内蒙古某铅锌伴生银矿综合回收试验研究.pdf

第3 3 卷 2 0 1 3 年1 月 矿冶工程 M l N 玳GA N D ～I E i r - L L U R G l C A LE N G ⅢE E R l N G 、，0 1 ．3 3 J a n u a r y2 0 13 内蒙古某铅锌伴生银矿综合回收试验研究① 杨备，刘旭，刘卫，常庆伟 长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙4 1 0 0 1 2 摘要根据内蒙古某铅锌银矿的矿石性质，提出采用组合抑制剂 碳酸钠城酸锌 在低碱条件下抑锌浮铅，以乙硫氮为铅矿物 捕收剂，选铅尾矿以硫酸铜作为锌矿物的活化剂，丁基黄药作为锌矿物捕收剂，可以实现铅锌的高效分离，同时将大部分伴生 银富集到铅、锌精矿中。试验可获得铅精矿含铅6 6 ．1 7 ％，银2 7 1 2 ．3 6 9 ／t ，锌3 ．5 8 ％，铅、银回收率分别为8 5 ．3 1 ％和7 9 ．4 2 ％；锌 精矿含锌4 8 ．0 2 ％，A g l 0 1 ．7 9 鲈，铅0 ．8 2 ％，锌、银回收率分别为9 0 ．9 0 0 ／0 和8 ．5 7 ％。银在铅、锌精矿中的总回收率达到8 7 ．9 9 0 ／o 。 关键词铅锌银矿组合抑制剂；铅锌分离 中图分类号T D 9 2 3文献标识码A 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 3 Z 1 ．0 0 11 - 0 5 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nC o m p r e h e n s i v eR e c o v e r yo f aL e a dz i n c ．a s s o c i a t e dS i l v e ro r e ‘I n n e rM o n g o l i a L e a o - Z l na t e d1 1 vi n1 n na - U r eT Ⅵ． Y A N GB e i ，L I UX u ，L I UW e i ，C H A N GQ i n g - w e i C h a n g s h aR e s e a r c hI n s t i t u t eo f M i n i n ga n d M e t a l l u r g yC oL T D ，C h a n g s h a4 1 0 0 1 2 ，H u n a n ，C h i n a A b s t r a c t A c c o r d i n gt ot h ep r o p e r t i e so fal e a d - - z i n c a s s o c i a t e ds i l v e ro r ei nI n n e rM o n g o l i a , a d o p t i n gz i n cs u p p r e s s i o na n dl e a d f l o t a t i o np r o c e s si no r d e rt oa c h i e v el e a d - z i n cs e p a r a t i o n ．