河北某低品位难选铅锌矿选矿工艺优化研究_窦源东.pdf

第 卷第期 年月中国矿业 ，收稿日期：责任编辑：边晶莹第一作者简介：窦源东（），山东潍坊人，高级工程师，主要从事黄金、有色金属、非金属选矿及冶金技术等相关教学和科研工作，：。引用格式：窦源东，张建华，王涛河北某低品位难选铅锌矿选矿工艺优化研究中国矿业，（）：，（）：，文章编号：（）：河北某低品位难选铅锌矿选矿工艺优化研究窦源东，张建华，王涛（烟台黄金职业学院，山东 招远 ；青岛平度市旧店金矿，山东 平度 ；莱州瑞海矿业有限公司，山东 莱州 ）摘要：河北某低品位硫化铅锌矿在生产过程中存在铅锌产品互含较高的问题，严重影响了企业的经营效益。本文针对该铅锌矿石开展工艺矿物学研究，查明了矿石化学成份、矿物组成、赋存状态和嵌布特征，着重考察了锌浮选在入选粒度、抑制剂、活化剂等多个浮选因素，确定了最佳的工艺流程和工艺参数，推荐采用铅锌依次优先浮选、一粗二扫铅粗精矿再磨三精选铅流程、一粗二精二扫选锌流程。当原矿入选细度 占比为，铅粗选矿浆 值为 时，铅粗精矿再磨细度 占比达到 的条件下，采用硫酸锌亚硫酸钠抑锌，乙硫氮为捕收剂优先浮铅，硫酸铜为锌活化剂，丁黄药为捕收剂浮锌的药剂制度，优先浮铅再浮锌的工艺流程对铅、锌进行回收，可实现铅品位 、含锌 、含银 、铅回收率 、银回收率 的铅精矿和锌品位 、含铅 、锌回收率 的锌精矿，有效地解决了产品中铅锌互含较高问题，大幅优化了选厂的生产技术指标，预计经济效益可达 万元。关键词：铅锌矿；优先浮选；赋存状态；再磨；嵌布特征中图分类号：文献标识码：，（，；，；，）：，第期窦源东，等：河北某低品位难选铅锌矿选矿工艺优化研究 ，：；引言目前，国内硫化铅锌矿石的选矿通常采用浮选工艺对目标元素进行回收，但一般情况下，铅锌元素常呈共存状态，特别是在原生矿床中关系极为密切，不利于浮选分离。因此，铅锌的有效分离技术仍为行业一大难题。河北某低品位铅锌矿在生产过程中，存在铅锌产品互含较高的问题，铅锌精矿的品位不高，回收率不理想，影响企业的经营效益。本文针对现场生产存在的问题，主要对矿石的性质和工艺流程及药剂制度的调整进行研究，重点对磨矿细度进行调整，对锌浮选药剂制度进行优化，促进该矿铅锌元素浮选回收效果。原矿石性质 原矿化学多元素分析表为原矿化学多元素分析结果。由表可知，原矿中具有回收价值的金属元素为铅和锌，品位分别 为 和 。原 矿 中 银 的 品 位 为 ，另有少量的金，预计可随同铅锌浮选精矿伴生回收。原矿中杂质成分主要是 ，其次为、，以及、等，有害元素 的含量也较低，对浮选过程影响不大。表原矿化学多元素分析结果 单位：元素 含量 元素 含量 注：单位为。矿物组成及铅锌赋存状态矿石中主要的金属矿物为黄铁矿、闪锌矿、方铅矿，其次为菱锌矿、软锰矿、硬锰矿、黄铜矿、赤铁矿、褐铁矿、毒砂及少量的白铅矿、铅矾、铜蓝、辉铜矿等；脉石矿物主要有石英、绢云母、黏土矿物，其次有白云石、方解石，少量尖晶石、金红石、电气石等。