宝山铅锌矿抑制剂作用研究.pdf

5 8 有色金属 选矿部分2 0 1 1 年第5 期 D O I 1 0 ．3 6 3 9 ／j ．i s s n l 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 11 ．0 5 ．0 1 6 宝山铅锌矿抑制剂作用研究 祁忠旭，陈代雄，杨建文，刘锡桂 湖南有色金属研究院，长沙4 1 0 0 1 5 摘要对宝山铅锌矿选矿的试验研究发现，在磨机中加入硫化钠调节矿浆电位，增加方铅矿与闪锌矿的口r 浮性差 异，同时混合使用组合抑制剂硫酸锌和碳酸钠抑制闪锌矿，达到铅锌分离的目的。该组合药剂取代宝I l J 铅锌选矿厂原有的 氰化物浮选，实现了高效清洁生产。获得铅精矿含铅5 5 ．0 7 ％、铅同收率9 5 ．7 5 ％，锌精矿含锌5 5 ．6 2 ％、锌回收率9 6 ．0 6 ％的 良好指标。这一研究成果使电化学调挎捕收剂诱导浮选在生产实践中成功应用迈出重要的一步。 关键词方铅矿；闪锌矿；诱导浮选；电位调控；抑制剂；浮选 中图分类号T D 9 2 3 ．1 4 文献标识码A文章编号1 6 1 7 9 4 9 2 2 0 1 1 0 5 - 0 0 5 8 - - 0 4 R e s e a r c ho nt h eE f f e c t so fl n h i b i t o r so nL e a ‘h i n cO r ef r o mB a o s h a n e zZ h o n g x u ，C H E ND a i x i o n g ，Y A N GJ i a n w e n ，L I UX i g u i H u n a nR e s e a r c hI n s t i t u t eo fN o n f e r r o u sM e t a l s ，C h a n g s h a4 1 0 0 1 5 ，C h i n a A b s t r a c t B a s e do nt h ee x p e r i m e n t a ls t u d yo nl e a d - z i n co r ef r o mB a o s h a n ，i ti Sd i s c o v e r e dt h a ta d d i n g s o d i u ms u l f i d et ob a l lg r i n d e rt oa d j u s tp u l pp o t e n t i a la n di n c r e a s et h ef l o a t a b i l i t yd i f f e r e n c eb e t w e e ng a l e n aa n d s p h a l e r i t et o g e t h e rw i t hu s i n gc o m b i n e dd e p r e s s a n t so fz i n cs u l f a t ea n ds o d i u mc a r b o n a t et or e s t r a i nz i n cc a ns a t i s f y t h ep u r p o s eo fl e a da n dz i n cs e p a r a t i o n ．T h ec o m b i n e dd e p r e s s a n th a sr e p l a c e dt h ep r e v i o u sc y a n i d ef l o t a t i o n ， a c h i e v i n ge 佑c i e n ta n dc l e a np r o d u c t i o n ．G o o di n d e x e sa r eo b t a i n e dw i t h l e a dc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g5 5 ．