L e a df l o t a t i o nw a sf i r s t l yc a r r i e do u tw i t hd i e t h y ld i t h i o e a r b a m a t ea s c o l l e c t o ra n dN a 2 C 0 3 Z n S 0 4a sc o m b i n e dd e p r e s s a n t s , a n dt h e nt h et a i l i n g sw e r eu s e df o rz i n cf l o t a t i o nw i t hC u S 0 4a sa c t i v a t o r , b u t y lx a n t h a t ea sc o l l e c t o rA s s o c i a t e ds i l v e rm i n e r a l sw e r ee n r i c h e di nl e a dc 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 ．B ya d o p t i n gt h i s p r o c e s s ，l e a dc o n c e n t r a t eo f 6 6 ．1 7 ％P bW a so b t a i n e dw i t h2 7 1 2 ．3 6g ／tA ga n d3 ．5 8 ％Z n , a n dt h er e c o v e r yo f P ba n dA gW a s8 5 ．3 1 ％ a n d7 9 ．4 2 ％，r e s p e c t i v e l y ．Z i n cc o n c e n t r a t eo f 4 8 ．0 2 ％Z n ，1 0 1 ．7 9 鲈A ga n dO ．8 2 ％P bW a sa l s oo b t a i n e d ，a n dt h er e c o v e r yo f Z na n d A gw a s 9 0 ．9 0 ％a n d8 ．5 7 ％r e s p e c t i v e l y ．8 7 ．9 9 ％s i l v e rw a se n r i c h e di nl e a da n dz i n cc o n c e n t r a t e s ． K e yw o r d s l e a d z i n c s i l v e ro r e ；c o m b i n e ds u p p r e s s a n t ；l e a da n ds e p a r a t i o n 铅锌矿作为重要的有色金属矿产资源在国民经 济中具有重要作用，铅锌金属广泛应用于机械、电 气、军事、冶金、化学、轻工业等领域。我国铅锌 资源比较丰富，约占世界总量的2 0 ％以上，主要分布 在云南、内蒙古、甘肃、广西、广东、湖南、江西、 陕西、四川和新疆等省区【1 。2 】。硫化铅锌矿中常伴生 有银等贵金属元素，在最大限度提高铅锌回收率的 同时，经济有效地回收其伴生的有价元素具有十分 重要的意义。本研究针对内蒙古某铅锌伴生银矿， 进行了详细的工艺矿物学研究和选矿试验研究，采 用优先选别流程，使用组合抑制剂 碳酸钠 硫酸锌 在低碱条件下抑锌浮铅，避免传统的高碱条件下铅 锌硫化矿的浮选，实现了铅锌矿物的高效分离，同 时使伴生银较大限度地富集到铅、锌精矿中，在一 定程度上克服了伴生银回收率低的弊端。 1矿石性质 矿石中金属矿物主要是闪锌矿和方铅矿，次为 黄铁矿、毒砂和少量白铁矿、黄铜矿；脉石矿物以 透辉石居多，其次是石英、长石、石榴石、阳起石、 方解石等。原矿化学多元素分析结果见表l ，主要矿 物的化学物相结果见表2 ，主要矿物x 射线能谱成分 见图1 和图2 。 矿石中的有用矿物主要为方铅矿、闪锌矿和一 定量的伴生银矿物，方铅矿多呈不规则粒状或团块 状以浸染状的形式嵌布在脉石中，少数与黄铁矿或 闪锌矿交生。闪锌矿的产出形式与方铅矿大致相同， 但形态较方铅矿复杂，与脉石之间的接触界线多为 ①收稿日期2 0 1 2 ．1 2 ．