矿石主要矿物组成及其相对含量见表。赋存状态及原矿样铅物相分析结果见表。由表可知，原矿样中铅主要赋存于硫化物方铅矿中，约占总铅的 ，白铅矿等氧化铅约占总铅的 ；硫酸铅中的铅约占总铅的 ；铅铁矾类的铅约占 。赋存状态及原矿样锌物相分析结果见表。由表可知，锌主要赋存于硫化物闪锌矿中，占总锌的 ，其次赋存于氧化锌和锌铁尖晶石中，占总锌的 。表原矿主要矿物组成及其相对含量 单位：矿物名称含量矿物名称含量黄铁矿 毒砂 闪锌矿 石英 菱锌矿 绢（白）云母 方铅矿 黏土矿物 铅矾 白云石 黄铜矿 长石 赤铁矿 方解石 褐铁矿 其他 软锰矿 赤铁矿 表原矿铅化学物相分析结果 单位：试样名称铅相态 含量 分布硫酸铅 氧化铅 原矿样硫化铅 铅铁矾等 总铅 表原矿样锌化学物相分析结果 单位：试样名称锌相态 含量 分布硫酸锌迹痕氧化锌 原矿样硫化锌 锌铁尖晶石等 总锌 中 国 矿 业第 卷 主要矿物嵌布特征方铅矿主要与闪锌矿、黄铁矿接触嵌生，交代闪锌矿、黄铁矿，接触界线不平整，闪锌矿、黄铁矿呈交代残余状嵌布于方铅矿中。方铅矿嵌布粒度较细，主要在 之间；闪锌矿主要呈不规则他形晶粒状结构，闪锌矿主要与黄铁矿、方铅矿接触嵌生，闪锌矿交代包裹黄铁矿，或嵌布于黄铁矿裂隙中被黄铁矿包裹，闪锌矿的嵌布粒度属中粒嵌布，主要在 之间；黄铁矿主要呈他形晶粒状嵌布于脉石中，其次与闪锌矿、方铅矿接触嵌生，被闪锌矿、方铅矿交代包裹，或黄铁矿包裹闪锌矿、方铅矿。黄铜矿在矿石中的相对含量较少，主要呈乳浊状嵌布于闪锌矿中；脉石矿物主要石英是原矿中最主要的脉石矿物，其相对含量约为 。呈他形粒状集合体，与硫化物紧密共生，胶结硫化物，方铅矿、闪锌矿等主要矿物嵌布特征具体如图图所示。图方铅矿与闪锌矿连生 图方铅矿交代闪锌矿 目前选矿生产情况目前，铅锌选厂规模 ，生产铅精矿和锌精矿两种产品，采用一段磨矿，优先浮选工艺，依次浮选铅锌。一段磨矿细度 占比为，值为，铅浮选硫酸锌抑锌，乙硫氮捕收浮铅，锌浮选硫酸铜活化，丁黄药捕收浮锌。目前，选矿技术指标不理想，具体见表。由表可知，铅精矿与锌精矿中铅锌互含较高，铅精矿中锌的含量约 ，锌精矿中铅的含量约 ，而且回收率也不理想，伴生银的回收率只有。图方铅矿交代黄铁矿、闪锌矿 图闪锌矿包裹细粒级方铅矿 表目前选矿生产的技术指标 单位：产品名称产率品位回收率 铅精矿 锌精矿 尾矿 原矿 选矿技术指标不理想的主要原因为：原矿铅矿物嵌布粒度偏细且与闪锌矿物连生关系复杂，其中方铅矿交代闪锌矿的界线多呈港湾状、蚕食状等，磨矿过程中难以单体解离，不利于铅锌分离，导致铅精矿含锌较高；目前现场磨矿制度简单，入磨粒度第期窦源东，等：河北某低品位难选铅锌矿选矿工艺优化研究较粗，不能使铅锌有效解离，方铅矿的解离度只有，闪锌矿的解离度只有，存在过多方铅矿与闪锌矿的连生体，部分方铅矿和闪锌矿分别与黄铁矿连生，入选原矿磨矿细度 占比为 时，主要矿物的单体解离度见表；铅浮选流程中部分方铅矿与闪锌矿的连生体较多，选矿生产中抑锌药剂制度以硫酸锌进行简单抑制，对于铅锌元素的连生体，很难达到明显的抑制效果。