低品位氧化铅锌矿浮铅研究.pdf
低品位氧化铅锌矿浮铅研究 ① 韩 朗1, 庹必阳1,2,3, 姚艳丽1, 杨峻杰1, 谢 飞1 (1.贵州大学 矿业学院,贵州 贵阳 550025; 2.贵州省优势矿产资源高效利用工程实验室,贵州 贵阳 550025; 3.贵州省非金属矿产资源综合利用重点 实验室,贵州 贵阳 550025) 摘 要 某低品位氧化铅锌矿含铅 3.42%、含锌 2.93%,矿石中有用矿物嵌布粒度细且回收难度较大。 为了合理开发利用此矿石, 进行了硫化⁃黄药浮铅闭路工艺流程试验。 在六偏磷酸钠用量 500 g/ t、碳酸钠用量 1 000 g/ t、硫酸锌用量 1 000 g/ t、硫化钠用量 2 000 g/ t、2#油用量 100 g/ t、戊基黄药用量 500 g/ t 的粗选条件下进行闭路试验,最终获得氧化铅精矿铅品位为 33.12%、回收率为 68.89%,实现了铅的有效回收。 关键词 低品位; 氧化铅锌矿; 铅; 锌; 硫化; 浮选 中图分类号 TD923文献标识码 Adoi10.3969/ j.issn.0253-6099.2016.04.008 文章编号 0253-6099(2016)04-0030-03 Lead Flotation of Low⁃Grade Lead⁃Zinc Oxide Ore HAN Lang1, TUO Bi⁃yang1,2,3, YAO Yan⁃li1, YANG Jun⁃jie1, XIE Fei1 (1.School of Mining, Guizhou University, Guiyang 550025, Guizhou, China; 2.Guizhou Engineering Lab of Mineral Resources, Guiyang 550025, Guizhou, China; 3.Guizhou Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Non⁃metallic Mineral Resources, Guiyang 550025, Guizhou, China) Abstract Dressing technique for a low⁃grade lead⁃zinc oxide ore containing 3.42% Pb and 2.93% Zn was studied. As valuable minerals are finely disseminated in the ore and are difficult to be separated out, a closed⁃circuit flowsheet consisting of a sulphidization and a lead flotation with amyl xanthate as the collector was introduced. Under the following reagent system for roughing process, including hexametaphosphate of 500 g/ t, sodium carbonate of 1 000 g/ t, zinc sulfate of 1 000 g/ t, sodium sulfide of 2 000 g/ t, 2#oil of 100 g/ t and amyl xanthate of 500 g/ t, a lead oxide concentrate with Pb grade and recovery of 33.12% and 68.89% respectively can be obtained, indicating that lead minerals therein recovered effectively. Key words low⁃grade; lead⁃zinc oxide ore; lead; zinc; sulphidization; flotation 铅和锌均是重要的有色金属原料。 