广西某低品位硫氧混合型铅锌矿选矿工艺.pdf
2 0 1 7 年第4 期有色金属 选矿部分 3 1 d o i l O .3 9 6 9 /j .i s s n .1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 4 .哪 广西某低品位硫氧混合型铅锌矿选矿工艺 肖骏1 ,董艳红1 ,张笃2 ,刘兵2 ,陈代雄1 ,苏振华2 1 .湖南有色金属研究院复杂铜铅锌共伴生金属资源综合利用湖南省重点实验室,长沙4 1 0 1 0 0 ; 2 .广西中金岭南矿业有限责任公司,广西来宾5 4 5 9 0 0 摘要在工艺矿物学研究的基础上针对广西某大型低品位硫氧混合型铅锌矿进行了选矿工艺研究。结果表明,矿石中 的方铅矿属于细粒嵌布,与闪锌矿、黄铁矿相互交代连生,且有部分氧化和泥化,采用优先浮铅一活化浮锌的工艺流程依次获 得铅精矿、锌精矿。全流程闭路试验得到含铅5 2 .1 3 %、锌3 .1 5 %,铅回收率为6 1 .3 6 %的铅精矿和含锌5 1 .6 0 %,锌回收率为 9 0 .0 4 %的锌精矿。 关键词硫氧混合型铅锌矿;铅锌分离;捕收剂;低品位 中图分类号T D 9 5 2 ;T D 9 2 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 4 - 0 0 3 1 - 0 5 B e n e f i c i a t i o no faL o w - g r a d eP b - Z nS u l f i d e - o x i d i z e dM i x e dO r ei nG u a n g x i X I A OJ u n 7 ,D O N GY a n h o n g 。,Z H A N GD u 2 ,L I UB i n 2 ,C H E ND a i x i o n g 。,S UZ h e n h u a 2 fJ .H u n a nP r o v i n c i a lK e yL a b o r a t o r yf o rC o m p l e xC o p p e rL e a dZ i n cA s s o c i a t e dM e t a lR e s o u r c e sC o m p r e h e n s i v e U t i l i z a t i o n ,H u n a nR e s e a r c hI n s t i t u t ef o rN o n - f e F F O I I 龉M e t a l s ,C h a n g s h a4 1 0 1 0 0 1 ,C h i n a ; 2 .G u a n g x iZ h o n g j i nL i n g n a nl i m n i n gC o .,L t d .,L a i b i nG u a n g x i5 4 5 9 0 0 ,C h i n a A b s t r a c t B e n e f i c i a t i o no fal a r g e s c a l el o wg r a d eP b Z ns u l f i d e o x i d i z e dm i x e do r ei nG u a n g x ip r o v i n c e b a s e do nm i n e r a l o g ys t u d yw a sc o n d u c t e d .T h er e s u l t ss h o wt h a tt h eg a l e n am i n e r a l sa r ef i n e p a r t i c l ee m b e d d i n g m i n e r a l s ,a n dt h eg a l e n as p h a l e r i t ea n dp y r i t ea r ec l o s e l yc o e x i s t i n gw i t he a c ho t h e r ,m o r e o v e r ,t h eo r ei sp a r t i a l l y o x i d i z e da n dm u d e d .T