河北某矿石多金属综合回收浮选试验研究.pdf

第6 3 糌第2 期 2Ol1 年5 月 有色金属 N o n f e r r o u 8M e l a l s V 0 1 ．6 3 ．N o ．2 M a y2Oll D o I l O ．3 9 6 9 ／j ．i s s n l 0 0 1 一0 2 1 1 ．2 0 1 1 ．0 2 ．0 5 0 河北某矿石多金属综合回收浮选试验研究 代淑娟1 ，胡志刚2 ，孟宇群3 ，白丽梅1 1 ．河北理工大学资源与环境学院，河北唐山0 6 3 0 0 9 ； 2 ．辽宁科技大学，辽宁鞍山”4 0 5 1 ； 3 ．中国科学院金属研究所，沈阳”0 0 16 摘要矿石中主要金属矿物有方铅矿、闪锌矿和黄铁矿。脉石矿物主要是石英。碳酸盐、绢云母和少量的磷灰石。矿石中 可回收的元素为铅、锌、金和银。采用优先选铅、锌硫混选、锌硫分离流程及适宜的药剂条件，在原矿品位铅1 ．9 2 ％、锌1 ．4 4 ％、金 2 3 ．4 9 ／t 、银4 7 ．2 5 9 ／t 条件下，获得铅精矿品位6 1 ．5 0 ％、铅回收率8 9 ．6 9 ％，锌精矿品位4 5 ．2 0 ％、锌回收率8 0 ．3 6 ％，金精矿品位 3 “∥t 、金回收率4 0 ．1 6 ％，浮选金总叫收率9 2 ．7 2 ％、银总回收率9 1 ．4 I ％的较好指标。 关键词优先选铅；锌硫混选；综合回收；伴生 。 中图分类号T D 9 s 2 ．2 ；T D 9 5 2 ．3文献标识码A文章编号1 0 0 l 0 2 l l 2 0 1 1 0 2 一0 2 0 9 一0 5 河北省某矿为多金属硫化物含金矿石，矿石中 的金品位较高，其中的铅、锌、银元素含量也达到了 回收利用的水平，因此，该矿石的综合利用价值较 高。矿石中的金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿和黄 铁矿。以及少量的黄铜矿和纤铁矿。脉石矿物主要 是石英、碳酸盐、绢云母和少量的磷灰石。不同时期 形成的金属矿物之间以及金属矿物与脉石矿物之间 共生关系密切，黄铁矿与铅锌矿物之间、闪锌矿和黄 铜矿之间以及黄铁矿与脉石矿物之间的共生关系尤 为密切。该矿石为难选多金属硫化物含金矿石。 由于矿石中的铅、锌和硫品位较高，浮选试验采 用优先浮选铅矿物、混合浮选锌硫矿物、锌硫分离的 多金属浮选分离工艺。 试验结果表明，多金属浮选分离工艺不仅可以 获得较高的金回收率，同时得到了品位较高的铅精 矿、锌精矿和金精矿。 1 矿石性质 1 ．1 原矿化学分析 1 ．1 ．1 原矿光谱半定量分析 原矿光谱半定量分析结果见表l 。 表l原矿光谱半定量分析 T a b l els e m i f i xq u a n t i f ya n a l y s i 8r e s u l l sb y8 p e c t r u mo fc m d e／％ 1 ．1 ．2 原矿化学多元素分析 原矿化学多元素分析结果见表2 。 收稿日期2 0 l O 0 3 2 2 基金项目河北省科技计划项目 0 9 2 7 5 5 1 3 D 作者简介代淑娟 】9 6 7 一 ．女．辽宁新民人．博。} ．教授，主要从事 矿物加工理论、工艺及资源微生物技术研究。 衰2 原矿化学多元素分析结果 T a b I e2M u l l i ．e l e m e n ta n a I v B i 8r e 8 u I t so fc n l d e／％ 成分 A u A R C uP bZ nT F e 质破分数2 3 ．6 9 ／t4 7 ．1 9 ／t O ．0 7 81 ．7 lI ．2 83 ．6 8 成分 SA s s i 0 2A 1 2 0 ，M 9 0 c B 0 质破分数 4 ．6 l 0 ．0 3 26 6 ．2 36 ．6 01 ．1 46 ．5 5 1 ．2 矿石的结构与构造 1 ．2 ．1 矿石的结构 万方数据 2 l O有色金属第6 3 卷 方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等金属硫化矿沿脉石矿 物裂隙分布，表现为脉状结构。黄铜矿多在闪锌矿 中旱乳滴状结构，为同溶体分解产物。矿石中的石 英和黄铁矿常具压碎结构。黄铜矿以细小颗粒，呈 浸染状分布在脉石矿物中。金属硫化矿以粒状或粒 状集合体分布于脉石矿物及其裂隙中。