随着铅、锌硫 化矿资源需求量的急剧增加,难选氧化铅锌矿的高效 开发利用受到重视。 由于氧化铅锌矿存在的矿物种类 繁多、可浮性差异大、与脉石紧密共生且组成复杂、嵌 布粒度细、含泥量高等问题,导致选矿难度大[1]。 因 此,探索氧化铅锌矿石的选矿工艺,对于缓解资源紧张 现况、最大程度实现资源高效利用具有重要意义[2-4]。 目前,浮选依然是处理氧化铅矿的主要方法[5-8], 氧化铅矿浮选的关键因素是硫化。 为提高氧化铅矿的 浮选指标,在深入优化常规选矿工艺、探索更有效的方 法减弱矿泥对浮选系统的不良影响、研制氧化铅矿更 有效的浮选药剂及解决氧化铅矿与可溶性盐的分离问 题等方面,均取得了较大的进展[9-10]。 但是氧化铅矿 石因成分复杂、氧化率高、含泥量多等因素,许多成果 也因技术或经济上的原因不能普遍投入工业生产,未 能带来直接的经济效益。 因此,本文对该低品位氧化 铅锌矿中铅矿物的浮选进行了试验研究,通过优化选 铅工艺及调整药剂制度,期望探索一种实现该矿石中 铅矿物分离富集、高效开发利用的新工艺技术。 1 原矿性质 试样采自云南某氧化铅锌矿矿山。 试样多元素分 ①收稿日期 2016-01-29 基金项目 国家自然科学基金(51464007);博士基金(贵大人基合字(2013)51 号) 作者简介 韩 朗(1991-),男,贵州遵义人,硕士研究生,研究方向为难选矿石的选矿及资源综合利用。 通讯作者 庹必阳(1979-),男,云南镇雄人,博士,副教授,主要从事选矿技术研究工作。 第 36 卷第 4 期 2016 年 08 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.36 №4 August 2016 析结果见表 1。 由表 1 可知,原矿中铅、锌含量均不 高,SiO2含量很高,K2O 和 CaO 含量较低。 由此可以 推断,该矿石中铝硅酸盐矿物含量较高,而碱性脉石矿 物含量较低。 表 1 原矿化学多元素分析结果(质量分数) / % PbZnSiO2Al2O3K2OCaOFe2O3MgO 3.422.9368.128.283.392.641.651.17 矿石中的含铅矿物主要是铅钒、方铅矿,含锌矿物 主要是菱锌矿、闪锌矿。 脉石矿物主要有石英、白云 石、氟磷灰石、石膏、氧化铁和氧化铝。 脉石矿物中的 铝硅酸盐及赤铁矿的含量均较高,这些均会影响矿石 中有价金属的回收利用。 2 试验结果和讨论 2.1 试验方法 前期对该矿石的探索性试验表明,采用硫化⁃黄药 浮铅的工艺流程能够有效回收矿石中的铅。 由于细泥 中铅锌含量较高,脱泥浮选容易造成有用矿物的损失。 因此,最终选用了在不脱泥的条件下浮铅的工艺流程。 采用颚式破碎机(FEX100100) 及圆盘破碎机 (XRF-Φ150B)将原矿破碎至-2 mm,再采用棒磨机 (XMQ-1600200) 进行磨矿,并采用 0.5 L 浮选机 (XFDIV0.5)进行浮选。 浮选试验流程见图 1。 B3 C0 ;0 870 - 82383 63 图 1 试验原则流程 2.2 磨矿细度试验 磨矿细度太粗,不能保证金属矿物间完全解离,不 利于金属矿物的有效分离;磨矿细度太细易造成泥化, 选矿指标难以保证[11-13]。 采用图 1 所示流程,在六偏 磷酸钠用量 300 g/ t、碳酸钠用量 1 000 g/ t、硫酸锌用 量 1 000 g/ t、硫化钠用量 2 000 g/ t、黄药用量 500 g/ t、 2#油用量 100 g/ t 条件下,进行了磨矿细度试验,结果 见图 2。 由图 2 可知,磨矿细度对铅精矿品位及回收 率都有一定的影响。 磨矿细度较粗时,矿物解离度小, 不利于矿石浮选,铅品位及回收率都较低;当磨矿细度 为-0.074 mm 粒级占 80%时,铅粗精矿品位及回收率 都较高,因此选择磨矿细度为-0.074 mm 粒级占 80%。 -0.074 mm40/4 10 8 6 4 2 0 80 60 40 20 0 60708090 8 /;5 图 2 磨矿细度试验结果 2.3 粗选条件试验 2.3.1 六偏磷酸钠用量试验 原矿中的主要脉石矿物为 SiO2,添加六偏磷酸钠 可起到抑制 SiO2及分散矿泥的作用。 采用 1 次粗选流程,磨矿细度为-0.074 mm 粒级 占 80%,碳酸钠用量 1 000 g/ t,硫酸锌用量 1 000 g/ t, 硫化钠用量2000 g/ t,戊基黄药用量500 g/ t,2#油用量 100 g/ t,考察六偏磷酸钠用量对浮选精矿指标的影 响,结果见图 3。 484 /;5 图 3 六偏磷酸钠用量试验结果 由图 3 可知,六偏磷酸钠用量低于 500 g/ t 时,铅 粗精矿中铅品位随六偏磷酸钠用量增加而提高,回收 率随六偏磷酸钠用量增加微幅下降;六偏磷酸钠用量 为 500 g/ t 时,铅回收率达到最大值 71.79%;六偏磷酸 钠用量大于 500 g/ t 后,铅品位基本保持不变,铅回收 率急剧下降。 表明在一定用量下,六偏磷酸钠能提高 铅精矿品位,但用量过大时会对铅矿产生一定的抑制 作用。 这主要是由于部分含铅矿物和赤铁矿共生密 切,当六偏磷酸钠用量过大时,与赤铁矿共生的铅矿受 到抑制。 因此六偏磷酸钠的适宜用量为 500 g/ t。 2.3.2 硫化钠用量试验 氧化铅矿物表面的硫化程度直接影响浮选指标, 13第 4 期韩 朗等 低品位氧化铅锌矿浮铅研究 因此,考察硫化钠用量对氧化铅的硫化程度,进一步考 察对浮选精矿指标的影响有着重要意义。 浮选流程如 图 1 所示,在磨矿细度为-0.074 mm 粒级占 80%,六偏 磷酸钠用量500 g/ t、碳酸钠用量1 000 g/ t、硫酸锌用量 1 000 g/ t、戊基黄药用量 500 g/ t 和 2#油用量 100 g/ t 的条件下,考察硫化钠用量对浮选精矿指标的影响,结 果见图 4。 4/6A4g t-1 12 10 8 6 4 2 0 100 80 60 40 20 0 1500200025003000 8 /;5 图 4 硫化钠用量试验结果 由图 4 可知,硫化钠用量低于 2 000 g/ t 时,铅粗 精矿中铅品位和回收率随硫化钠用量增加而提高;硫 化钠用量为 2 000 g/ t 时,铅回收率达到 69.64%;硫化 钠用量大于 2 000 g/ t 后,铅品位急剧下降,铅回收率 基本保持不变。 这表明硫化钠在氧化铅锌矿的浮选溶 液中会产生 S 2- ,S 2- 与氧化铅矿物表面的阴离子发生 置换反应,氧化矿物转变成硫化矿物,使氧化铅矿物更 易浮选。 但硫化钠用量过大,导致矿浆粘度增大,泡沫 含泥增多,抑制了戊基黄药在含铅矿物表面的吸附,从 而降低了铅品位和回收率。 因此硫化钠的适宜用量为 2 000 g/ t。 2.3.3 戊基黄药用量试验 试验流程如图 1 所示,在磨矿细度为-0.074 mm 粒级占 80%,六偏磷酸钠用量 500 g/ t、碳酸钠用量 1 000 g/ t、硫酸锌用量 1 000 g/ t、硫化钠用量 2 000 g/ t 和 2#油用量 100 g/ t 条件下,考察戊基黄药用量对浮 选精矿指标的影响,结果见图 5。 0/AA4g t-1 15 10 5 0 80 60 40 20 0 300500700900 8 /;5 图 5 戊基黄药用量试验结果 由图 5 可知,铅粗精矿中铅品位随着戊基黄药用 量增加逐渐下降,铅回收率先上升后下降;戊基黄药用 量为 300 g/ t 时,铅品位达到最大值 12.09%,铅回收率 40.48%;戊基黄药用量为 500g/ t 时,铅粗精矿中铅品 位为 11.33%,铅回收率 70.46%;戊基黄药用量为 700 g/ t 时,铅品位 10.06%,铅回收率达到最大值 71.68%。 