广东某铅锌矿选矿试验研究.pdf
广东某铅锌矿选矿试验研究 ① 刘子帅1, 郭业东2, 毛佐国3 (1.广西冶金研究院, 广西 南宁 530023; 2.广西高峰矿业有限公司, 广西 河池 547205; 3.广西贺州市金琪矿业有限责任公司, 广西 贺州 542821) 摘 要 针对某难选硫化⁃氧化混合铅锌矿嵌布粒度细、含泥高的特点,在不脱泥的条件下,采用硫化⁃黑药法浮铅、硫化⁃黄药法浮锌、 水玻璃+六偏磷酸钠组合抑制脉石同时分散矿泥的先铅后锌浮选原则流程,小型闭路试验可获得铅精矿 Pb 品位 47.16%、Zn 品位 5. 35%、Ag 含量 363.25 g/ t、Pb 回收率 69.28%、Ag 回收率 58.91%,锌精矿锌品位 46.54%、锌回收率 85.52%的良好指标。 关键词 浮选; 混合铅锌矿; 组合抑制剂; 组合捕收剂 中图分类号 TD923文献标识码 Adoi10.3969/ j.issn.0253-6099.2015.04.015 文章编号 0253-6099(2015)04-0054-05 Experimental Study on Mineral Processing of a Lead⁃Zinc Ore from Guangdong LIU Zi⁃shuai1, GUO Ye⁃dong2, MAO Zuo⁃guo3 (1.Metallurgy Research Institute of Guangxi, Nanning 530023, Guangxi, China; 2.Guangxi Gaofeng Mining Co Ltd, Hechi 547205, Guangxi, China; 3.Guangxi Hezhou Jinqi Mining Co Ltd, Hezhou 542821, Guangxi, China) Abstract Characterized by fine dissemination size and high slime content, a refractory lead⁃zinc sulfide⁃oxide mixed ore from Guangdong was processed by adopting a Pb/ Zn differential flotation flowsheet, which consists of sulfurization⁃ dithiophosphate method to recover lead minerals, sulfurization⁃xanthate method to recover zinc minerals, and a combination of water glass and sodium hexametaphosphate used to depress gangues. The closed⁃circuit batch test with such flowsheet yielded a lead concentrate grade of 47.16% Pb, 5.35% Zn and 363.25 g/ t Ag with recoveries of 69.28% Pb, 58.91%Ag, as well as a zinc concentrate approaching 46.54% Zn grade at recovery of 85.52%. Key words flotation; Pb⁃Zn bearing ores; combined depressant; combined collectors 随着社会快速发展,我国对金属铅、锌需求量越来 越大。 矿产资源开采加剧,使易选硫化铅锌矿资源日 益枯竭,人们开始注重难选氧化铅锌矿的回收[1-6]。 由于混合铅锌矿矿石性质复杂,矿物组成较多,有用矿 物可浮性差异大、嵌布粒度细,含泥量高及可溶性盐的 影响,混合氧化铅锌矿选别难度更大[7-8]。 因此,研究 混合氧化铅锌矿的选别分离技术势在必行。 1 矿石性质 广东某铅锌矿含铅 3.74%,铅以白铅矿为主,其次 为方铅矿;原矿含锌 6.62%,以闪锌矿为主,其次为白 铅矿;脉石矿物主要为石英、方解石和绿泥石等,矿石 易泥化。 