h es t u d ya d o p t e dt h et e c h n o l o g i c a lp r o c e s si n c l u d i n gp b - p r e f e r e n t i a lf l o t a t i o n z i n ca c t i v a t i o n f l o t a t i o nt oa c h i e v eg a l e n ac o n c e n t r a t ea n dz i n cc o n c e n t r a t e .T h er e s u l t so fw h o l ep r o c e s st e s ta r ea sf o l l o w s g a l e n a c o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g5 2 .1 3 %P ba n d3 .1 5 %Z nw i t ht h eg a l e n ar e c o v e r yr a t eo f6 1 .3 6 %,z i n c ec o n c e n t r a t e c o n t a i n i n g51 .6 0 %Z nw i t hz i n cr e c o v e r yr a t eo f9 0 .0 4 %. K e yw o r d s s u l f i d e o x i d i z e d ;P b - Z nm i x e do r e ;l e a d z i n cs e p a r a t i o n ;c o l l e c t o r ;l o w e - g r a d e 随着我国易采选、高品位的铅锌矿资源开发殆 尽,难处理、低品位的铅锌矿资源的开发愈发引起我 国矿业工作者的重视。3J 。其中,硫氧混合型铅锌 矿资源普遍存在着矿物种类繁多,矿石性质多变, 铅、锌矿物与脉石矿物共、嵌生关系复杂等特点HJ , 自然界中的方铅矿在风化、淋蚀作用下,首先生成可 溶盐类的铅矾 P b S O 。 或铅铁矾矿物,再演变以碳酸 铅为主的白铅矿矿物,所以自然界中大部分的氧化 率不高的硫氧混合型铅锌矿中的铅矿物除了方铅矿 外主要为可溶盐铅矿物,这增大了铅锌浮选及分离 的难度“ 。6 j 。广西某低品位硫氧混合型铅锌矿位于 大瑶山西侧铅锌多金属成矿带南段,产于下泥盆统 上伦白云岩层间破碎带中,是广西重要的铅锌矿床 之一,具有较高的综合利用价值“ J 。该硫氧混合型 铅锌矿矿石种类繁杂,原矿中的铅、锌品位较低,且 有部分氧化和泥化,矿石中的铅的主要氧化矿物为 铅矾,选矿回收难度较大,本文针对该硫氧混合型铅 锌矿的矿石特性,采用优先浮铅工艺处理该矿石哺3 , 着重考察铅锌浮选流程中浮选药剂对铅锌浮选指标 的影响。 1 原矿工艺矿物学研究 1 .1 原矿的化学组成及矿物组成 原矿矿石为暗灰色,可见块状及浸染状构造。 经偏光显微镜、扫描电镜及x 射线衍射分析等综合 研究查明,原矿中主要金属矿物为方铅矿、闪锌矿、 黄铁矿,其次为褐铁矿、灰硫锑铅矿等,脉石矿物主 要为白云石、方解石、云母等,以及少量的石榴子石、 基金项目广西重点研发计划资助 桂科A B l 6 3 8 0 2 7 0 收稿日期2 0 1 7 - 0 1 - 0 6修回日期2 0 1 7 - 0 5 - 1 9 作者简介肖骏 1 9 8 7 . ,男,湖南衡阳人,硕士,工程师,主要从事选矿工艺研究和选矿厂现场技术管理工作。 万方数据 3 2 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第4 期 石英、高岭土、透辉石、角闪石等。矿石多元素分析 结果如表1 所示。矿石中的主要矿物组成及含量如 表2 所示。 表1 T a b l e1 1 .2 铅锌的赋存状态及主要目的矿物的嵌布特征 对矿石中的铅、锌物相分析,得到铅、锌金属赋 存及分配状态如表3 所示。 原矿多元素分析结果 M u l t i e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fr u n o f - m i n eo r e/% 物相硫化铅中铅铅矾中铅碳酸铅中铅氧化铅中铅总铅硫化锌中锌 针铁尖晶石中锌氧化物中锌其它总锌 由表1 到表3 可看出,矿石中主要的目的矿物 为方铅矿和闪锌矿,在镜下对这两种矿物进行粒度 分析如表4 所示。 