部分黄铁矿 以它形脉状或不规则状沿脉石矿物裂隙分布，显胶 状结构。石英在矿石中多以粒状柱状变晶结构产 出。绢云母以鳞片变晶结构产出。 1 ．2 ．2 矿石的构造 脉石矿物集合体 主要为石英 以致密块状产 出。碳酸盐矿物以它形晶粒状及粒状集合体，呈脉 状沿石英片理方向分布，呈片状构造。 1 ．3 矿石的物质组成及嵌布特征 矿石中的金属矿物．主要有方铅矿、闪锌矿和黄 铁矿，以及少量的黄铜矿和纤铁矿。脉石矿物主要 是石英、碳酸盐、绢云母和少量的磷灰石。不同时期 形成的金属矿物之间以及金属矿物与脉石矿物之间 共生关系密切，黄铁矿与铅锌矿物之间、闪锌矿和黄 铜矿之间以及黄铁矿与脉石矿物之间的共生关系尤 为密切。 岩矿鉴定中没有发现金矿物，因此，不能判明金 矿物的赋存状态。有关金的赋存状态有待于今后做 详细的研究。 方铅矿形成时期较黄铁矿、闪锌矿晚，并多以它 形粒状及粒状集合体产出。方铅矿常旱脉状与闪锌 矿一起沿脉石矿物裂隙以及压碎的黄铁矿裂隙分 布，部分方铅矿交代黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿，方铅 矿与黄铁矿、闪锌矿共生密切；闪锌矿多以它形粒状 及粒状集合体产出，并多与方铅矿一起呈脉状沿脉 石矿物裂隙以及压碎的黄铁矿裂隙分布。部分闪锌 矿被方铅矿交代，闪锌矿与黄铜矿同期形成，闪锌矿 中常见乳滴状黄铜矿，铜锌矿物之问难以单体解离； 金属硫化矿中的黄铁矿形成时期较早，黄铁矿多以 自形、半自形粒状及粒状集合体产出，在矿石中多呈 压碎结构和脉状结构分布于脉石矿物裂隙中。黄铁 矿的晶隙和裂隙间常有方铅矿和闪锌矿充填，部分 黄铁矿被方铅矿交代；黄铜矿与闪锌矿同期形成，并 多呈乳滴状分布于闪锌矿中，少量黄铜矿呈脉状沿 脉石矿物裂隙分布或呈细粒浸染状分布于脉石矿物 中。石英是主要的脉石矿物，呈半自形到它形粒状、 板条状变品结构，并具有压碎结构，部分石英为隐晶 质。石英裂隙中有碳酸盐矿物和金属硫化物充填； 碳酸盐呈它形粒状集合体沿压碎的石英裂隙分布； 绢云母为斜长石蚀变的产物，呈鳞片变晶结构；磷灰 石呈自形、半自形粒状，在矿石中含量很少。 2 浮选试验 矿石中可回收的元素为金、银、铅、锌和硫。由 于矿石中的铅、锌和硫品位较高，浮选试验采用优先 浮选铅矿物、混合浮选锌硫矿物、锌硫分离的多金属 浮选分离流程。试验过程以铅锌为主要考察对象， 并综合考虑金银在铅锌中伴生回收效果。 2 ．1 磨矿细度试验 矿物的单体解离度是影响浮选指标的重要因 素，磨矿过粗则不能使矿物充分单体解离，而磨矿过 细又会产生大量次生矿泥恶化浮选条件，同时也造 成不必要的功耗浪费，两者都难以获得理想的选别 指标。因此，确定适宜的磨矿细度是非常必要的。 试验条件及流程见图l ，试验结果见表3 。 坂矿 药剂用量g ，k 下同 硫酸锌l 0 0 0 ，亚硫酸钠1 0 0 0 松醇油3 0 铅精矿尾矿 图l 试验流程及条件 F i g ．1E x p e r i m e n tn o w s h e e ta n dc o n d i t i o no fn 0 8 t a l i o n 表3 磨矿细度试验结果 ’I a b l e3 E x p e r i m e n t a lr e s u l t so fg r i n d i n gs i z e ／％ 由磨矿细度试验结果可以看出，随着磨矿细度 的提高，铅精矿中铅品位逐渐增加，锌品位先降后 升。而铅精矿中铅回收率先升后降，锌回收率逐渐 降低。当磨矿细度为一7 4 岬9 1 ．2 ％时，铅精矿中 铅回收率最高。而铅精矿中的锌品位最低。说明铅 锌矿物之间的解离越来越充分。但由于铅矿物较 脆，易于泥化，磨矿过细导致产率和回收率下降。综 合考虑，磨矿细度确定为一7 4 恤m 占9 1 ．2 ％。 2 ．2 抑制剂用量试验 万方数据 第2 期代淑娟等河北某矿石多金属综合回收浮选试验研究 2 1 1 闪锌矿的常用抑制剂为硫酸锌和亚硫酸钠⋯， 试验主要考察这两种药剂的配比和用量对闪锌矿的 抑制效果。同时，在磨矿细度试验中发现，矿浆p H 值较低 p H7 8 ，锌硫矿物上浮量较大，在本次条 件试验中适当增加氧化钙用量，使矿浆酸碱度保持 在p H9 1 0 。试验条件及流程见图1 ，试验结果见 表4 。 