1 0 作者简介杨备 1 9 8 6 - ，男，浙江温州人，工程师，硕士，主要从事选矿技术研究。 万方数据 矿冶工程第3 3 卷 表l原矿化学多元素分析结果 质量分数 ／％ 1 单位为鲈。 表2 矿石中主要矿物的化学物相分析结果 铅相繁肾 锌相 繁肾 硫化铅I ．0 38 5 ．8 3硫化锌2 ．i 19 0 ．5 6 碳酸铅 O ．0 54 ．1 7 碳酸锌0 ．0 9 3 ．8 6 氧化铅0 0 97 ．5 0硫酸锌痕量一 铅铁矾0 ．0 32 ．5 0锌铁尖晶石0 ．1 35 ．5 8 合计1 ．2 01 0 0 ．0 0合计2 ．3 31 0 0 ．0 0 图1 方铝矿的x 射线能谱成分图 图2 闪锌矿的X 射线能谱成分图 不平直的锯齿状或港湾状。由于类质同像置换，矿 石中闪锌矿普遍含铁较高而具铁闪锌矿的特征，平 均含Z n5 4 ．6 5 ％，因此很难通过选矿获得较高品位的 锌精矿。矿石中方铅矿是银的主要载体矿物，平均 含银2 7 0 0g ／t ，因此铅的回收率很大程度上决定了银 的回收率。 矿石的氧化程度较低。如果选矿能将方铅矿和 闪锌矿全部回收，可获得的理论技术指标铅精矿 产率1 ．3 9 ％、铅回收率8 5 ．8 3 ％；锌精矿产率4 ．3 1 ％、 锌回收率9 0 ．5 6 ％。 2 流程方案选择 根据工艺矿物学研究结果，原矿中具有回收价值 的金属主要为铅和锌，且主要以硫化物态形式存在， 而银主要以伴生金属的形式存在于铅锌矿物中，因此， 试验中主要考虑针对铅和锌矿物的有效回收。 国内外对铅锌矿的研究都比较多，通常以浮选法 为主，一般采用混合浮选流程和优先浮选流程，少数 采用等可浮或重．浮联合流程，对本矿石，因硫化矿 含量高，故全浮流程不予考虑，而铅锌分离本来就很 困难，如混浮在一起，势必进一步增大铅锌分离的难 度【3 】，故部分混合浮选流程与等可浮流程也不宜采用， 因此本文着重考虑铅．锌直接优先浮选流程。 3 试验结果及讨论 3 ．1 铅浮选条件试验 3 ．1 ．1磨矿细度试验欲使铅锌有用矿物在浮选过 程中有效分离富集，必须控制矿石的磨矿条件，以 达到矿石的有效单体解离，因此进行了磨矿细度试 验。试验流程见图3 ，试验结果见图4 。 精矿尾矿 图3 磨矿细度试验流程 - o ．* 7 5 m , l t 级含“ I t ／* ／． 图4 磨矿细度试验结果 万方数据 第3 3 卷杨备等内蒙古某铅锌伴生银矿综合回收试验研究 1 3 由图4 可知，随着磨矿细度的增加，浮选精矿 中铅品位逐渐提高，回收率有所降低，当．0 ．0 7 5m m 粒级含量超过7 5 ％时，虽然回收率逐渐提高，但精矿 品位迅速降低，说明磨矿细度较低时，矿物解离度 不够，制约了精矿品位的提高；但细度过高后，产 生的矿泥对铅的浮选回收影响较大。综合考虑，确 定适宜的磨矿细度为一0 ．0 7 5m m 粒级占7 5 ％。 3 ．1 ．2 锌抑制剂种类试验铅锌优先浮选的关键往 往在于锌的选择性抑制剂的使用，锌的抑制通常采 用单一硫酸锌或硫酸锌与其它药剂组合使用【4 1 ，由 此，对锌的不同抑制剂进行了试验，试验流程同图3 ， 试验结果见表3 。 表3 抑制剂种类试验结果 表3 结果表明，与单独使用硫酸锌相比，硫酸锌 与石灰组合使用时，精矿中铅的回收率有所提高， 但是铅品位和锌的选择性抑制效果都有所下降；当 硫酸锌分别和碳酸钠及亚硫酸钠组合使用时，对铅 精矿中铅品位的提高较为有利，特别是硫酸锌与亚 硫酸钠组合使用时，对锌的选择性抑制效果较为明 显，铅精矿中含锌最低，但铅的回收率也相对较低； 硫酸锌和碳酸钠组合使用时，在有效抑制锌的同时， 对铅的品位和回收率的提高都较为有利。综合考虑， 选择硫酸锌与碳酸钠组合作为锌的抑制剂。 为避免在磨矿过程中产生的难免离子和重金属 离子对锌矿物的活化，将抑制剂 硫酸锌 碳酸钠 加 入磨机，结果表明，抑制剂加入磨机后对精矿中铅 品位的提高较为有利。 