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某铅锌矿尾矿降镁试验研究 ① 白成庆， 颜顺德， 潘仁球 （湖南水口山有色金属集团有限公司，湖南 衡阳 421513） 摘 要 针对某铅锌矿尾矿进行了降镁试验研究，采用反浮选法，以水玻璃为分散剂、油酸为捕收剂，浮选脉石矿物中的氧化镁，最 终使尾矿中氧化镁含量低于 1％，达到了尾矿烧结砖的要求。 关键词 尾矿； 氧化镁； 油酸； 水玻璃； 反浮选； 铅锌矿； 除镁； 烧结砖 中图分类号 TD923文献标识码 Adoi10.3969／ j.issn.0253－6099.2020.04.019 文章编号 0253－6099（2020）04－0078－03 Experimental Study on Magnesium Reduction for Lead-Zinc Ore Tailings BAI Cheng-qing， YAN Shun-de， PAN Ren-qiu （Hunan Shuikoushan Nonferrous Metals Group Co Ltd， Hengyang 421513， Hunan， China） Abstract Demagging tests for the tailings from a lead-zinc ore were conducted. With water glass as the dispersant and oleic acid as the collector， a reverse flotation process was adopted to separate out the magnesium oxide in the gangue minerals， eventually resulting in the magnesium content in the tailings less than 1％， which meets the requirement of magnesium content in tailings for sintering bricks. Key words tailings； magnesium oxide； oleic acid； water glass； reverse flotation； lead-zinc ore； demagging； sintered brick 尾矿资源化利用已经成为建设绿色矿山的必经之 路，截止 2018 年末，我国矿山尾矿堆存量已达 80 亿 吨，且以每年 3 亿吨的增速不断增长，这些尾矿如果得 不到合理处置，不但会造成资源的巨大浪费，还可能造 成环境污染以及由堆放带来的安全隐患［1］。 近年来随 着选矿技术的发展和矿产资源的大量消耗，尾矿资源化 利用主要集中在以下 3 个方面一是用作采空区充填 料，二是对尾矿有用组分再选再回收，三是制备尾矿烧 结砖［2－4］。 某铅锌矿尾矿中氧化镁含量 2.01％～2.2％， 而烧结砖要求氧化镁含量低于 1％。 为达到尾矿烧结 砖的要求，对该铅锌矿尾矿进行了降镁试验研究，并取 得了良好的效果。 1 矿石性质 研究对象为某铅锌矿尾矿（以下简称原矿），前后 共取样二次，两次所取试样各元素含量基本接近，大部 分非金属矿物为石英，其他为方解石、白云石、高岭石、 绢云母和绿泥石，另含有少量金属硫化物。 原矿主要 元素分析结果见表 1。 表 1 原矿化学多元素分析结果（质量分数） ／ ％ 批次PbZnAu1）Ag1）MgOSiO2CaSFe 第一批0.260.170.407.702.0176.836.450.751.51 第二批0.230.150.408.502.2079.254.260.690.98 1） 单位为 g／ t。 2 选矿试验研究 2.1 试验流程 矿石性质研究结果表明，原矿中氧化镁主要在脉 石矿物中。 查询了相关的菱镁矿选矿方法［5－8］，拟采 用反浮选的方法除去镁。 试验流程见图 1。 原矿 碳酸钠 六偏磷酸钠 水玻璃 油酸 反 浮选 精矿尾矿 图 1 试验流程 ①收稿日期 2020－02－18 作者简介 白成庆（1983－），男，山东菏泽人，硕士，高级工程师，主要从事有色金属选矿技术研究。 第 40 卷第 4 期 2020 年 08 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.40 №4 August 2020 2.2 六偏磷酸钠用量 按照图 1 所示流程，在碳酸钠用量 2 600 g／ t、水玻 璃用量 1 000 g／ t、油酸用量 500 g／ t 条件下进行了抑制 剂六偏磷酸钠用量试验，结果见表 2。 从表 2 可以看 出，随着六偏磷酸钠用量减少，尾矿中 MgO 含量逐渐 降低，不添加六偏磷酸钠时，MgO 浮选效果较好。 说 明六偏磷酸钠抑制钙的同时，对 MgO 也有一定的抑制 作用，因此，浮选镁矿物无需添加六偏磷酸钠。 