原矿嵌布粒度较细,并含有炭质。 综合来看, 该矿属难选硫化⁃氧化混合铅锌矿,主要回收元素为铅 和锌,伴生回收银。 原矿化学多元素分析结果见表1,铅 锌物相分析结果见表 2,原矿矿物组成及含量见表 3。 表 1 原矿化学多元素分析结果(质量分数) / % PbZnFeSAsMgOCaOSiO2Al2O3Ag1)C 3.746.627.929.820.0471.181.5242.24 11.62 34.201.48 1) 单位为 g/ t。 表 2 铅锌物相分析结果 相态 铅锌 含量/ %占有率/ %含量/ %占有率/ % 硫化相1.1731.284.4667.17 氧化相1.9652.411.8527.86 其他0.6116.310.334.97 合计3.74100.006.64100.00 表 3 矿物组成及含量(质量分数)% 方铅矿 闪锌矿 白铅矿铅矾菱锌矿 异极矿 褐铁矿锌矾 0.875.062.130.331.170.394.020.30 铅铁矾 黄铁矿毒砂石英方解石 绿泥石 高岭土其他 0.1010.870.1040.3510.678.583.2611.70 ①收稿日期 2015-02-06 作者简介 刘子帅(1987-),男,江西上饶人,工程师,硕士,研究方向为矿物分选工艺及资源综合利用。 第 35 卷第 4 期 2015 年 08 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.35 №4 August 2015 2 试验方案确定 氧化铅锌矿分选常用方法为“先硫后氧法”和“先 铅后锌法”,本文所研究矿石属混合氧化铅锌矿,采用 “先铅后锌法”工艺流程简单易行。 矿石铅氧化率较 高,锌氧化率较低,为最大限度回收铅锌,需对铅锌进 行硫化后再浮选;原矿粒度组成分布不均,且铅锌金属 嵌布粒度较细,脱泥易造成金属损失,为保证金属不损 失、减少矿物过磨且有用矿物达到单体解离,故原矿采 用不脱泥流程,先进行预先分级再磨矿,磨矿产品进入 浮选。 试验原则流程见图 1。 B3 63 B,0 823 - 233 8- 图 1 原则流程 3 选矿试验研究 3.1 磨矿细度试验 由于原矿嵌布粒度较细,为了保证金属单体解离, 需对矿石进行细磨。 固定铅浮选药剂用量碳酸钠 1 500 g/ t、水玻璃 600 g/ t、六偏磷酸钠 300 g/ t、ZnSO4 600 g/ t、Na2SO3600 g/ t、Na2S 4 000 g/ t、丁铵黑药 40 g/ t、苯胺黑药 40 g/ t。 扫选捕收剂减半,其他药剂 不添加。 磨矿细度试验流程同图 1,结果见图 2。 8*238 8*23/;5 88 8 8/;5 15 12 9 6 60 50 40 30 60 70 80 90 -0.074 mm40/4 图 2 磨矿细度试验结果 由图 2 可知,随着磨矿细度变细,铅粗精矿铅品位 增大,锌品位降低,铅回收率先增大后降低,表明磨矿细 度越细,越利于矿物单体解离,但粒度太细也会影响铅 回收率,因此确定磨矿细度为-0.074 mm 粒级占 80%。 3.2 铅粗选条件试验 3.2.1 碳酸钠用量试验 碳酸钠既可调节矿浆 pH 值, 也可起到分散矿泥的作用。 固定磨矿细度-0.074 mm 粒 级占 80%,其他药剂用量分别为水玻璃 600 g/ t、六偏 磷酸钠 300 g/ t、ZnSO4600 g/ t、Na2SO3600 g/ t、Na2S 4 000 g/ t、丁铵黑药 40 g/ t、苯胺黑药 40 g/ t。 扫选捕 收剂减半,其他药剂不添加。 碳酸钠用量试验结果见 图 3。 8 8/;5 15 12 9 6 3 0 60 50 40 30 0 500 1000 1500 2000 图 3 碳酸钠用量试验结果 由图 3 可知,随着碳酸钠用量增加,铅粗精矿铅品 位及回收率增大,锌品位略有降低,铅回收率增大。 综 合考虑确定碳酸钠用量为 1 500 g/ t。 3.2.2 脉石抑制剂用量试验 原矿脉石主要以石英 和方解石为主,据文献报道,水玻璃和六偏磷酸钠分别 对石英和方解石抑制效果好,同时具有分散矿泥和碳 泥的作用[9],可达到不脱泥条件下对浮选影响较小的 效果。 