表磨矿细度 占比为 时主要矿物的解离度 单位：矿物解离度备注黄铁矿 主要与闪锌矿、脉石连生闪锌矿 主要与方铅矿、黄铁矿、脉石连生方铅矿 主要与闪锌矿、黄铁矿连生黄铜矿 主要与黄铁矿、闪锌矿连生浮选工艺研究 浮选方案的选择目前，该矿采用抑锌浮铅优先浮选的工艺对铅锌进行回收，存在铅锌精矿互含较高的问题。为有效解决该问题，依据该矿石工艺矿物学的分析结果，在探索试验的基础上，本次试验依旧采用现场常规“抑锌浮铅”优先浮选工艺，优化磨矿制度，充分有效地解离铅锌矿物，选择有效的锌抑制及活化药剂制度，实现铅锌浮选的高效分离与富集。铅浮选 铅粗选磨矿细度试验该矿石磨矿细度 占比为 时，方铅矿的解离度只有，闪锌矿的解离度只有，在试验中提高磨矿细度，进一步强化铅锌矿物的解离度，在入选细度 占比为、的条件下分别进行铅粗浮选试验，确定磨矿细度。试验流程为对原矿进行磨矿，磨至不同细度，在磨矿过程中加入石灰，浮选时分别添加硫酸锌、亚硫酸钠作为调整剂，抑制锌矿物，搅拌 后，加入捕收剂乙硫氮，起泡剂号油，搅拌 后充气浮选，浮选 获得铅粗精矿、选铅尾矿。试验结果如图所示。随着磨矿细度的增加，铅回收率逐渐提高，当磨矿细度 占比达到 后，继续提高磨矿细度对铅粗精矿铅回收率提高不明显且铅品位下降、锌含量升高，综合考虑铅锌品位、回收率及磨矿成本等因素，最终确定粗选磨矿细度 占比为，原矿粒度筛分分析结果见表。由表可知，铅锌分布呈现较细的粒度分布，说明原矿铅矿物嵌布粒度偏细。图磨矿细度选择试验 表原矿水筛析分析结果 粒级产率品位分布率 合计 锌抑制剂的选择与用量确定在浮选过程中，矿浆 值是较为重要的影响因素之一，石灰对黄铁矿有较好的抑制作用。石灰加入到球磨机中比加入到搅拌桶中更加能强化对黄铁矿的抑制作用。从探索试验可知，当石灰用量为 、矿浆 值为 时，铅粗选效果最好，粗精矿含铅 、含锌 ，铅回收率 。因此选择石灰用量为 为后续试验的条件。常用的闪锌矿抑制剂有硫酸锌、硫代硫酸钠、硫化钠、亚硫酸钠等。通常情况下，硫酸锌与其他几种抑制剂组合使用，各药剂之间的协同作用效果更好，而目前生产中只应用了单一的硫酸锌，对锌的抑制并没有较为理想的效果，因此本文侧重讨论了组合药剂的使用和评价。）抑制剂种类条件试验。抑制剂种类试验主要考察了硫化钠硫酸锌亚硫酸钠（）、硫酸锌亚硫酸钠（）、硫酸锌碳酸钠（）、硫酸锌亚硫酸钠（）种药剂组合方案对锌的抑制效果。铅粗选抑制中 国 矿 业第 卷剂种类条件试验结果如图所示，试验试验固定条件为调整剂石灰 ，捕收剂 ，起泡剂视情况添加。由图可知，四种方案中用硫酸锌亚硫酸钠（）组合抑制剂时对锌抑制效果较好。）抑制剂用量条件试验。试验中发现，硫酸锌亚硫酸钠组合的抑制效果最好。采用 抑制闪锌矿，抑制剂用量条件试验固定条件为调整剂石灰 ，捕收剂 ，试验结果如图所示。由图可知，用量达 （为 ）时，获得铅粗精矿含铅 、含锌 ，铅回收率 ，此时铅浮选指标较好。