表4 抑制剂用量试验结果 T a b l e4E x p e r i m e n t a lr e 8 u l t so fd 0 8 a g eo fd e p r e 8 s o r／％ 由抑制剂用量试验结果可知，抑制剂用量增加， 锌在铅精矿中的分布趋于降低，大部分的锌矿物存 在于铅浮选尾矿中。根据试验结果，硫酸锌和亚硫 酸钠的用量均为1 0 0 0 9 ／t 较为适宜。 2 ．3 活化剂用量试验 铅浮选尾矿中的锌硫矿物由于受到抑制，在对 其进行浮选回收时，必须添加活化剂，才能充分回收 锌硫矿物。矿石中的锌硫矿物主要为闪锌矿和黄铁 矿，硫酸铜是锌硫矿物的有效活化剂，硫酸铜对锌硫 矿物的活化效果见表5 。试验流程见图2 。 表5 活化剂硫酸铜用量试验结果 T a b l e5 E x p e r i m e n t a l 他8 u l t so fd o s a g eo fa c t i v a t o r／％ 由表5 的试验结果可知，硫酸铜用量增加。锌硫 匾．芷 磨矿细度，上_ 灰1 小m 一7 4 mq I ．2 ％L ／ l 水玻璃Ⅲx I 硫酸锌l I xM J 亚硫酸钠1 0 0 0 铅粗邀l 己球黄药㈤．松肫油；1 4 m i n l 硫酸锌4 5 ‘x ，亚硫酸钠5 0 0 铅十I 选l 己丛越约； 1 ；松膊油2 f ’ 赢而_ _ 1 疏酸铜变量 锌硫柑选I 丁毡黄药㈤；松醇油2 0 图2 活化剂用量试验流程 F i g ．2E x p e r i m e n tn o w s h e e ta n dc o n d i t i o n o fd 0 8 a g eo fa c t i v a t o r 混合精矿回收率增加，当硫酸铜用量大于9 0 0 9 ／t 时，锌回收率不再增加，反而有所降低，这是因为硫 酸铜过量后与捕收剂作用，降低了捕收剂效果，同时 过量的硫酸铜对浮选泡沫的稳定性也有负面影 响旧’。确定硫酸铜的用量为9 0 0 9 ／t 。 2 ．4 浮选开路试验 通过以上条件试验可以看出，铅锌矿物的分选 效果较好，铅和锌硫的粗精矿品位较高，开路试验在 上述试验基础上进行。开路试验流程见图3 去掉 锌扫作业且没有返回 ，试验结果见表6 。 表6 浮选开路试验结果 T a b l e6 E x p e r i m e n t a lr e s u l t 8o fo p e n c i r c u “t e 8 t ／％ 浮选开路试验结果表明，试验取得了较好的分 选效果，铅、锌、硫精矿品位均较高。只是硫精矿中含 锌略高。 2 ．5 浮选闭路试验 在浮选开路试验取得较好指标的基础上，进行 浮选闭路试验。同时，针对开路试验中硫精矿含锌较 高、锌回收率略受影响的问题，在闭路试验中的锌硫 分离回路增加一次锌扫选。浮选闭路试验流程见图 万方数据 2 1 2有色金属第6 3 卷 3 ，试验结果见表7 。 l 石灰1 4 0 0 o 磨矿细度9 l - 2 ％一7 4 岬 r 水玻璃I { 删} 硫酸锌1 0 0 0 ．哑硫酸钠l 0 0 l 已慕靖药8 0 铅粗选松醇油Ⅲ 石灰舢x l ’硫酸锌2 x 产 硫酸锌5 0 0 ．亚硫酸钠5 0 0 亚硫酸钠2 l x ’ 譬f } 精选一钻} I 选已荩黄药3 0 ，松醇油2 0 2 m j n 2 m i n ／一、 铅精选二 中矿2 中矿l 厂1 、 2 m l n，硫酸铜叫M l l中矿3 锌硫杆i 选 J ‘J 占茧药川，松醇油2 0 铅精矿 锌硫精选一4 m l n 硫酸铜“x l ■锌硫{ 1 选丁坫美药3 1 ．松醇油1 0 锌硫精选f ．{ m m{ m i n 、 响1 1 中矿5中矿4厂、 石灰“H l ‘ 中矿6 锌硫分离r 屋矿 { m l n { ，；选『石灰{ I x l ．丁基黄药2 0 l2 m m ／斗、 ’t 锌精矿金 硫 精矿 图3 浮选闭路试验流程 F i g ．3E x p e r i m e n t a ln o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e 8 t 表7 浮选闭路试验结果 T a b l e7 E x p e r i m e n t a lr e s u l t so fc l o s e d c i r c u “t e s t ／％ 产品 产率 品位叫收率 名称 ’ P b z nsA u ‘ A g ‘ P bz nsA u A g 铅精矿 2 ．8 0 6 1 ．5 0 4 ．