通过条件试验,确定二者用量比例为 2 ∶1(质量 比)。 固定磨矿细度-0.074 mm 粒级占 80%,其他药 剂用量分别为 碳酸钠 1 500 g/ t、 ZnSO4600 g/ t、 Na2SO3600 g/ t、Na2S 4 000 g/ t、丁铵黑药 40 g/ t、苯胺 黑药 40 g/ t。 扫选捕收剂减半,其他药剂不添加。 试 验结果见图 4。 5;E/AD0DA4g t-1 8*238 8*23/;5 18 15 12 9 6 3 60 55 50 45 40 0 300 600 900 1200 1500 88 8 8/;5 图 4 脉石抑制剂用量试验结果 由图 4 可知,随着组合抑制剂用量增大,铅粗精矿 55第 4 期刘子帅等 广东某铅锌矿选矿试验研究 铅品位增大,铅回收率先增加后降低。 当抑制剂用量过 大时,矿物表面会吸附大量六偏磷酸钠阴离子,阻止捕 收剂的吸附,从而抑制铅矿物的浮选。 因此确定脉石 抑制剂总用量为 1 200 g/ t,其中水玻璃用量 800 g/ t, 六偏磷酸钠用量 400 g/ t。 3.2.3 锌抑制剂用量试验 矿石中锌以闪锌矿为主, 铅浮选时需控制锌上浮。 硫酸锌和亚硫酸钠是常用的 锌抑制剂,二者组合使用时产生的协同作用可产生较好 的抑制效果,探索试验确定硫酸锌与亚硫酸钠用量比例 为 2∶1(质量比),亚硫酸钠过量可抑制方铅矿。 固定磨 矿细度-0.074 mm 粒级占 80%,其他药剂用量分别为 碳酸钠 1 500 g/ t、水玻璃 800 g/ t、六偏磷酸钠 400 g/ t、 Na2S 4 000 g/ t、丁铵黑药40 g/ t、苯胺黑药40 g/ t。 扫选 捕收剂减半,其他药剂不添加。 试验结果见图 5。 E/AD0DA4g t-1 8*238 8*23/;5 15 12 9 6 3 0 60 50 40 30 600 900 1200 1500 88 8 8/;5 图 5 锌抑制剂用量试验结果 由图 5 可知,随着抑制剂用量增大,铅粗精矿铅品 位增大,锌品位和铅回收率降低。 综合考虑确定锌组 合抑制剂总用量为 900 g/ t,其中硫酸锌用量 600 g/ t, 亚硫酸钠用量 300 g/ t。 3.2.4 硫化钠用量试验 硫化钠是氧化铅锌矿浮选 最常用的硫化剂。 有研究认为,为提高矿物选择性, 硫化钠用量比矿浆 pH 值更重要[10]。 硫化钠用量过 大不仅使矿浆 pH 值偏高,且会抑制硫化铅。 粗选固 定磨矿细度-0.074 mm 粒级占 80%,其他药剂用量分 别为碳酸钠 1 500 g/ t、水玻璃 800 g/ t、六偏磷酸钠 400 g/ t、ZnSO4600 g/ t,Na2SO3300 g/ t、丁铵黑药 40 g/ t、 苯胺黑药 40 g/ t。 扫选捕收剂减半,其他药剂不添加。 试验结果见图 6。 由图 6 可知,随着硫化钠用量增大, 铅粗精矿铅品位以及锌品位降低,铅回收率先增大后 降低,说明硫化钠用量过大,确实会对铅产生抑制,因 此确定硫化钠用量为 6 000 g/ t。 3.2.5 捕收剂用量试验 捕收剂的选择对铅回收率 至关重要,通过前期大量探索试验,对铅捕收剂进行筛 选,最终确定丁铵黑药 ∶苯胺黑药用量比例为1 ∶ 2(质 量比)的组合捕收剂对硫化铅捕收效果较好。同时试 4/6A4g t-1 8*238 8*23/;5 15 12 9 6 3 0 60 50 40 30 4000 6000 8000 10000 88 8 8/;5 图 6 硫化钠用量试验结果 验还发现,铅浮选时适当添加十八胺可回收部分难硫化 的氧化铅,进一步提高铅回收率。 对丁铵黑药+苯胺黑 药组合捕收剂和十八胺分别进行用量试验。 固定磨矿 细度-0.074 mm 粒级占 80%,其他药剂用量分别为碳 酸钠 1 500 g/ t、水玻璃 800 g/ t、六偏磷酸钠 400 g/ t、 ZnSO4600 g/ t,Na2SO3300 g/ t、Na2S 6000 g/ t。 扫选捕 收剂减半,其他药剂不添加。 