青海某低品位难选铅锌矿石合理选矿流程的探索-有色金属科学与工程

青海某低品位难选铅锌矿石合理选矿流程的探索 方夕辉1丛颖朱冬梅庄杜娟 (江西理工大学资源与环境学院,江西赣州,341000) 摘要:青海某铅锌矿铅锌品位低,铅矿物与锌硫矿物共生关系密切,属于难选低品位铅锌矿石,本文采用优先浮选工艺方案对该矿石进行了小型试验。试验结果表明,优先浮选工艺方案利用铅矿物与锌硫矿物可浮性差异较大的特点,采用石灰、亚硫酸钠和硫酸锌等抑制锌硫,以乙硫氮为铅捕收剂,进行铅矿物的优先浮选,选铅尾矿脱水后调节矿浆pH值至10.5左右,用硫酸铜作为活化剂来活化铁闪锌矿选锌,试验在原矿含铅2.27%,含锌1.17%的条件下,取得了铅精矿含铅50.87%,铅回收率为78.33%,锌精矿含锌45.30%,锌回收率为70.47%的技术指标。 关键词:铅锌矿;低品位;优先浮选;铁闪锌矿;pH The exploration of rational dressing flow sheet of a certain low-grade refractory lead-zinc-ores in Qinghai Province Fang Xihui,Cong Ying,Zhu Dongmei,Zhuang Dujuan School of Resource and Environmental Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou,341000, China Abstract:One kind of lead-zinc ores in Qinghai belongs to low-grade refractory lead-zinc-ores because the content of lead and zinc are very low the lead minerals associated to zinc and sulfur minerals closely. According to the characteristic of the big floatability difference between lead minerals and zinc sulfur minerals, the selective flotation flow-sheet was adopted. Laboratory test adopted diethyl dithiocarbamate as the collector of lead ;lime ,sodium sulfite and zinc sulfate as the depressor of zinc sulfur minerals in lead roughing, then use copper sulfate as activator of marmatite after adjusting the PH value of the dehydration pulp of lead tailing to 6-7, the results showed that in the condition of raw ore with a lead and zinc grade 2.27% and 1.17% respectively ,the technical indicators of lead concentrate with lead grade 50.87% and lead recovery 78.33% and zinc concentrate with zinc grade 45.30% and zinc recovery 70.47% can be obtained from the closed-circuit test. Keywords:lead-zinc ores;low grade;sequential selective flotation;marmatite;pH 有色金属铅锌硫化矿是最为重要的铅锌有色金属矿产资源,我国铅锌金属的获得大多数来自于该类矿石[1]。我国也是一个铅锌资源大国[2],但随着东部地区的铅锌矿产资源的日渐枯竭,矿山原料不足已经成为制约我国铅锌工业可持续发展的关键性因素[3]。因此积极对低品位和难选铅锌矿石开展研究,提高该类矿石的资源利用率,对缓解我国铅锌资源紧张局面,拓展铅锌资源范围具有重要的意义。 富含铁闪锌矿和磁黄铁矿的铅锌矿石属于难选矿石[4],原因主要在于一是磁黄铁矿存在着单斜磁黄铁矿与六方磁黄铁矿同质多象变体,两者可浮性存在较大的差异,在同一分选条件下难以将磁黄铁矿完全与其它矿物分离[5];二是磁黄铁矿易于泥化和氧化,消耗矿浆中的氧气而影响其它矿物的上浮[6];三是磁黄铁矿与闪锌矿尤其是铁闪锌矿可浮性相近,分离难度很大。铁闪锌矿既具有闪锌矿的特性,又具有硫铁矿的特性,在高碱介质中,部分铁闪锌矿受到抑制而影响锌精矿的回收率;而在低碱介质中又不能对黄铁矿等硫铁矿实现有效抑制,势必影响锌精矿的品位[7,8]。