表4矿石中主要金属矿物嵌布粒度 T a b l e4D i s s e m i n a t i o ns i z eo fm a i nm e t a lm i n e r a l s /% 些竺坌塑皇墨盐坌塑圣坌塑皇墨盐坌塑皇 1 5 0O03 .4 3 .4 1 5 0 1 0 55 .65 .61 0 .3 1 3 .7 1 0 5 7 41 2 .61 8 .21 3 .9 2 7 .6 7 4 5 22 4 .54 2 .72 3 .3 5 0 .9 5 2 3 72 8 .36 1 .03 4 .58 5 .4 3 7 1 92 6 .68 7 .67 .49 2 .8 一1 91 2 .4l o o .O7 .21 0 0 .O 由表4 可以看出,矿石中方铅矿属于微细粒嵌 布的范畴,闪锌矿属于中细粒嵌布的范畴。在镜下 观测,矿石中的方铅矿与闪锌矿紧密连生,部分方铅 矿沿闪锌矿颗粒边沿的张性裂隙充填交代,并有少 量方铅矿沿胶态闪锌矿和黄铁矿的碎裂缝充填交 代,呈不规则粒状或脉状分布,方铅矿的嵌布粒径 1 ~5 0 “m 。闪锌矿主要有以下两种嵌布方式1 闪 锌矿与黄铁矿关系密切,闪锌矿沿微晶黄铁矿碎裂 缝充填交代,闪锌矿中常含微粒黄铁矿;2 闪锌矿呈 自形晶粒状分布在白云石中,且有微晶黄铁矿伴生 其间,有时见闪锌矿含有微细的方铅矿、黄铁矿或石 英包裹体,闪锌矿粒径介于1 ~5 0 仙m 。 1 .3 影响选矿的工艺矿物学因素 选矿回收的目的矿物方铅矿嵌布粒度属于微细 粒嵌布,同时参考铅的物相分析,铅的主要赋存状态 为硫化矿,其分布率为5 9 .7 0 %,但该矿石中的铅有 部分氧化,赋存在铅矾中的铅占到了2 5 .3 8 %,这部 分的铅使用常规的选矿方法难以得到回收;锌的赋 存状态主要为可浮性较好的闪锌矿,分布率为 8 5 .1 1 %,锌的理论回收率为9 6 .1 2 %;方铅矿及闪锌 矿连生较复杂,多为富连生或包裹关系,且部分连生 颗粒内部包裹密集的细片状或柱状脉石而被细化, 常规磨矿方法很难将方铅矿解离,为方铅矿选矿的 难点‘9 | 。 2 试验研究及结果讨论 2 .1 铅优先浮选条件试验 2 .1 .1 铅粗选磨矿细度对铅浮选的影响 由工艺矿物学分析可知,该硫氧混合型铅锌矿 中的方铅矿与闪锌矿连生关系较为复杂,且方铅矿 矿物嵌布粒度微细,所以为了提高方铅矿解离度,降 低铅精矿的锌互含,需在铅粗选时细磨。同时该铅 万方数据 2 0 1 7 年第4 期肖骏等广西某低品位硫氧混合型铅锌矿选矿工艺3 3 锌矿有一定的泥化,如磨矿细度过细时,会有部分次 生泥质产生进入浮选矿浆溶液当中,不利于后续浮 选的稳定性[ 1 0 1 ,所以需要严格控制铅粗选入选细 度。铅粗选磨矿细度条件试验流程如图1 所示,所 得结果如图2 所示。 量单位g /t ; 浮选时间单位m 变量 ,亚硫酸钠10 0 0 M I B C1 5 铅粗精矿尾矿 图1铅粗选磨矿细度条件试验流程 F i g .1 F l o w s h e e to fg r i n d i n gf i n e n e s sc o n d i t i o n t e s ti n l e a d r o u g h i n g 2 0 1 8 1 6 枣 g1 4 焉1 2 1 0 8 6 5 56 06 57 07 5 7 4 m 含量/% 6 0 5 0 蓬 4 0 篓 三 3 0 慕 2 0 1 0 图2 粗选磨矿条件条件试验结果 F i g .2 R e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s sc o n d i t i o nt e s t 表5 T a b l e5 由图2 可看出,随着磨矿细度的增大,铅粗精矿 的金属品位和回收率均明显增大,当磨矿细度为 一7 4 “m 占7 0 .0 1 %时,铅粗精矿铅品位为1 6 .0 1 %, 粗选铅回收率6 0 .1 2 %,同时铅粗精矿中的锌品位和 回收率也随细度的增大而降低,表明磨矿细度越大, 铅锌连生体解离就越充分,当磨矿细度大于7 0 .0 1 % 时,矿石中出现了过磨现象,铅粗精矿品位和回收率 出现了明显下降,所以,铅粗选磨矿最适细度为一7 4 斗m 占7 0 .0 1 %。 