0 7 ％ l e a d ，l e a dr e c o v e r yo f9 5 ．7 5 ％。z i n cc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g5 5 ．6 2 ％，z i n ca n dz i n c ，r e c o v e r y9 6 D 6 ％．T h er e s e a r c h r e s u l t sp r o m o t et h eS u c c e s s f u la p p l i c a t i o no fe l e c t r o c h e m i c a lr e g u l a t i o no fc o l l e c t o ri ni n d u c t i o nf l o t a t i o n ． K e yw o r d s g a l e n a ；s p h a l e r i t e ；i n d u c t i o nf l o t a t i o n ；p o t e n t i a lr e g u l a t i o n ；i n h i b i t o r s ；f l o t a t i o n 在对方铅矿一硫化钠一磨矿体系的浮选过程中 发现，将硫化钠[ - ] 加入常规磨机中，磨矿造成的 矿浆电位正适于方铅矿浮选的矿浆电位，同时加入 硫酸锌与碳酸钠通过药剂作用达到抑制闪锌矿的目 的。试验表明，通过电位调控，使方铅矿表面产生 元素硫E 2 J ，并配以黄药类捕收剂，可实现方铅矿 与闪锌矿、黄铁矿的有效分离。该工艺不仅提高选 矿指标，而且取代现场的抑制剂氰化钠，大幅度降 低药剂成本，且对环境无污染，从而使电化学调控 浮选在生产实践中成功应用迈出重要的一步。 1 试样及试验方法 试验矿样取自湖南宝山铅锌矿，矿石中有用矿 物以闪锌矿、黄铁矿为主，次为方铅矿，脉石矿物 主要为白云石、高岭石和方解石等。原矿多元素分 析结果见表1 。 矿浆电位用光亮铂电极和饱和甘汞电极组成的 电极对及精密电位仪测定，检测对象为经磨矿、浮 选机搅拌然后澄清的上清液，测量结果换算成标准 表1原矿化学成分分析结果 T a b l e1R e s u l t so fc h e m i c a la n a l y s i so fr u n o f - m i n eore|％ 元素r i t eC u P bZ n S A sM nC a O M g O S i 0 2 A I2 0 3 C a F 2 A u * A g * 盒璧 竺旦 丝 堕 箜 Q垒垫竺堑 ． i 兰 兰 旦韭 i Q 塑型 收稿日期2 0 1 I - 0 4 1 4 作者简介祁忠旭 1 9 8 5 一 ，女，辽宁抚顺人，硕士。助理工程师。 万方数据 2 0 11 年第5 期 祁忠旭等宝山铅锌矿抑制剂作用研究 5 9 氢电极电位 S H E 。 1 ．1 浮选试验 1 硫诱导浮选将硫化钠加入磨机调控矿浆 电位，磨矿5r a i n ，浮选前测试矿浆电位，经过一 次粗选，试验在1 ．5L 单槽浮选机中进行。 2 捕收剂诱导浮选试验在1 ．5L 单槽浮选 机中进行，将硫化钠、硫酸锌、碳酸钠加入磨机 中，硫化钠为2 5 0g ／t ，改变捕收剂黄药用量，经 过一次粗选，并计算产率、回收率。 3 硫酸锌一碳酸钠抑制闪锌矿浮选将硫化 钠、硫酸锌、碳酸钠加入磨机中，硫化钠为2 5 0g ／t ， 黄药作为捕收剂用量为6 0 加，改变碳酸钠用量， 并计算产率、回收率。 2 方铅矿一硫化钠体系下的电化学特征 根据文献【川可知，方铅矿的表面存在元素硫 及P b S O 。，两种产物生成量之比决定方铅矿疏水能 力大小。方铅矿可实现浮选的条件有二一是方铅 矿表面形成疏水性物质元素硫；二是P b S 与捕收剂 作用在方铅矿表面形成捕收剂金属P b ，满足任一 条件均可实现方铅矿的浮选。