因此,富含铁闪锌矿的锌矿物与磁黄铁矿的分离问,仍是当今选矿界一直未得到有效解决的难题。 基金项目:江西省科技支撑计划资助项目(2011BBG70002-2) 作者简介:方夕辉(1972-),女,副教授,主要从事矿物加工的教学与科研工作,E-mail:fangxihui@yeah.net 青海某铅锌矿石,铅锌原矿品位仅4%左右,由于锌硫矿物主要为铁闪锌矿和磁黄铁矿,加之铅锌原矿品位低,矿物组成复杂,嵌布粒度微细,该矿石复杂难选。为高效回收铅锌资源,本文采用添加大量石灰高碱优先浮选铅矿物,选铅尾矿浓缩后调节矿浆pH值至10.5左右后再用硫酸铜活化选锌的方法实现了锌硫分离,小型闭路试验获得了合格的铅精矿与锌精矿,为该类低品位难选铅锌矿的开发利用提供有益的思路。 1 矿石性质 试样化学多元素分析结果见表1,矿物组成及相对含量见表2。矿石中铅以方铅矿为主,锌以铁闪锌矿为主,硫以磁黄铁矿和黄铁矿为主,方铅矿嵌布粒度粗细不均,主要粒度范围在0.01-0.56mm,铁闪锌矿嵌布粒度更为微细,主要粒度范围为0.01-0.24mm。 表1 试样化学多元素分析结果/% 元素Cu Pb Zn S MgO CaO Al2O3 含量0.09 2.72 1.12 4.09 4.19 0.85 10.05 元素SiO2Fe As K2O Na2O Ag* Au* 含量62.51 7.16 0.057 3.12 0.12 15 <0.5 注:单位为g/t。 表2 试样的矿物组成及相对含量/% 矿物名称方铅矿铅黄白铅矿铁闪锌矿黄铜矿磁黄铁矿褐铁矿含锌铁硅酸盐/钒铁菱锌矿 含量,% 3.9 微偶 2.5 0.4 8.0 0.5 1.0 矿物名称石英石榴石绿泥石绢云母石膏高岭石方解石- 含量,% 58.0 微15.0 5.0 0.5 2.0 1.0 - 2 试验结果与分析 2.1 铅粗选捕收剂种类试验 铅锌矿浮选有高碱工艺和低碱工艺两种,高碱一般采用石灰为抑制剂,SN-9#或黄药等浮铅抑制锌硫[9]。而低碱工艺一般采用Na2CO3调浆,捕收剂一般采用黑药类捕收剂[5,10]。各条件试验磨矿细度定为-0.074mm 占80%,试验结果见表3。 表3 铅锌粗选捕收剂种类试验结果/% 铅粗选药剂 种类条件/g.t-1 产品产率 品位回收率 Pb Zn Pb Zn CaO:5kg/t SN-9#:100g/t 2#油:28g/t 铅粗精矿7.2 25.43 2.26 69.40 14.55 尾矿92.8 0.87 1.03 30.60 85.45 原矿100.00 2.64 1.12 100.00 100.00 Na2CO3:5kg/t 苯胺黑药:100g/t 2#油:14g/t 铅粗精矿10.66 15.1 5.82 58.46 54.49 尾矿89.34 1.28 0.58 41.54 45.51 原矿100 2.75 1.14 100.00 100.00 CaO:3kg/t 乙基黄药:100g/t 2#铅粗精矿 尾矿86.04 1.02 0.50 31.10 38.75 从试验结果看,SN-9#对方铅矿的选择性很好,可获得含铅25.43%,含锌2.26%的铅粗精矿,但捕收能力较乙基黄药弱,铅回收率只有69.40%;采用苯胺黑药为捕收剂时,铅精矿中锌损失量较大。所以考虑SN-9#做捕收剂。 2.2 铅粗选石灰用量条件试验 石灰是黄铁矿、磁黄铁矿和闪锌矿的优良的抑制剂,但石灰用量过高后,一方面浮选精矿泡沫非常粘,管道结钙等问题愈加突出,另一方面,不利于后续铁闪锌矿的活化[11],为此进行了石灰用量试验,试验结果见表4。 表4 铅粗选石灰用量条件试验结果/% 石灰用量 g/t 产品名称产率 品位回收率 铅锌铅锌 1000 铅粗精矿21.20 10.13 1.30 78.40 24.55 尾矿78.80 0.75 1.07 21.60 75.45 原矿100.00 2.74 1.12 100.00 100.00 2500 铅粗精矿21.73 9.75 0.90 79.68 17.23 尾矿78.27 0.69 1.21 20.32 82.77 原矿100.00 2.66 1.14 100.00 100.00 4000 铅粗精矿20.04 11.22 0.96 81.44 16.66 尾矿79.96 0.64 1.21 18.56 83.34 原矿100.00 2.76 1.16 100.00 100.00 5500 铅粗精矿18.59 12.11 1.06 81.30 16.21 尾矿81.41 0.64 1.25 18.70 83.79 原矿100.00 2.77 1.21 100.00 100.00 试验结果表明,铅粗选石灰用量为4000g/t(对应的矿浆pH值约为12.3)时,铅粗精矿铅品位和回收率均较高,继续增加石灰用量,铅品位和回收率没有显著的增加,这说明石灰有效抑制了铁闪锌矿和磁黄铁矿。综合考虑铅粗精矿的各项技术指标,选择铅粗选石灰用量为4000g/t。 2.3 铅精选条件试验 铅精选的重点是方铅矿与闪锌矿及磁黄铁矿的分离,为此采用石灰、硫酸锌为抑制剂进行铅精选,铅精选为四次精选,精Ⅱ和精Ⅳ为空白精选。