试验流程同图 1,试验结 果分别见图 7 和图 8。 8E/;0DA4g t-1 8*238 8*23/;5 15 12 9 6 3 0 60 50 40 30 60 90 120 150 88 8 8/;5 图 7 铅组合捕收剂试验结果 ;A4g t-1 8*238 8*23/;5 15 12 9 6 3 60 55 50 45 40 0 50 100 150 88 8 8/;5 图 8 十八胺用量试验结果 图 7 结果表明,随着组合捕收剂用量增大,铅粗精 矿铅品位降低,锌品位和铅回收率增大,但铅回收率增 幅较小,因此确定组合捕收剂总用量为 120 g/ t,其中 丁铵黑药用量 40 g/ t,苯胺黑药用量 80 g/ t。 图 8 结果 65矿 冶 工 程第 35 卷 表明,随着十八胺用量增大,铅回收率逐渐增大,当用 量为 100 g/ t 时效果较好。 3.3 锌粗选条件试验 3.3.1 脉石抑制剂用量试验 前期试验发现锌浮选 时,矿泥影响较大,恶化锌浮选。 而添加水玻璃和六偏 磷酸钠组合抑制剂后效果明显改善。 对二者进行用量 试验,比例为2∶1(质量比)。 固定磨矿细度-0.074 mm 粒级占 80%,其他药剂用量分别为Na2S 3 000 g/ t、 CuSO4300 g/ t、丁基黄药 80 g/ t、2#油 30 g/ t。 扫选捕 收剂减半,其他药剂不添加。 试验结果见图 9。 5;AD0DA4g t-1 *238 *23/;5 30 25 20 15 10 80 70 60 50 0 300 600 900 1200 8 /;5 图 9 脉石抑制剂用量试验结果 由图 9 可知,随着组合抑制剂用量增大,锌粗精矿 锌品位增大,锌回收率先增大后降低,说明用量过大, 也会对锌浮选产生影响。 因此确定脉石组合抑制剂总 用量为 600 g/ t,其中水玻璃用量 400 g/ t,六偏磷酸钠 用量 200 g/ t。 3.3.2 硫化钠用量试验 固定磨矿细度-0.074 mm 粒 级占 80%,其他药剂用量分别为水玻璃 400 g/ t,六偏 磷酸钠 200 g/ t、CuSO4300 g/ t、丁基黄药 80 g/ t、2#油 30 g/ t。 扫选捕收剂减半,其他药剂不添加。 试验结 果见图 10。 4/6A4g t-1 *238 *23/;5 40 35 30 25 20 80 70 60 50 1000 2000 3000 4000 8 /;5 图 10 硫化钠用量试验结果 由图 10 可知,硫化钠用量为 3 000 g/ t 时,锌粗精 矿锌回收率较高,而用量过大时,硫化锌被抑制,锌回 收率降低。 3.3.3 活化剂和捕收剂用量试验 采用硫酸铜作闪锌 矿活化剂,丁基黄药作捕收剂,2#油为起泡剂,对锌进行 浮选。 通过条件试验确定硫酸铜用量为 200 g/ t,丁基 黄药用量为 100 g/ t。 3.4 闭路试验 在前期良好的条件试验和开路试验结果基础上, 进行了闭路试验,并优化了部分药剂制度,试验流程见 图 11,试验结果见表 4。 823 B3 63 B,0 A0g/t Na2CO3 ;44843 ;4 4846 Na2S CuSO4 ,0/A 2A 400 200 4000 200 100 30 5 min 3 min 3 min 3 min 2 min -0.074 mmC80 8- 21 21 - 22 22 2 2 23 1 1 ,0/A 2A ,0/A 2A 图 11 闭路试验流程 表 4 闭路试验结果 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % PbZnAg1)PbZnAg 铅精矿5.5447.165.35363.2569.284.4958.91 锌精矿12.123.2446.5465.6610.4185.5223.30 尾矿82.340.930.807.3820.319.9917.79 原矿100.003.776.6034.16100.00100.00100.00 1) 单位为 g/ t。 