.3 Effect of pH on the index of lead rough concentrate

由图3可知，随着pH值的升高铅粗精矿中Pb回收率和品位都有所提高、Zn回收率及品位呈下降趋势，1#矿样在pH值10左右时，铅粗精矿中Pb回收率达到最大值； 2#矿样当pH值为11左右后，铅粗精矿中Pb回收率不会随着pH值升高有更大的变化；3#矿样当pH值为11左右后，铅粗精矿中Pb回收率随着pH值升高有下降的趋势。因此1#、2#、3#矿样的较佳选铅pH值分别为10、11、11。

2.2.2 铅粗选抑制剂条件实验

抑制剂的选择对硫化铅锌矿的高效分离十分重要，常见的抑制剂有硫酸锌、硫化钠、焦亚硫酸钠等，也可以将这几种药剂复配使用。实际生产中硫酸锌是抑锌的最常用和有效的药剂，用氧化钙将矿浆调整至各矿样的较佳pH值，粗选在乙硫氮40 g/t、2#油30g/t的条件下进行抑制剂用量实验，扫选捕收剂、起泡剂用量为粗选的1/2。结果见图4。

由图4可知：随着抑制剂用量的增加铅粗精矿中Pb回收率和品位会得到一定提高，Zn回收率及品位呈缓慢下降趋势，1#、2#矿样在抑制剂用量1500 g/t时可以获得较佳的选铅指标，3#矿样在抑制剂用量2000 g/t时可以获得较佳的选铅指标。

2.2.3 铅粗选捕收剂选择实验

捕收剂对于硫化铅锌矿的品位与回收率有很大影响。常见的硫化铅锌矿的捕收剂有乙基黄药、乙硫氮、丁胺黑药等，也有将这三类捕收剂联合使用的情况。用石灰调节矿浆至各矿样的较佳pH值，硫酸锌用量按照1#、2#矿样1500g/t、3#矿样2000 g/t，粗选捕收剂用量40 g/t，2#油30 g/t，扫选时捕收剂和起泡剂用量为粗选的1/2进行实验，结果见表4。

表4 捕收剂种类对铅粗精矿指标的影响 /%Table 4 Effect of collector’s type on the index of lead rough concentrate

从表4可以看出，若采用单独的捕收剂作为这三个矿样的捕收剂，乙硫氮在浮选回收1#、2#矿样时较另外两种捕收剂可以获得较佳的选矿指标，3#矿样采用丁胺黑药可以获得较佳的选别指标。

2.2.4 铅粗选捕收剂用量实验

在石灰调节矿浆至各矿样的较佳pH值、硫酸锌用量按照1#、2#矿样1500 g/t、3#矿样2000 g/t，2#油30 g/t，扫选时捕收剂和起泡剂为粗选用量1/2的条件下进行了捕收剂用量实验。结果见图5。

图5 捕收剂用量对铅粗精矿指标的影响Fig.5 Effect of collectors dosage on the index of lead rough concentrate

由图5可知，随着捕收剂用量的增加铅粗精矿中Pb回收率呈上升趋势，Pb品位呈下降趋势。捕收剂用量对铅粗精矿中的Zn品位影响不大，但用量的增加Zn回收率可以获得较好的提升。综合考虑，1 ～ 3#矿样的粗选捕收剂用量分别为40、40、60 g/t。

2.3 锌粗选实验

由于选铅时加入了抑制硫化锌的硫酸锌，硫化锌矿物受到抑制，因此选硫化锌前需要加入活化剂将其活化。工业应用最广且常见的硫化锌活化剂为硫酸铜，本次实验也将采用该药剂作为选锌活化剂。对各矿样的1粗1扫选后的选铅尾矿进行选锌实验，主要进行了活化剂用量及捕收剂用量条件实验。活化剂采用硫酸铜，捕收剂采用丁基黄药加丁铵黑药（丁基黄药：丁铵黑药=2:1）。