2 .1 .2 铅粗选捕收剂对铅浮选的影响 由铅物相分析可知,该低品位硫氧混合型铅锌 矿中硫化铅含量仅占总铅的5 9 .7 0 %,约有2 5 %的 铅赋存在铅矾和碳酸铅矿物当中,在矿浆中,铅矾不 能被硫化钠硫化,同时该铅锌矿中的黄铁矿易被硫 化钠重新活化,不利于后续铅精矿产品的产出。现 阶段针对高铅矾铅锌矿物的回收,一类方法是加入 大量的捕收剂,通过重拉方式提高铅的总回收率,另 一类是研究开发出对铅矾矿物也具有一定捕收效果 如A e r o f l o a t2 4 2 的捕收剂川。本研究对比了几种捕 收剂对本矿石中的铅矿物的捕收效果,捕收剂种类 条件试验流程如图l 所示,固定粗选磨矿细度为 一7 4 斗m 占7 0 .0 l %,所得结果如表5 所示。 由表5 可看出,采用组合捕收剂较单用乙硫氮 作为铅粗选捕收剂的条件下铅粗精矿铅回收率有明 显提高,当捕收剂组合为乙硫氮 异丙基黄药时,在 捕收剂用量相同的条件下,铅粗精矿回收率最高,所 以铅粗选最适合捕收剂组合为乙硫氮 异丙基 黄药。 铅粗选捕收剂种类条件试验结果 C o l l e c t o r ’St y p ec o n d i t i o nt e s tr e s u l t so fl e a d r o u g h i n g /% 一 万方数据 3 4 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第4 期 2 .1 .3 铅粗选石灰对铅浮选的影响 铅浮选过程中需加入适量的石灰调浆,一方面 在高碱度条件下在黄铁矿表面生成F e O H ,等亲 水性的胶体抑制黄铁矿的上浮,同时在碱性条件下 可与Z n S O 。生成H Z n 0 2 - 降低闪锌矿的可浮性‘1 2 | 。 但过量的石灰易造成管道垢结,所以进行了石灰用 量条件试验如图l 所示,固定粗选磨矿细度为一7 4 “m 占7 0 .0 1 %,粗选铅捕收剂为乙硫氮 异丙基黄 药,用量为1 0 0 2 5g /t ,以石灰用量为变量,所得结 果如图3 所示。 图3 石灰用量条件试验结果 F i g .3 R e s u l t so fl i m ed o s a g et e s t 由图3 可看出,随着石灰用量的增大,铅精矿中 铅品位逐步上升,同时铅精矿中锌品位和回收率明 显下降,表明矿浆中的黄铁矿和闪锌矿受到了明显 的抑制,当石灰用量增大至3 .6k g /t 时,再增大石灰 用量时,铅精矿品位上升幅度很小,同时铅精矿回收 率有所下降,此时部分黄铁矿、闪锌矿与方铅矿的细 粒连生体也受到了石灰的抑制,综合考虑铅的回收 率,确定铅粗选最适石灰用量为3 .6k g /t 。 2 .2 锌浮选条件试验 锌浮选给矿为铅浮选闭路尾矿,铅浮选闭路为 一次粗选、四次精选、两次扫选,中矿按顺序返回,继 而产出一个铅精矿产品和铅尾矿。铅浮选闭路试验 指标为铅精矿含铅5 2 .1 3 %、锌3 .1 5 %,铅精矿中铅 的回收率为6 1 .3 6 %,损失在铅精矿中的锌的回收率 为0 .6 5 %。该指标表明,铅循环中铅锌分离效果较 好,只有很少量的锌金属进入至铅精矿产品当中,为 后续锌浮选奠定了良好的基础。锌浮选过程中需要 加入对闪锌矿有活化效果的硫酸铜,其可在闪锌矿 表面生成可浮性极好的类似铜兰、辉铜矿的活化产 物,有效提高闪锌矿的可浮性3 I ,锌粗选硫酸铜用 量条件试验流程如图4 所示 图中给矿为铅浮选闭 路尾矿 ,所得结果如图5 所示。 台矿 锌卡f l 精神“尾仃‘ 图4 硫酸铜用量条件试验流程 F i g .4 F l o w s h e e to fd o s a g eo fc u p r i cs u l f a t e 图5 硫酸铜用量条件试验结果 F i g .5 R e s u l t so fc u p r i cs u l f a t ed o s a g et e s t 由图5 可看出,随着硫酸铜用量的增大,锌粗精 矿锌品位和回收率明显上升,说明硫酸铜可有效活 化被硫酸锌抑制的闪锌矿,当硫酸铜用量为5 0 0g /t 时,锌粗精矿中的锌品位达到了峰值,继续增大硫酸 铜用量时,锌品位有所下降,锌作业回收率几乎没有 上升,这是由于过量的硫酸铜对黄铁矿也有活化作 用,部分黄铁矿进入锌精矿之中,致使锌品位下降, 所以锌粗选最适合硫酸铜用量为5 0 0g /t 。 