9 2 3 0 ．7 I4 3 91 3 9 08 9 ．6 99 ．5 72 1 ．1 45 2 ．5 68 2 ．3 7 锌精矿 2 ．5 6 2 ．0 54 5 ．2 03 7 ．6 23 6 ．71 1 52 ．7 38 0 ．3 62 3 ．醯4 ．0 26 ．2 3 金 硫 精矿2 ．5 8 O ．9 82 ．1 94 5 ．6 03 “5 I ．41 ．3 23 ．9 22 8 ．9 34 0 ．1 62 ．8 I 尾矿 9 2 ．0 6O ．1 3O ．1 01 ．1 6O ．8 34 ．4 l6 ．2 66 ．1 52 6 ．2 53 ．2 68 ．5 9 原矿 1 0 0 ．O1 ．9 21 ．4 44 ．0 72 3 ．44 7 ．2 51 0 0 ．Ol ∞．0l o o ．O1 0 0 ～1 0 0 ．O 注} 单位为l O 一6 ∥t 由浮选闭路试验结果可知，该铅锌金矿矿石中 的铅、锌、硫矿物浮选分离效果较好，所获得的铅、 锌、硫精矿品位较高，尤其是铅精矿，不仅铅品位较 高，而且金银品位较高，金银品位分别达到4 3 9 9 ／t 和1 3 9 0 9 ／t ，铅精矿中金银的回收率分别为5 2 ．5 6 ％ 和8 2 ．3 7 ％。锌硫分离后得到的硫精矿，由于金品 位达到3 6 4 9 ／t ，金的价值已经远远超过硫的价值，因 此，该精矿应称为金精矿，其中金的回收率达到 4 0 ．1 6 ％。 金在铅精矿和金 硫 精矿中的总回收率为 9 2 ．7 2 ％，金在锌精矿中不属于计价元素。银在三个 精矿产品中均为计价元素，银的总回收率为 9 1 ．4 l ％。 2 ．6 精矿质量分析 铅精矿、锌精矿和金精矿质量分析结果见表8 。 表8 铅、锌、金精矿质量分析 T a b l e8 A n a l y s i s 陀s u l to f l e a d ．z i n c ．9 1 0 dc o n c e n t 强t e ／％ 注金精矿中金、银含量分别为3 6 4 吕／t 和5 1 ．4 占／l 。 万方数据 第2 期代淑娟等河北某矿石多金属综合回收浮选试验研究 2 1 3 铅、锌精矿质量符合国家有色金属行业Y S ／ T 3 2 0 1 9 9 7 标准三级品要求‘3 1 。金精矿品位较高 特级金精矿金品位不小于3 6 0 9 ／t ，但精矿中砷含 量大于0 ．1 ％，金精矿质量符合金精矿质量标准三 级品要求。 3结语 1 河北某铅锌金矿为多金属硫化物含金矿石， 矿石中的金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿和黄铁矿。 以及少量的黄铜矿和纤铁矿。脉石矿物主要是石 英、碳酸盐、绢云母和少量的磷灰石。矿石中的金品 位较高，其中的铅、锌、硫元素含量也达到了综合利 用的水平，因此，该矿石的综合利用价值较高。 2 金属硫化矿多以不均匀细粒分布于脉石矿 物的裂隙中，形成细脉状和浸染状结构，金属矿物与 脉石矿物共生密切。矿石中的金属硫化物形成时期 参考文献 不同，后期形成的矿物充填在先期形成的矿物晶隙 或裂隙中，并交代先期形成的金属矿物，形成复杂的 共生关系。同期形成的矿物则以固溶体分离形式紧 密共生。 3 浮选试验结果表明，浮选法不仅可以获得较 高的金银回收率，分别为9 2 ．7 2 ％、9 1 ．4 1 ％。铅锌 的回收效果也较为理想，铅、锌精矿铅、锌品位分别 为6 1 ．5 0 ％、4 5 ．2 0 ％，回收率分别为8 9 ．6 9 ％、 8 0 ．3 6 ％。 4 岩矿鉴定中没有发现金矿物。因此，不能判 明金矿物的赋存状态。但金在铅锌及硫 金 精矿 中的总浮选回收率达9 6 ％以上，在铅精矿及硫精矿 中达9 2 ％以上。说明金与可浮性好的硫化物关系 密切，且以赋存于方铅矿及黄铁矿为主。有关金的 赋存状态有待于今后做详细的研究。 [ 1 ] 魏德洲．固体物料分选学[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 8 ，l O ． [ 2 ] 朱建光．浮选药剂[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 3 ，4 ． [ 3 ] 矿产资源综合利用手册编辑委员会．矿产资源综合利用手册[ M ] ．