本文从上述两个方面 进行方铅矿浮选试验。 2 ．1 方铅矿硫化钠体系的热力学分析 1 方铅矿自身的氧化反应[ s 1 酸性介质中 P b S _ P b 2 S 0 2 e 1 既 0 ．2 3 6 中性和弱碱性介质中 P b S H 2 ◇一P b O S o 2 H * 2 e 2 玩 0 ．7 3 2 7 0 ．0 5 9 p H 碱性介质中 P b S 2 H 2 0 _ 2 H P b 0 2 - S ％3 H 2 e 3 既 1 ．0 6 4 0 ．0 8 8 5 p H 2 硫化钠在磨矿过程中发生的反应[ 6 ] 戈H S 。S 一慨H 2 x le 4 S 。2 。_ z S 0 2 e 5 总反应 H S _ S 0 H 、2 e 6 E 0 0 ．0 6 5 元素硫在强氧化电位下可以氧化为硫酸根或硫 代硫酸根，在一定浓度下硫化钠可以有效地抑制硫 化矿的浮选，因此，硫诱导硫化矿物无捕收剂浮选 时，必须有一个适合的硫化钠浓度。 2 ．2 方铅矿硫化钠硫诱导浮选试验 根据以上分析，进行了实际矿石一硫化钠硫诱 导浮选试验，绘制矿浆电位与回收率的关系，如图 l 所示。 堡 镁卜 娶 回 图1硫化钠调控矿浆电位与方铅矿回收率的关系 F i g ．1R e l a t i o n s h i po ff l o t a t i o nr e c o v e r yo fg a l e n a w i t hp u l pp o t e n t i a la n di n d u c e df l o t a t i o nw i t hN a 2 S 由图1 可知，方铅矿硫诱导浮选的最适矿浆电 位为1 6 0 2 5 0m V ，对应的硫化钠用量为1 5 0 ～2 5 0 ∥t ，并且方铅矿的回收率有峰值，可见硫化钠在低 用量范围内有利于方铅矿的浮选，但随着硫化钠浓 度的增加，方铅矿的浮选受到抑制。 2 ．3 方铅矿硫化钠一黄药体系捕收剂诱导浮选 为了深入研究方铅矿的浮选行为，进行了实际 矿石体系下，方铅矿一硫化钠一黄药捕收剂诱导浮 选试验。试验结果如图2 所示。 堡 槲 娶 叵 露 黄药用量， g t 。1 图2 捕收剂诱导浮选丁基黄药用量与方铅矿回收 率的关系 F i g ．2 G a l e n ar e l a t i o n s h i po ff l o t a t i o nr e c o v e r yo fI B X a te o l l e e t o r - i n d u c e df l o t a t i o n 由图2 可知，当硫化钠定量，控制矿浆电位 后，方铅矿的回收率随着丁基黄药的增加而升高。 可见通过硫化钠调控电位，在可实现无捕收剂诱导 的基础- 匕补加丁基黄药，更巩固了方铅矿的浮选。 即方铅矿与丁基黄药作用生成了黄原酸铅⋯，方 铅矿表面被黄原酸铅吸附后黏附在气泡上进而 E 浮。 万方数据 6 0 有色金属 选矿部分2 0 1 1 年第5 期 3 硫酸锌一碳酸钠对闪锌矿的抑制研究 由于宝山铅锌矿用氰化钠作为抑制剂，造成环 境污染严重，且有剧毒。本文进行取代氰化钠的浮 选试验研究，达到高效、清洁选矿的目的。 3 ．1 硫酸锌碳酸钠对闪锌矿的抑制试验研究 在提高铅回收率的同时，为了保证铅精矿的质 量，抑制剂的使用至关重要。本文针对组合抑制剂 硫酸锌碳酸钠对闪锌矿的抑制进行研究，并通过 相关理论分析其作用机理。碳酸钠用量试验结果如 图3 所示。 由图3 可知，随着碳酸钠用量的增加，铅粗精 矿中铅锌的品位都随之下降，而铅粗精矿中铅的回 收率逐渐升高，锌的回收率逐渐降低。可见加入碳 酸钠对抑制闪锌矿的作用明显。在合适的用量条件 下，与硫酸锌组合可以得到质量较好的铅精矿。 斐 翅 Ⅱ最 碳酸钠用量， g r 1 图3 碳酸钠用量与铅精矿品位、回收率的关系 F i g ．