某铅锌矿选矿厂重要流程产品的工艺矿物学分析

邬 东 伍红强

（1.乌拉特后旗紫金矿业有限公司；2.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司）

选矿厂流程考查过程中进行产品的工艺矿物学分析，是评价选矿厂工艺流程合理性、高效性，确定选矿指标优化空间和方向的重要手段［1-3］。某铅锌矿选厂为了进一步提升选矿指标，对全流程进行了考查，并对主要产品进行了工艺矿物学研究，内容包括原矿矿物组成、各产品中目的矿物的粒度分布和解离度，尾矿中目标元素的损失状态等。本文将结合工艺矿物学研究结果与文献［4-6］，对生产流程所存在的问题，工艺改进的方向，指标提升的空间进行了评价。

1 工艺流程与取样点安排

由于原矿中含碳较高，现场先进行了一段脱碳作业，脱碳后采用常规铅锌依次优先浮选工艺。其原则工艺流程及工艺矿物学分析样品取样点见图1，取样期间生产稳定，样品具有代表性。

注：△为工艺矿物学分析样品取样点

2 工艺矿物学分析

2.1 原 矿

原矿性质分析对象为现场磨矿分级溢流。

2.1.1 原矿主要化学成分分析

原矿主要化学成分分析结果见表1。

注：Au、Ag的含量单位为g/t。

从表1可知，原矿中主要可回收元素为铅、锌，含量分别为0.41%和1.91%，此外还含有少量金、银，可综合回收。

2.1.2 原矿的矿物组成

对现场分级机溢流进行MLA 测试、显微镜观察和化学分析，得到原矿中的矿物组成见表2。

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由表2可知，原矿中主要金属硫化物为黄铁矿和磁黄铁矿，其次为铁闪锌矿（含铁约9.52%），少量的方铅矿和黄铜矿，其他金属硫化物含量较低；主要非金属矿物为石英，其次为长石、白云母、白云石和黑云母。矿石中的硫大部分以磁黄铁矿的形式存在，有利于铅锌与硫的分离；此外有机碳含量较高，将影响精矿质量，因此需要进行脱碳降碳处理。

2.2 分级溢流

将分级溢流样磨制成光片，采用MLA 对目的矿物方铅矿和闪锌矿进行粒度及解离-连生关系测定，结果见表3、表4。

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从表3可知，现场分级溢流中方铅矿解离单体含量为50.57%，其余大部分为贫连生体，未解离的方铅矿大部分与其他硫化物连生，其次与硅酸盐矿物连生；含方铅矿颗粒的细度主要在10～38 μm，且大部分为单体，其次为贫连生体，这部分贫连生体理论上通过磨矿能进一步解离。预测该细度下浮铅，回收率在66.19%左右。

从表4 可知，现场分级溢流中闪锌矿解离单体含量为66.86%，其余大部分为贫连生体，未解离的闪锌矿大部分与硅酸盐矿物连生，其次与其他硫化物连生；含闪锌矿的颗粒粒度分布较方铅矿更广、更粗，主要集中在20～74 μm，其次为10～20 μm，且大部分为解离单体，其次为贫连生体；闪锌矿贫连生体的粒度主要为10～74 μm，理论上通过磨矿可进一步解离。预测该细度下浮锌，回收率在82.56%左右。

综上所述，现场分级溢流中方铅矿与闪锌矿的解离情况不太理想，理论上通过磨矿可以进一步提高铅、锌回收率。鉴于表3、表4 中-10 μm 的铅锌矿物解离单体含量较少，而现场采用的是优先浮铅再浮锌工艺，因此，在满足现场生产处理量的前提下，建议提高磨矿细度。

2.3 高碳产品

现场高碳产品Pb、Zn 含量分别为0.41% 和1.52%，采用MLA 查定其闪锌矿和方铅矿的粒度及解离-连生情况见表5和表6。

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由表5、表6可知，高碳产品中闪锌矿的解离单体含量94.20%，未解离的闪锌矿主要与碳酸盐矿物连生；闪锌矿的粒度范围为0～38 μm，其中小于10 μm 者占39.30%，小于20 μm 占89.80%；高碳产品中方铅矿的解离单体含量89.50%，未解离的方铅矿主要与硫化物连生，方铅矿的粒度范围为0～20 μm，其中小于10 μm占54.80%，10～20 μm占45.20%。由此可见，进入高碳产品的闪锌矿和方铅矿主要为粒度微细的解离单体。