2 .3 小型闭路试验 在铅、锌条件试验的结果上开展了该低品位硫 氧混合型铅锌矿小型闭路试验,试验流程如图6 所 示。全流程为在磨矿细度为一7 4 斗m 占7 0 .0 l %的 条件下优先浮选铅一铅尾矿活化浮选锌的工艺流 程,其中铅循环为一次粗选、四次精选、两次扫选,锌 循环为一次粗选、三次精选、两次扫选,各作业中矿 顺序返回的方式依次产出铅精矿、锌精矿和浮选尾 矿,小型闭路试验指标如表6 所示。 眦变药 一 . ,铜黄 一灰酸基 离 万方数据 兰Q 生箜兰塑 肖 骏等广西某低品位硫氧混合型铅锌矿选矿工艺 .3 5 . 件m 汀 图6 全流程闭路试验流程 F i g .6 F l o w s h e e to fw h o l ec l o s e d - c i r c u i tt e s t T 表6 a b l e6R e s u l t 全流so fw 醐h o l e 路试c l o s e 慧dc i r 果c u i tt e s t/%3 结论 一 /% 。 7 9 “。 由表6 可看出,全流程闭路小型试验可得到含 铅5 2 .1 3 %、锌3 .1 5 %,铅回收率为6 1 .3 6 %的铅精 矿和含锌5 1 .6 0 %,锌回收率为9 0 .0 4 %的锌精矿。 铅、锌精矿产品互含很低,表明铅锌分离有很高的效 率,但铅精矿回收率较低,这是由于该硫氧混合铅锌 矿中的铅矿物有一定的氧化,主要的氧化产物为可 溶性的铅矾、铅铁矾矿物,该部分铅氧化物很难回 收,锌精矿中锌回收率达到了9 0 %以上,接近锌的理 论最大回收率。 1 广西某低品位硫氧混合型铅锌矿属于典型的 难处理、低品位铅锌矿床,其矿石种类繁杂,主要可 回收元素为铅 0 .6 7 % 、锌 3 .7 6 % 和伴生银 2 0 .1 0s i t 。原矿矿石有部分氧化和泥化,其中铅 氧化物主要为难浮选的铅矾、铅铁矾矿物,致使该硫 氧混合型铅锌矿选矿难度较大; 2 通过对工艺矿物学研究结果分析结合试验研 究,确定了优先浮铅一活化浮锌的工艺流程在磨矿 细度在一7 4 斗m 占7 0 .0 1 %条件下,采用石灰调浆, 硫酸锌 亚硫酸钠作为闪锌矿的抑制剂,捕收剂为 乙硫氮 异丙基黄药浮选方铅矿,铅循环为一次粗 选、四次精选、两次扫选,铅尾矿采用硫酸铜活化锌 矿物,如此依次产出铅精矿、锌精矿。 3 针对该低品位硫氧混合型铅锌矿拟定的工艺 下转第9 8 页 万方数据 9 8 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第4 期 吸附更稳定。而季胺类捕收剂其头基空间位阻大, 倾斜吸附在六元环中,形成氢键的能力差,所以吸附 稳定性不如D D A 。 结合试验和模拟发现,伯胺类捕收剂相比季胺 类捕收剂能更有效地减弱白云母表面的亲水性,是 因为伯胺类捕收剂头基与白云母表面六元环形成氢 键的能力强于季胺盐,氢键的形成使伯胺盐的吸附 更稳定,稳定的吸附结构有利于矿物浮选,所以伯铵 盐的作用效果相比季铵盐更好。 参考文献 [ 1 ] N I S H I M U R AS ,S C A L E SPJ ,B I G G SS ,e ta 1 .A n E l e c t r o k i n e t i c S t u d y o ft h e A d s o r p t i o n o f D o d e c y l A m m o n i u mA m i n eS u r f a c t a n t sa tt h eM u s c o v i t eM i c a W a t e rI n t e r f a c e [ J ] .L a n g m u i r ,2 0 0 0 ,1 6 2 6 9 0 - 6 9 4 . 