表 2 六偏磷酸钠用量试验结果 六偏磷酸钠用量 ／ （gt －1 ） 产品 名称 产率 ／ ％ 品位／ ％回收率／ ％ MgO SiO2 CaMgOSiO2Ca 精矿12.0711.95 9.25 45.21 67.221.4180.43 0尾矿87.930.80 88.87 1.5132.7898.5919.57 原矿 100.002.15 79.26 6.78 100.00 100.00 100.00 精矿13.16 10.35 10.81 44.02 63.541.8576.49 15尾矿86.840.90 87.08 2.05 36.46 98.15 23.51 原矿 100.00 2.14 77.04 7.57 100.00 100.00 100.00 精矿9.2310.09 8.38 44.82 42.291.0148.76 50尾矿90.771.40 83.24 4.79 57.71 98.99 51.24 原矿 100.00 2.20 76.33 8.48 100.00 100.00 100.0 精矿2.5114.26 10.25 30.27 16.560.3410.23 100尾矿97.491.85 78.00 6.84 83.44 99.66 89.77 原矿 100.00 2.16 76.3 7.43 100.00 100.00 100.00 2.3 碳酸钠用量 按照图 1 所示流程，在水玻璃用量 1 000 g／ t、油酸 用量 500 g／ t 条件下进行了碳酸钠用量条件试验，结果 见表 3。 由表 3 可知，不添加碳酸钠时，尾砂中 MgO 含 量在 1％以下，可以达到浮选除镁的预期目的；添加了 碳酸钠后，当碳酸钠用量达到 2 600 g／ t，pH 值调节到 9～10 之间时，尾砂 MgO 含量才降至 1％以下。 表明碳 酸钠对浮镁影响较大，综合考虑，无需采用碳酸钠调节 矿浆 pH 值。 表 3 碳酸钠用量试验结果 碳酸钠用量 ／ （gt －1 ） 产品 名称 产率 ／ ％ 品位／ ％回收率／ ％ MgOSiO2CaMgOSiO2Ca 精矿15.6810.61 12.86 33.05 79.142.5377.94 0尾矿84.320.52 92.13 1.7420.8697.4722.06 原矿100.002.10 79.70 6.65 100.00 100.00 100.00 精矿6.6611.02 6.77 35.45 35.640.5649.51 2 000尾矿93.341.42 85.02 2.5864.3699.4450.49 原矿100.002.06 79.81 4.77 100.00 100.00 100.00 精矿12.0711.06 9.25 22.29 65.491.3966.96 2 600尾矿87.930.80 89.87 1.5134.5198.6133.04 原矿100.002.04 80.14 4.02 100.00 100.00 100.00 2.4 水玻璃用量 按照图 1 所示流程，在油酸用量 300 g／ t 条件下， 进行了水玻璃用量条件试验，结果见表 4。 从表 4 可 知，当水玻璃用量为 500 g／ t 时，尾矿中氧化镁含量都 能达到预期目标；继续增大水玻璃用量，尾矿中氧化镁 含量逐渐增大。 可能是由于水玻璃用量过高对氧化镁 也存在一定的抑制作用；水玻璃用量过低，没有达到抑 制效果。 综合考虑，水玻璃用量选择 500 g／ t 为宜。 表 4 水玻璃用量试验结果／ ％ 水玻璃用量 ／ （gt －1 ） 产品 名称 产率 ／ ％ 品位／ ％回收率／ ％ MgOSiO2CaMgOSiO2Ca 精矿16.707.01 12.24 25.52 55.652.6276.40 300尾矿83.301.12 91.35 1.5844.3597.3823.60 原矿100.002.10 78.14 5.58 100.00 100.00 100.00 精矿16.4010.05 11.82 30.25 78.192.4883.06 500尾矿83.600.55 91.12 1.2121.8197.5216.94 原矿100.002.11 78.11 5.97 100.00 100.00 100.00 精矿12.849.409.05 21.23 57.581.5369.08 1 000尾矿87.161.02 86.08 1.4042.4298.4730.92 原矿100.002.10 76.19 3.95 100.00 100.00 100.00 精矿11.769.399.25 27.98 51.901.4266.96 1 500尾矿88.241.16 85.88 1.8448.1098.5833.04 原矿100.002.13 76.87 4.91 100.00 100.00 100.00 2.5 捕收剂种类及用量 为确定最佳的捕收剂，选用油酸、油酸钠及氧化石 蜡皂作为选镁捕收剂，按照图 1 所示流程，进行了捕收 剂种类试验研究，各捕收剂用量根据试验情况来确定， 水玻璃用量 1 000 g／ t，结果见表 5。 从表 5 可知，油酸 对 MgO 捕收能力强，尾矿中 MgO 品位低，达到了降镁 的目的，选别指标优。 因此，采用油酸作为降镁捕 收剂。 