2.4 铅精矿的粒度与主要矿物的解离分析

现场铅精矿Zn 含量为2.40%，采用MLA 并结合偏光显微镜分析表明，锌的独立矿物为闪锌矿（ZnS）。采用MLA 对铅精矿中闪锌矿的解离-连生情况进行测定，结果见表7。

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由表7 可知，铅精矿中闪锌矿的解离单体含量34.30%；富连生体和中等连生体占53.70%，贫连生体占12.00%；闪锌矿主要与方铅矿连生，连生比例为63.20%，与其他各矿物连生的比例仅为2.50%。由此可见，闪锌矿主要通过与方铅矿连生的形式进入铅精矿，少量以解离单体的形式进入铅精矿，这部分闪锌矿粒度微细。

2.5 锌精矿的粒度与主要矿物的解离分析

现场锌精矿中闪锌矿的粒度及解离-连生情况测定结果见表8。

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由表8 可知，锌精矿中闪锌矿主要为解离单体，占81.67%；连生体中以富连生体为主，占10.85%；未解离的闪锌矿主要与其他硫化物连生；闪锌矿粒度范围为74～10 μm，其他粒级分布很少。

2.6 尾矿中铅、锌的损失状态

铅尾矿中方铅矿和锌尾矿中闪锌矿的粒度及解离-连生情况分析结果分别见表9、表10。

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从表9、表10 可知：①铅尾矿中方铅矿的解离单体含量为5.63%，贫连生体含量达88.78%。未解离的方铅矿大部分与其他硫化物连生，其次与硅酸盐矿物连生；方铅矿的粒度范围在0～74 μm，主要集中在38 μm 以下，且大部分为贫连生。②锌尾矿中闪锌矿的解离单体含量为33.12%，粒度均小于20 μm；其余大部分为贫连生体，占63.15%，粒度范围在0～38 μm，主要与脉石矿物连生。

3 讨论与结论

（1）原矿中目的矿物主要为方铅矿、铁闪锌矿（含铁9.52%），含碳6.70%，含硫7.01%，碳、硫含量高是影响浮选指标的主要因素。铁闪锌矿的可浮性受矿浆pH 值的影响较大，碱性环境不利于铁闪锌矿的上浮，可充分利用与磁黄铁矿的天然可浮性差异，采用低碱低捕收剂工艺条件下进行锌硫分离；在高硫酸铜用量下，铁闪锌矿浮选受pH 值的影响较小，因此，也可采用高碱高硫酸铜工艺条件下实现锌硫分离，硫酸铜宜在石灰前添加。

（2）现有磨矿细度下，原矿中的方铅矿和闪锌矿解离不充分，解离度分别为50.57%和66.86%，其中，方铅矿粒度较细，-38 μm含量占93.20%，原矿细磨可能导致方铅矿过磨，不宜再提高原矿磨矿细度。可采用铅中矿再磨和锌中矿再磨工艺提高方铅矿和闪锌矿的解离度，进而提高选矿指标。

（3）高碳产品中方铅矿和闪锌矿的单体解离度分别为89.50%和94.20%，2 种矿物的粒度均较细，方铅矿中-20 μm 含量为100%，闪锌矿中-20 μm 含量占80%，铅锌主要以微细解离单体形式损失。微细颗粒浮选是降低高碳产品中铅、锌损失的关键。采用高效射流浮选机进行碳精选是解决方法之一。

（4）铅精矿中的锌主要为方铅矿与闪锌矿连生体，连生比例为63.20%，也可采用上述铅中矿再磨方式降低铅精矿含锌。

（5）根据浮选电化学理论，矿物颗粒直径小于1 μm 时，无法容纳矿浆中捕收剂所转移的电子，造成矿物与药剂作用能力下降。选铅尾矿中的方铅矿88.78%为贫连生体，嵌布粒度细。选锌尾矿则主要为闪锌矿微细解离单体和贫连生体，10～20 μm 占46.47%，-10 μm 占48.83%，若要降低尾矿指标，需要综合考虑解离度与细度的关系。