75第 4 期刘子帅等 广东某铅锌矿选矿试验研究 闭路试验可获得铅精矿 Pb 品位 47.16%、Zn 品位 5.35%、Ag 含量 363.25 g/ t、Pb 回收率 69.28%、Ag 回收 率 58.91%,锌精矿锌品位 46.54%、锌回收率 85.52%的 良好指标。 4 结 语 1) 广东某铅锌矿含铅 3.74%,含锌 6.62%,铅氧 化率 52.41%,锌氧化率 27.86%。 原矿嵌布粒度较细, 并含有炭质,属难选硫化⁃氧化混合铅锌矿。 2) 试验制定了先铅后锌的原则流程,在不脱泥的 条件下,采用硫化⁃黑药法浮铅、硫化⁃黄药法浮锌,水 玻璃+六偏磷酸钠组合抑制脉石,同时分散矿泥。 铅 经一粗三精两扫、锌经一粗两精两扫的闭路试验,结果 可获得铅精矿 Pb 品位 47.16%、Zn 品位 5.35%、Ag 含 量 363.25 g/ t、Pb 回收率 69.28%、Ag 回收率 58.91%, 锌精矿锌品位 46.54%、锌回收率 85.52%的良好指标, 铅、锌、银得到较好回收。 参考文献 [1] 简 胜,杨 林. 云南某高铁氧化铅锌矿选冶工艺回收铅、锌及铁 的试验研究[J]. 矿冶工程,2014(3)37-39. 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(上接第 50 页) 4 结 语 1) 对西藏某磁赤铁混合铁矿进行了选铁试验研 究。 采用连续磨矿⁃弱磁⁃强磁选流程,针对 TFe 品位 39.23%的磁赤混合铁矿,获得了混合铁精矿产率 48.86%、 TFe 品位 63.50%、TFe 回收率 80.50%的较好选矿指标。 2) 在流程试验的基础上,对选矿生产设备进行了 优化配置。 其中破碎采用进口 CJ411 颚式破碎机及 CH430-EC、CH440-MF 单缸液压圆锥破碎机;磨矿分 级采用一个磨矿系列,MQY3600 6000 湿式溢流型球 磨机 1 台,Φ500 6 旋流器组 1 组;脱水采用 HRC 高 效浓密机和压滤机组合。 设备配置方案高效节能,经 济合理,能较好满足选矿生产要求。 参考文献 [1] 黄红军,胡岳华,扬 帆,等. 复杂难选红铁矿磁化焙烧⁃磁选工艺 及机理研究[J]. 矿冶工程, 2010(6)38-41. [2] 刘 杰,周明顺,翟立委,等. 中国复杂难选铁矿的研究现状[J]. 中国业, 2011(5)63-66. [3] 张宗旺,李 健,李 燕,等. 国内难选铁矿的开发利用现状及发 展[J]. 有色金属科学与工程, 2012(1)72-77. [4] 郭效东,辛贵强,张 茂. 西藏某碱性低磷硫磁赤混合铁矿选铁试 验研究[J]. 矿冶工程, 2012(3)61-63. (上接第 53 页) 由表 5 可以看出,矿石中镍矿物粒度略粗于铜矿 物,但它们均属较典型不均匀细粒嵌布的范畴。 仅仅从 嵌布粒度上分析,欲将镍矿物与铜矿物分开独立回收, 磨矿细度-0.052 mm 较为合适,此时大约 95%的镍矿物 和 85%的铜矿物可呈单体状态产出;但欲将各金属硫化 物以及它们的集合体一起回收,在初选阶段磨矿细度 -0.105 mm 左右即可,此时-0.074 mm 粒级约占 85%。 4 结 论 1) 镍矿物和铜矿物主要为不规则粒状,与嵌连矿 物之间的关系均较为复杂。 必须通过足够细磨才能使 它们得到较好的解离,以保证镍精矿和铜精矿的质量。 从矿物组成和产出形式分析,先获得硫化物粗精矿再 进行铜镍分离应是选矿试验的重点。 2) 镍矿物和铜矿物粒度不均匀,矿物部分呈微粒状 产出,即使细磨也将呈连生体产出,如将其回收到精矿中 势必影响精矿质量,不回收则将影响镍和铜的回收率。 3) 虽然有利于目的矿物解离的蛇纹石、滑石、绿 泥石等硬度低的鳞片状脉石含量较高,但磨矿、搅拌过 程中它们均极易生成细泥而恶化分选环境,因此强化 脱泥作业可能将在一定程度上改善分选指标。 4) 矿石中硅酸镍所占比例较大,这是采用浮选作 业分选矿石中镍矿物时镍回收率偏低的主要原因。 参考文献 [1] 黄建芬,余江鸿. 新疆某低品位铜镍矿选矿试验研究[J]. 金属矿 山,2011(11)92-95. [2] 邢方丽,肖宝清. 新疆某低品位铜镍矿选矿试验研究[J]. 有色金 属(选矿部分),2010(1)20-25. 85矿 冶 工 程第 35 卷