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[ 8 ] O D E L I U SM ,B E M A S C O N IM ,P A R R I N E L L OM .T w o d i m e n s i o n a li c ea d s o r b e do nm i c as u r f a c e [ J ] .P h y s i c a l R e v i e wL e t t e r s ,1 9 9 7 ,7 8 1 4 2 8 5 5 - 2 8 5 8 . [ 9 ] H E I N ZH ,H I L M A RK ,K E L L YLA ,e ta 1 .F o r c ef i e l df o r m i c a - t y p es i l i c a t e sa n dd y n a m i c so fo c t a d e e y l a m m o n i u m c h a i n sg r a f t e dt om o n t m o r i U o n i t e [ J ] .C h e m i s t r yo fM a t e r i a l s 2 0 0 5 ,1 7 2 3 5 6 5 8 - 5 6 6 9 . [ 1 0 ] H E I N ZH ,R I C H A R DAV ,F A R M E RB .I n t e r a c t i o n e n e r g ya n ds u r f a c er e c o n s t r u c t i o nb e t w e e ns h e e t so fl a y e r e d s i l i c a t e s [ J ] .n eJ o u m a lo fC h e m i c a lP h y s i c s2 0 0 6 ,1 2 4 2 2 2 2 4 7 1 3 - 2 2 4 7 2 1 . [ 1 1 ] H E I N ZH ,S U T E RUW .A t o m i cc h a r g e sf o rc l a s s i c a l s i m u l a t i o n so fp o l a rs y s t e m s [ J ] .弧eJ o u r n a lo fP h y s i c a l C h e m i s t r yB2 0 0 4 ,1 0 8 4 7 1 8 3 4 1 1 8 3 5 2 . [ 1 2 ] A G R Y R I SD ,T U M M A L ANR ,S T R I O L OA ,e ta 1 . M o l e c u l a rs t r u c t u r ea n dd y n a m i c si nt h i nw a t e rf i l m sa tt h e s i l i c aa n dg r a p h i t es u r f a c e s [ J ] .T h eJ o u r n a lo f P h y s i c a l C h e m i s t r yC2 0 0 8 ,1 1 2 3 5 1 3 5 8 7 1 3 5 9 9 . 上接第3 5 页 全流程闭路试验指标为铅精矿含铅5 2 .1 3 %、锌 3 .1 5 %,铅回收率为6 1 .3 6 %,锌精矿含锌5 1 .6 0 %, 锌回收率为9 0 .0 4 %。 参考文献 [ 1 ] 肖巧斌.某难选复杂铅锌矿石选矿工艺研究[ J ] .有色金 属 选矿部分 ,2 0 1 0 3 1 1 .1 1 . [ 2 ] 赵福刚.我国铅锌矿选矿技术现状[ J ] .有色矿冶, 2 0 0 7 ,2 3 6 2 0 - 2 5 . [ 3 ] 罗仙平,邱廷省,胡玖林,等.某复杂铅锌硫化矿选矿工 艺试验研究[ J ] .有色金属 选矿部分 ,2 0 0 3 4 1 - 3 . [ 4 ] 刘杰,纪军,孙体昌,等.某复杂难选铅锌多金属硫 化矿选矿试验研究[ J ] .有色金属 选矿部分 ,2 0 1 0 2 1 3 1 6 . [ 5 ] 曾茂青,乐智广,孙玉秀.高铅矾的氧化铅矿选矿工艺 研究[ J ] .矿产综合利用,2 0 1 3 1 3 4 .3 9 . 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