北京科学出版社，2 0 0 0 ． T h eE x p e r i m e n tS t u d yo nR e c o V e r i n gM u l t i - m e t a l sb yF I o t a t i o nf r o mAo r ei nH e b e i D ，肌Ⅱ扣n 1 ，Ⅳ￡，办f g n 昭2 。肼E ，v Ch - 叮u n 3 ，删，￡￡．m e r 1 ．S c ．I I ∞f 旷尺部D 址r c e s ＆E 舢i 阳n m e n t ，胁6 e iu n 眈r s 砂矿＆如，I c e 口n dn 如加如g y ，死，咿I | l 口厅 k 6 西0 6 3 0 0 9 ，C J l i n 口； 2 ．S c I I l o D fD ，胁D u r c ∞肌dC 如订E 昭f 脚“n g ，纨I D n i 增c ，n 觇r s 蚵矿S c 曲，I c e 口，l dn c | I l 加上0 影， 邶| I l 口nL 诅D ，l i ，l g1 1 4 0 5 l ，c i M ； 3 ．，眦m 附e 旷肘e 矧R ∞e 口阳| I l ，C I | l f n ∞e ∞d e m ，，旷．s c 如，哪，s 肌妒n gl 1 0 0 1 6 ，c ．I I f 加 A b s t r a c t T h em 8 i nm e t a lm i n e m li nao r e si 8g a l e n a ，s p h a l e r i t ea n dp y r i t e ，m a i ng a n g u em i n e r a li 8q u a r t z ，c a r b o n a t e ， 8 e r i c i t ea n dal i t t l ea p a t i t e ．T h er e c o V e r i n ge l e m e n ti nao r ei sl e a d ，z i n c ，g o l da n ds i l l v e r ．T h en o w s h e e to fn o a t a t i n g l e a dp r i o r i t y ，m i x i n gn o t a t i o no fz i n ca n ds u l f u r ， s e p a r a t eo fz i n ca n d8 u l f u r ， f e a s i b l em e d i c a m e n tc o n d i t i o ni 8 a d o p t e d ．T h eb e t t e r i n d e xo fg r a d eo fl e a dc o n c e n t m t eb e i n g6 1 ．5 0 ％，陀c o v e r yb e i n g8 9 ．6 9 ％， g m d eo fz i n c c o n c e n t r a t eb e i n g4 5 ．2 0 ％，r e c o V e r rb e i n g8 0 ．3 6 ， g r a d eo fg o l d c o n c e n t r a t eb e i n g3 6 4g ／t ，r e c o v e r yb e i n g 4 0 ．1 6 ％，t o t a l 陀c o v e r yo f n b t a t i o no fg o l db e i n g9 2 ．7 2 ，t o t a lr e c o V e r ro f n o t a t i o no f8 i l l v e rb e i n g9 1 ．4 1 ％w e r eg o t o nt h ec o n d i t i o no fc r u d eg r a d ew e r eP b1 ．9 2 ％，Z n1 ．4 4 ％，A u2 3 ．4g ／t ，A g4 7 ．2 5g ／tr e p e c t i v e l y ． K e y w o r d s n o a t a t i n gl e a dp r i o r i t y ；m i x i n gn o t a t i o no fz i n ca n ds u l f u r ；i n t e g r a t i o nr e c o v e r y ；c o - e x i 8 t 责任编辑朱穗玲 万方数据