3R e l a t i o n s h i po ff l o t a t i o nr e c o v e r ya n d c o n c e n t r a t ec o n t a i n sw i t hc o n c e n t r a t i o no fs o d i u m c a r b o n a t e 3 ．2 硫酸锌碳酸钠的水解平衡[ 2 1 在硫酸锌碳酸钠水溶液中存在下列平衡 Z n C 0 3 s Z n 2 C 0 3 2 - 蠡乙l 1 0 - l ∞ Z n 2 C 0 3 2 - Z n C 0 3 a q K 产1 咿 H C O 扣H C 0 3 -K 1 咕1 0 1 0 3 3 H H C 0 3 - H 2 C 0 3K 2 咕1 咿 Z n 2 O H - Z n O H 口】 1 0 5 D Z n Z 2 0 H - _ - Z n O H 2 1 忍 1 0 1 1 ‘0 Z n 2 3 0 H - Z n O H f／／3 1 0 m Z n “ 4 0 H Z n O H 4 2 - 3 , 1 0 1 昭 Z n O H 2s Z n Z * 2 0 H K 。庐1 0 一让 通过各反应得到 Z n O H 2 s C O 扛Z n C 0 3 s 2 0 H l o g [ N a 2 C 0 3 ] l o 班单1 - l o g K 啦- 2 p K w l o g a c o ， 2 p H Z n “与Z n C 0 3 的分界线为 l o g [ N a 2 C 0 3J l ／2 1 0 9 K 甲l l o g o t 0 0 3 l o g o t z ． 同理可得P b C O 厂I 壬№ O H 的分界线为 l o g [ N a 2 C 0 3 ] l o g K C b 0 D ；一l o g K 袖 咖- 2 p K l o g u c o 2 p H P b 2 _ 一P b C O ，的分界线为 l o g [ N a 2 C 0 3 ] l ／2 1 0 萨枷 c 0 3 l o 鼢，l o 孵P b 根据以上反应，绘制P b 、z n 水体系中的优势 组分图，分别如图4 、图5 所示。 由图4 、图5 可以看出，在N a 2 C 0 3 _ - Z n S O 。水 体系中，形成Z n C O ，的p H 范围较窄，而P b C O 。形 成p H 范围仍很宽，这说明联合使用N a 2 C O 厂 Z n S O 。时，若N a C O ，的用量不很高，其作用是降低 矿浆中的P b 2 的浓度，防止活化。同时还因提高 p H 值产生Z n O H s 沉淀起抵制作用。 冒 譬 邑 堂 p H 图4N a 2 C 0 3 - - z n S 0 4 水体系中的优势组分图 F i g ．4D i a g r a mo fa d v a n t a g ec o m p o n e n t si nN a 2 C O r - Z n S O , w a t e rs y s t e m 召 譬 邑 堂 p H 图5N a 2 C O ，一P b Ⅱ 水体系的优势组分图 F i g ．5 D i a g r a mo fa d v a n t a g ec o m p o n e n t si nN a 2 C O r - P b I I w a t e rs y s t e m 4 铅锌分离闭路试验 通过以上条件试验可得到较好的铅粗精矿，为 了验证该工艺的可靠性，进行了铅锌分离的全闭路 流程试验。试验流程如图6 ，与宝山原选矿指标对 比结果见表2 。 万方数据 2 0 1 1 年第5 期祁忠旭等宝山铅锌矿抑制剂作用研究 6 l 表2 T a b l e2 铅锌分离全闭路流程试验结果 R e s u l to fc l o s e d - c i r c u i tt e s to fl e a d - - z i n c separation|％ 耋芸产率南 品位 P bZ nA u A g 对 比 条 件 铅精矿1 0 ．