图铅粗选抑制剂种类条件试验结果 图硫酸锌亚硫酸钠用量试验 锌浮选考虑到原矿中黄铁矿含量较高，因此在浮锌过程中加石灰进一步抑制黄铁矿，以硫酸铜作为锌矿物活化剂，丁黄药作捕收剂，号油作起泡剂进行浮选。记录硫酸铜为锌活化剂时，其用量对锌浮选的影响。活化剂条件试验固定条件为调整 （虽然锌粗选段 值较高，但仍有部分可选性较好的黄铁矿上浮，因此进行锌粗选时石灰用量必须严格控制，以此确保锌精矿的品位），丁黄药用量 ，对锌浮选开展用量试验结果见图。由图可知，硫酸铜用量为 较为适宜，可实现锌品位 ，含铅 、锌回收率 的锌精矿。继续提高硫酸铜用量对锌浮选效果不明显，且精矿中黄铁矿含量有所增加。全流程闭路试验浮选工艺研究在原则工艺流程和各种条件试验的基础上，采用铅锌依次优先浮选工艺，一段磨矿、一粗三精二扫流程选铅、一粗二精二扫流程选锌的流程进行开路和闭路试验。闭路试验结果见表。由表可知，实现铅品位 、含锌 、含银 、铅回收率 、银收率 的铅精矿，锌品位 、含铅 、锌回收率 的锌精矿，相较之前铅锌精矿的品位及回收率都有了很大的提高。图硫酸铜用量选择试验 表全流程闭路试验结果 单位：产品名称产率品位回收率 铅精矿 锌精矿 尾矿 原矿 由于铅精矿锌含量仍然较高，又对铅精矿进行解离度测定，铅矿物解离度为，铅精矿铅品位不高，只有 ，而且含锌较高为 ，为提高铅精矿品位得同时降低其中锌的品位，对铅粗精矿进行再磨，以使铅矿物进一步单体解离，获得较高品位铅精矿，有效控制铅精矿中锌的含量，同时可进一步提高铅锌金属的回收率 。第期窦源东，等：河北某低品位难选铅锌矿选矿工艺优化研究按图所示的流程进行铅粗精矿再磨闭路流程试验，当铅粗选矿浆 时，在原矿粗磨细度 占比为 ，铅粗精矿再磨细度 占比为 的条件下，采用优先浮铅再浮锌的工艺流程对铅、锌进行回收，试验结果见表。由表可知，可实现铅品位 、含锌 、含银 、铅 回 收 率 、银 回 收 率 的铅精矿和锌品位 、含铅 、锌回收率 的锌精矿，从而有效降低了铅精矿中锌的含量，很好地提高了锌的回收率。图铅粗精矿再磨全流程闭路试验 中 国 矿 业第 卷表铅粗精矿再磨全流程闭路试验结果 单位：产品名称产率品位回收率 铅精矿 锌精矿 尾矿 原矿 在企业实施后，可进一步提高企业生产效益，经济效益提高 万元，具体情况如下所述（根据生产数据及与冶炼厂的销售合同进行估算）。）铅精矿提高效益计算公式见式（），代入可得铅精矿提高效益约 万元。增加效益日处理量原矿品位增加回收率金属价格（年均）冶炼返还系数生产天数（）锌精矿提高效益计算公式见式（），代入可得锌精矿提高效益约 万元。增加效益日处理量原矿品位增加回收率金属价格（年均）冶炼返还系数生产天数（）铅精矿中含银提高效益计算公式见式（），代入可得铅精矿中含银提高效益约 万元。增加效益日处理量原矿品位增加回收率金属价格（年均）冶炼返还系数生产天数（）结论）原矿中主要矿物方铅矿与闪锌矿物嵌布粒度偏细且关系复杂，是磨矿过程中难以单体解离，导致铅精矿含锌