表 5 捕收剂种类试验结果 捕收剂种类及 用量／ （gt －1 ） 产品 名称 产率 ／ ％ 品位／ ％回收率／ ％ MgOSiO2CaMgOSiO2Ca 油酸钠 1 500 精矿9.879.007.38 39.24 44.280.9559.79 尾矿90.131.24 84.71 2.8955.7299.0540.21 原矿 100.002.01 77.08 6.48 100.00 100.00 100.00 氧化石蜡皂 2 000 精矿3.917.157.19 30.91 13.850.3617.38 尾矿96.091.81 79.90 5.9886.1599.6482.62 原矿 100.002.02 77.06 6.95 100.00 100.00 100.00 油酸 300 精矿15.699.41 11.74 19.69 72.932.3584.35 尾矿84.310.65 90.76 0.6827.0797.6515.65 原矿 100.002.02 78.36 3.66 100.00 100.00 100.00 在水玻璃用量 1 000 g／ t 条件下进行了油酸用量 97第 4 期白成庆等 某铅锌矿尾矿降镁试验研究 条件试验，结果见表 6。 从表 6 看出，随着油酸用量增 加，尾矿中 MgO 含量逐渐降低，当油酸用量达到 300 g／ t 时，尾矿中 MgO 含量为 0.65％，可以达到预期要求，因 此油酸用量选择 300 g／ t 即可。 表 6 油酸用量试验结果 油酸用量 ／ （gt －1 ） 产品 名称 产率 ／ ％ 品位／ ％回收率／ ％ MgOSiO2CaMgOSiO2Ca 精矿9.988.508.01 25.18 41.651.0260.80 200尾矿90.021.32 86.53 1.8058.3598.9839.20 原矿100.002.04 78.69 4.13 100.00 100.00 100.00 精矿15.699.32 11.74 19.69 72.742.3584.35 300尾矿84.310.65 90.76 0.6827.2697.6515.65 原矿100.002.01 78.36 3.66 100.00 100.00 100.00 精矿20.428.44 17.24 34.78 85.074.5892.82 500尾矿79.580.38 92.14 0.6914.9395.427.18 原矿100.002.03 76.85 7.65 100.00 100.00 100.00 2.6 验证试验 条件试验结果表明，采用油酸作捕收剂、水玻璃作 抑制剂，一段粗选可使该铅锌尾矿中 MgO 含量降至 1％以下。 为了进一步验证试验结果的可靠性，进行了 两组重现性验证试验，试验流程见图 2，结果见表 7。 原矿 药剂单位g/t 水玻璃 油酸 反 浮选 精矿尾矿 500 300 图 2 验证试验流程 结果表明，试验重现性好，以水玻璃作为抑制剂， 油酸作为捕收剂，最终可将 MgO 含量降至 1％以下，达 到了尾矿烧结砖的要求。 表 7 验证试验结果 组数 产品 名称 产率 ／ ％ 品位／ ％回收率／ ％ MgOSiO2CaMgOSiO2Ca 精矿15.729.1212.50 32.3270.852.4781.15 1尾矿84.280.7091.911.4029.1597.5318.85 原矿100.002.0279.436.26100.00100.00100.00 精矿16.869.0814.96 31.6275.423.1882.40 2尾矿83.140.6092.481.3724.5896.8217.60 原矿100.002.0379.416.47100.00100.00100.00 3 结 论 1） 油酸捕收镁的效果优于油酸钠及氧化石蜡皂。 2） 针对该铅锌尾矿降镁试验，确定以水玻璃作为 抑制剂、油酸作为捕收剂，最终可将 MgO 含量降至 1％ 以下，达到了尾矿烧结砖的要求。 参考文献 ［1］ 王桂芳，王翼文，张 帅，等. 硫化矿尾矿的综合利用及污染治理 研究进展［J］. 金属矿山，2020（2）111－116. ［2］ 王志瑞，曾 程，周 顺，等. 安顺市某铅锌尾矿烧结砖研究［J］. 绿色科技， 2015（3）225－226. ［3］ 李 松，戴海旭. 我国有色金属尾矿综合利用的主要途径［J］. 有 色冶金节能， 2015（3）52－54. ［4］ 韦立宁，蒋 武，卓 欧，等. 有色金属尾矿特性及资源化现状［J］. 矿产综合利用， 2013（3）22－26. ［5］ 艾 晶，刘崇峻，吴桂叶，等. 菱镁矿与白云石浮选分离研究进展［J］. 中国矿业， 2019，28（S2）305－307. ［6］ 石建军，李银文，王 鹏，等. 中国菱镁矿选矿现状分析［J］. 轻金 属， 2011（S1）51－53. ［7］ 李彩霞，刘高全，白 阳，等. 抑制剂对菱镁矿与白云石分离影响 研究［J］. 非金属矿， 2019，42（1）70－72. ［8］ 张作金，代淑娟，韩佳宏，等. 提高菱镁矿浮选回收率试验研究［J］. 化工矿物与加工， 2018，47（10）17－20. 引用本文 白成庆，颜顺德，潘仁球. 某铅锌矿尾矿降镁试验研究［J］. 矿冶工程， 2020，40（4）78－80. �������������������������������������������������������������������������������������������������� 中国知网版权声明 本刊已许可中国学术期刊（光盘版）电子杂志社在中国知网及其系列数据库产品中以数字化方式复制、汇 编、发行、信息网络传播本刊全文。 该社著作权使用费与本刊稿酬一并支付。 作者向本刊提交文章发表的行为即 视为同意本刊上述声明。 矿冶工程杂志编辑部 2020 年 8 月 08矿 冶 工 程第 40 卷