铅精选试验结果见表5。 表5 铅粗精矿精选条件试验结果/% 铅精选条件产品名称产率 品位回收率铅锌铅锌 铅精Ⅰ:ZnSO4100 铅精选Ⅲ:ZnSO4 50 铅精矿19.31 48.56 5.56 82.69 37.54 中矿80.69 2.43 2.21 17.31 62.46 铅粗精矿100.00 11.34 2.86 100.00 100.00 铅精Ⅰ: CaO 400 ZnSO4300 铅精选Ⅲ:ZnSO4 100 铅精矿19.58 51.54 2.39 90.10 16.77 中矿80.42 1.38 2.89 9.90 83.23 铅粗精矿100.00 11.20 2.79 100.00 100.00 铅精Ⅰ: CaO 500 ZnSO4200 铅精选Ⅲ:ZnSO450 铅精矿19.25 52.41 4.65 89.76 30.97 中矿80.75 1.43 2.47 10.24 69.03 铅粗精矿100.00 11.24 2.89 100.00 100.00 从试验结果看,铅精选时单独用硫酸锌或者石灰的效果均不及二者联合使用为佳,硫酸锌与石灰混合使用能有效抑制铅精矿中锌品位降至2.39%。 2.4 锌粗选pH值条件试验 由于铁闪锌矿性质与磁黄铁矿可浮性相近,矿浆pH值过高会使铁闪锌矿与磁黄铁矿都受到抑制,因此适宜的矿浆pH值对于铁闪锌矿浮选非常重要[12]。由于选铅时石灰加入量较大,铁闪锌矿也受到强烈抑制,为使铁闪锌矿很好的活化,试验采用了对选铅尾矿浓缩后调浆的方法调节矿浆pH值,再加入硫酸铜活化铁闪锌矿,锌浮选pH值条件试验结果见表6。 表6 锌粗选pH值条件试验结果/% 锌粗选pH值条 件 产品名称作业产率锌品位锌作业回收率 10.5 锌粗精矿 6.65 10.56 62.70 尾矿93.35 0.45 37.30 选铅尾矿100.00 1.12 100.00 11.0 锌粗精矿 6.38 10.87 60.30 尾矿93.62 0.49 39.70 选铅尾矿100.00 1.15 100.00 11.5 锌粗精矿 5.03 12.11 56.40 尾矿94.97 0.50 43.60 选铅尾矿100.00 1.08 100.00 12.0 锌粗精矿 4.76 10.81 46.36 尾矿95.24 0.63 53.64 选铅尾矿100.00 1.11 100.00 2.5 锌粗选硫酸铜用量试验 闪锌矿与巯基捕收剂的作用能力较弱,但经铜离子活化的闪锌矿禁带变窄,传导电子的能力增强,与巯基捕收剂的反应活性增强,可浮性也大幅增加[13,14],因此试验考察硫酸铜用量对锌浮选的影响,试验结果见表7。 表7 锌粗选CuSO4件试验结果/% 硫酸铜用量/g·t 产品名称作业产率锌品位锌作业回收率 200 锌粗精矿 5.27 12.49 59.84 尾矿94.73 0.23 40.16 选铅尾矿100.00 1.10 100.00 400 锌粗精矿 6.43 11.38 65.33 尾矿93.57 0.41 34.67 选铅尾矿100.00 1.12 100.00 600 锌粗精矿7.35 10.45 71.12 尾矿92.65 0.34 28.88 选铅尾矿100.00 1.08 100.00 800 锌粗精矿8.64 9.98 72.46 尾矿91.36 0.36 27.54 选铅尾矿100.00 1.19 100.00 2.6 闭路试验 优先浮选是铅锌选矿厂最常用的工艺流程之一,该流程的特点是能适应矿石性质变化,具有较高的灵活性[15]。在实验室各条件试验、精选试验及开路流程试验的基础上进行了闭路流程试验, 其工艺流程及药剂制度如图1所示,试验结果如表8所示。 表8 优先浮选工艺闭路试验/% 产品名称产率品位回收率 铅锌铅锌 铅精矿 4.25 50.87 4.67 78.33 16.96 锌精矿 1.82 2.76 45.30 1.82 70.47 尾矿93.93 0.58 0.16 19.85 12.57 原矿100.00 2.76 1.17 100.00 100.00 由表8可知,闭路试验获得了回收率为78.33%,含铅50.87%的铅精矿,回收率为70.47%,含锌45.30%的锌精矿。 药剂用量:克 锌精矿 图1 铅锌优先浮选闭路试验流程 3 结语 1)针对低品位难选铅锌矿石,采用铅锌依次优先浮选工艺,采用石灰、硫酸锌和亚硫酸钠共同抑制锌硫,乙硫氮浮选方铅矿;选铅尾矿浓缩后再调节矿浆pH值至10.5左右,用硫酸铜活化,丁基黄药浮选铁闪锌矿的工艺方案,获得了合格的铅精矿和锌精矿,为有效利用该铅锌资源提供了一种工艺方案。 2)试验在原矿含铅2.27%,含锌1.17%的条件下,取得了铅精矿含铅50.87%,铅回收率为78.33%的铅精矿,锌精矿含锌45.30%,锌回收率为70.47%的技术指标。 参考文献: [1] 奚甡.世界铅锌资源开发现状及其利用[J].中国金属通报,2009,(39):32-33. 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