结果表明,在一定用量下,戊基黄药可以提高铅回收 率,但用量过大,导致药剂浓度及矿浆粘度增大,矿物 不易浮起,铅精矿品位难以提高且生产成本增加。 因 此,戊基黄药的适宜用量为 500 g/ t。 2.4 闭路试验 在粗选条件试验的基础上,考察了精选及扫选次 数对精矿中铅品位和回收率的影响,采用了 1 粗 1 精 1 扫、1 粗 2 精 1 扫、1 粗 3 精 1 扫选铅的开路流程,获 得了铅品位为 32.33%的指标。 因此,在 1 粗 3 精 1 扫 开路流程的基础上进行了闭路试验(中矿顺序返回), 闭路试验流程见图 6,结果见表 2。 63 B3 821 A0g/t 4840/A 2A 500 10001000 2000 500 100 0/A 2A 100 20 4840/A 2A 100 100 20 8* 822 4840/A 2A 100 60 20 8 823 83 823 -0.074 mmC80 图 6 闭路试验流程 表 2 闭路试验结果 产品名称产率/ %Pb 品位/ %Pb 回收率/ % 铅精矿7.1333.1268.89 尾矿92.871.1531.11 原矿100.003.43100.00 由表 2 可知,1 粗 3 精 1 扫闭路试验获得了铅精 矿铅品位 33.12%、回收率 68.89%的良好指标。 (下转第 36 页) 23矿 冶 工 程第 36 卷 表 4 浮选脱硫全流程试验结果 扫选 次数 产品 名称 产率 / % 品位/ % Al2O3SiS A/ Si 比 回收率/ % SAl2O3 铝精矿71.1656.755.360.2510.595.0074.85 硫精矿10.9420.409.7824.053.8173.894.14 1 中矿 15.5545.0011.933.318.405.164.63 中矿 23.4949.0010.631.419.141.383.17 尾矿7.5847.0011.352.668.775.666.60 原矿100.0053.956.573.567.63100.00100.00 铝精矿71.5757.006.570.238.684.6275.62 硫精矿8.4417.509.0729.302.6669.432.74 中矿 17.2947.0011.532.707.155.536.35 2中矿 25.5646.2511.712.837.044.424.77 中矿 33.3449.0010.371.237.461.153.03 尾矿2.6442.0012.514.386.393.252.05 原矿100.0053.956.573.567.63100.00100.00 4 结 语 1) 湖北某典型高硫铝土矿主要可回收矿物包括 一水硬铝石和黄铁矿。 黄铁矿为矿石中主要的硫杂质 夹带者。 脉石矿物主要有绿泥石、伊利石、方解石和锐 钛矿。 矿石中硫含量高达 3.56%,远大于氧化铝原料 要求的硫含量(不大于 0.3%),必须采用脱硫工艺才 能使矿石用作氧化铝生产原料。 2) 根据条件试验结果,确定工艺流程为磨矿至 -0.074 mm 粒级占 88%,粗选 1 采用 SNS 作为调整剂 进行矿浆的分散及铝硅矿物的抑制,采用 Na2CO3作 pH 调整剂,调整矿浆 pH=9,丁基黄药用量为 250 g/ t, 起泡剂 2#油用量为 40 g/ t,进行浮选脱硫试验;粗选 2 的目的主要是为了进一步降低铝精矿中的硫含量,同 时提高硫精矿产率,达到综合利用的目的,增加社会效 益。 进行两次精选作业,最终获得了铝精矿中 S 含量 0.25%,产品符合氧化铝工业生产要求。 采用硫扫选 一次作业,获得了 S 品位 24.05%的合格硫精矿,产率 达到 10.94%。 参考文献 [1] 何伯泉,罗 琳. 试论我国高硫铝土矿脱硫新方案[J]. 轻金属, 1996(12)3-5. 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