2.3.1 锌粗选活化剂用量实验

闪锌矿粗选之前不再进行pH值调整，粗选采用丁基黄药+丁铵黑药：(40+20) g/t为捕收剂用量、起泡剂为2#油30 g/t，进行活化剂用量实验，结果见图6。

图6 硫酸铜用量对锌粗精矿指标的影响Fig.6 Effect of copper sulfate dosage on the index of zinc rough concentrate

由图6可以看出，3#矿样的锌粗精矿Zn品位受硫酸铜用量的改变影响较大，其他两个矿样Zn品位随着硫酸用量的增加有一定的提升；三个矿样的选锌回收率都随着活化剂用量的增加上升后再降低。综上所述，1 ～ 3#矿样的锌粗选活化剂用量分别为150、100、100 g/t。

2.3.2 锌粗选捕收剂用量实验

在硫酸铜为各矿样较佳用量条件下，进行捕收剂用量实验，结果见图7。

图7 硫酸锌用量对铅粗精矿指标的影响Fig.7 Effect of zinc sulfate dosage on the index of lead rough concentrate

图7 捕收剂用量对锌粗精矿指标的影响Fig.7 Effect of collectors dosage on the index of zinc rough concentrate

由图7可以看出，各矿样的锌粗精矿中Zn品位受捕收剂用量的改变影响较大，Zn回收率随着捕收剂用量的增加有所提升，综合考虑选矿指标，1#～ 3#矿样的锌粗选捕收剂用量分别为：60、75、45 g/t。

2.4 闭路实验

在条件实验的基础上，进行了实验室小型闭路实验。1 ～ 3#矿样在进行铅精选Ⅰ时均补加了抑制剂（硫酸锌）500 g/t，锌精选未补加药剂，铅、锌扫选补加药剂为粗选的1/2，中矿顺序返回。根据各矿样的原矿中Pb、Zn含量不同，铅锌精、扫选作业次数做了相应的调整。1#矿样选铅1粗1精1扫，选锌1粗3精2扫；2#矿样选铅1粗2精1扫，选锌1粗3精2扫；3#矿样选铅1粗2精1扫，选锌1粗3精2扫。各矿样实验药剂用量见表5，实验结果见表6。

表5 闭路实验药剂使用量/(g·t-1）Table 5 Reagents dosage of closed-circuit test

表6 闭选实验结果/%Table 6 Results of closed-circuit test

由表6可知，各矿样经过闭路实验后，2#原矿样中含Pb：0.55%、回收率Pb：86.85%为三个矿样中最低；同时2#矿样含Ag：4.72g/t为三个矿样中最低，Ag在铅、锌精矿中基本没有得到富集和回收。1#矿样含Zn为三个矿样中最低，获得的锌精矿Zn品位及回收率为三个样品中最低。

3 结 语

（1）广西贵港市三处铅锌矿石主要金属矿物为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等，三处矿石矿样中均含有元素Ag。1#平南矿样主要脉石为石英、重晶石，2#桂平矿样主要脉石为白云石， 3#贵港矿样主要脉石为石英、绢云母。以白云岩脉石为主的样品中方铅矿和闪锌矿嵌布粒度最细，同时含Ag最低。

（2）各矿样在较佳磨矿细度条件下，采用乙硫氮作为捕收剂在等量的情况下选铅，石英—重晶石脉型矿样所需的石灰用量达到3000 g/t时才能获得较好的选铅指标，其他两种脉型石灰较佳用量则为2000g/t。选石英脉型时采用丁胺黑药获得指标较采用乙硫氮作为捕收剂要好。

（3）Pb含量由高至低依次为3#、1#、2#矿样，Pb回收率从高到低依次为1#、3#、2#矿样；Zn含量由高至低依次为3#、2#、1#矿样，Zn回收率从高到低依次为2#、3#、1#矿样；Ag含量由高至低依次为3#、1#、2#矿样，Ag回收率从高到低依次为1#、3#、2#矿样，伴生元素含量以及回收率与矿样中含Pb顺序一致。

（4）2#矿样中的白云石含量高达93%，达到矿产资源的综合利用的含量要求，下一步工作考虑进行2#矿样的白云岩综合回收研究。