8 9 5 5 ．0 72 ．5 22 ．9 59 9 7 ．11 2 ．9 52 ．7 13 1 ．4 68 0 ．1 8 胃 锌精矿1 7 ．4 90 ．5 55 5 ．6 20 ．1 5 8 7 ．3 10 ．1 59 6 ．0 62 ．5 71 1 ．2 8 镉 硫精矿1 4 ．4 70 ．6 2 0 ．5 32 ．7 25 0 ．0 82 ．7 2 0 ．7 63 8 ．5 4 5 ．3 5 骚 尾矿5 7 ．1 50 ．1 4 0 ．0 8 40 ．4 97 ．5 7 00 ．4 9 0 ．4 72 7 ．4 2 3 ．1 9 远 原矿1 0 0 ．o o6 ．2 6l O ．1 31 ．0 21 3 5 ．4 31 ．0 2t 0 0 ．0 01 0 0 ．0 01 0 0 ．0 0 骚 铅精矿1 0 ．6 1 6 1 9 84 ．9 82 ．3 0 11 4 92 ．3 05 ．4 51 6 ．6 67 7 ．1 6 硐 锌精矿1 7 ．2 71 ．5 2 5 2 ．0 61 ．0 09 2 ．o o1 ．o o9 2 ．8 01 1 ．7 9l O ．0 6 场 硫精矿1 6 ．7 71 ．4 30 ．2 54 ．6 03 7 ．9 94 ．6 00 ．4 35 2 ．6 6 4 ．0 3 筹 尾矿5 5 ．3 50 ．1 6 0 ．2 30 ．5 02 5 ．0 00 ．5 0 1 ．3 21 8 ．8 9 8 ．7 5 指 原矿1 0 0 m7 ．0 7 9 ．6 91 ．4 61 5 8 ．0 l1 ．4 61 0 0 ．0 01 0 0 ．0 01 0 0 m 孙 试验结果表明，该工艺获得的产品质量好，金 属回收率高，尤其可提高贵金属的回收率，而且药 剂体现的最大特性是对环境无污染，具有巨大的社 会效益和经济效益。 5 结语 1 方铅矿一硫化钠体系诱导浮选时，必须有 一个适合的硫化钠浓度。 2 方铅矿一硫化钠捕收剂体系，加强了方 硫 铅矿的诱导浮选，巩固了方铅矿的浮选。 3 硫酸锌碳酸钠一闪锌矿体系，联合使用 N a C 0 3 - z n S O 。时，若N a 2 C 0 3 的用量不很高，其作 用是降低矿浆中的P b “的浓度，防止活化，提高p H 值产生Z n O H s 沉淀对锌的可浮性起到抑制作用。 4 新的浮选工艺与现场工艺对比，获得铅精 矿含铅5 5 ．0 7 ％、铅回收率9 5 ．7 5 ％，锌精矿含锌 5 5 ．6 2 ％、锌回收率9 6 ．0 6 ％的良好选矿指标。 参考文献 [ 1 ] 孙水裕，王淀佐，李柏淡．方铅矿无捕收剂浮选中硫化钠 作用的研究[ J ] ．有色金属，1 9 9 3 ，4 5 3 2 9 3 4 ． [ 2 ] 陈荩，冯其明，李世锟．方铅矿表面上元素硫的作用与 行为E J ] ．有色金属．1 9 8 7 ，3 9 2 4 l 撕． [ 3 ] 王淀佐，顾帼华，刘如意．方铅矿石灰一乙硫氮体系电 化学调控浮选[ J ] ．中国有色金属学报，1 9 9 8 ，8 2 3 2 2 - 3 2 6 ． [ 4 ] 王淀佐，胡岳华．浮选溶液化学[ M ] ．长沙湖南科学技术 出版社．1 9 8 8 3 1 3 3 1 4 ． [ 5 ] 覃文庆，邱冠周，王淀佐，等．方铅矿一二乙基二硫代氨 基甲酸钠体系的电化学研究[ J ] ．有色金属，1 9 9 6 ，4 8 2 2 9 3 4 ． [ 6 ] 冯其明，陈荩．硫化矿浮选电化学E M ] ．长沙中南工 业大学出版社，1 9 9 2 1 7 6 1 7 7 ． [ 7 ] 顾帼华，李柏淡．方铅矿诱导浮选研究[ J ] ．有色矿山， 1 9 9 4 9 2 6 2 9 ． 图6 铅锌分离全闭路试验流程 F i g ．6 F l o w s h e e to fc l o s e d - c i r c u i to fl c a d z i n cf l o t a t i o n 万方数据