3 ．1 ．3 抑制剂用量试验确定采用组合抑制剂 碳酸 钠 硫酸锌 ，考察其用量对铅粗选的影响，试验采 用二因素三水平析因法进行，试验流程同图3 ，试验 取值见表4 ，试验结果见表5 。由表5 可见，随着碳 酸钠用量增加，精矿产率逐渐提高，铅品位逐渐降 低，随着硫酸锌用量增加，铅精矿中锌含量逐渐降 低，铅品位逐渐提高，当组合抑制剂碳酸钠 硫酸锌 的用量为1 0 0 0g ／t 1 0 0 0 趴时，精矿铅品位及其回 收率均达到相对较高的水平，因此，适宜的碳酸钠 硫酸锌用量为1 0 0 0 卧 1 0 0 0 趴。 表4 各因素各水平的取值 水平 因素 N a 2 c 0 3 ／丑t ／ g t - I z n s o , 量， g t q A B 表5 组合抑制剂试验结果 万方数据 1 4 矿冶工程第3 3 卷 3 ．1 ．4 捕收剂种类及用量试验探索性试验考察了 异丁基黄药、苯胺黑药、丁铵黑药、乙硫氮、乙硫 氮 丁铵黑药、乙硫氮 异丁基黄药等捕收剂对铅浮 选的影响，结果表明单独使用乙硫氮、黄药和黑药 时，乙硫氮、异丁黄药和苯胺黑药都能保证较好的 精矿品质，丁胺黑药由于具有一定的起泡能力，浮 选过程中泡沫夹带较大，使得精矿品位较低；异丁 黄药对铅的捕收无选择性，精矿含锌较高；苯胺黑 药单独作捕收剂时，精矿铅回收率较低。乙硫氮与 丁铵黑药、异丁黄药、苯胺黑药组合使用时，均能 产生正协同效应【5 l ，有效弥补各自单独使用时的不 足，但是普遍对铅的选择性捕收作用不强。综合考 虑，确定以乙硫氦为铅浮选捕收剂。同时在此试验 基础上考察了乙硫氮的用量对铅粗选的影响，试验 结果见图5 。由图5 可见，随着捕收剂乙硫氮用量增 加，精矿铅品位逐渐降低，回收率逐渐升高，综合 品位和回收率的关系，适宜的捕收剂用量为6 0 卧。 图5 捕收剂用量试验结果 蓬 鼍 毫【 回 3 ．1 ．5 铅精选试验为了强化铅精选时锌矿物和黄 铁矿的抑制，适当提高矿浆p H 值并控制在1 0 左右， 并加入适量的Z n S 0 4 可以提高铅精矿产品的质量。 试验结果表明，经过三次精选后，可使铅精矿产品 中铅品位达到6 9 ．8 2 ％、回收率为6 1 ．5 5 ％。 3 ．2 锌浮选条件试验 3 ．2 ．1硫酸铜用量试验闪锌矿的自然可浮性较 差，尤其是在选铅过程中受到了硫酸锌的抑制，活 性进一步降低，加入活化剂硫酸铜后，在闪锌矿表 面形成疏水膜，闪锌矿的可浮性大为增强【6 】，而活化 剂硫酸铜的用量直接影响了闪锌矿的活化程度，决 定了其活性离子在闪锌矿表面的吸附量和表面活性 膜的牢固程度，所以在选锌作业时必须先将锌活化。 试验采用硫酸铜作活化剂，考察硫酸铜用量对锌粗 选的影响，试验结果见图6 。由图6 可见，随着硫酸铜 用量增加，锌精矿锌品位和回收率都逐渐提高，当用 量超过2 0 0g ／t 时，锌精矿品位和回收率基本不变。适 宜的硫酸铜用量为2 0 0g ／t 。 硫酸铜用t l ／ g ．r 1 图6 硫酸铜用量试验结果 3 ．2 ．2 捕收剂用量试验锌经硫酸铜活化后通常采 用异丁基黄药作为捕收剂。考察了异丁基黄药用量 对锌浮选行为的影响，试验结果见图7 。由图7 可见， 随着异丁基黄药用量的增加，锌精矿锌回收率随之升 高，但用量过高后，锌精矿锌品位下降较多，综合考 虑，确定异丁基黄药用量为4 0 酚。 图7 异丁基黄药用量试验结果 3 ．2 ．3 锌精矿精选试验为进一步提高锌精矿品 位，对锌粗精矿进行精选试验，由锌粗精矿化学分 析结果可知，锌粗精矿含砷高达2 ．5 4 ％，因此，在锌 精选作业采用石灰调浆，确保矿浆p H 值大于11 并 配合C a O O 2 强化对毒砂的抑制，结果表明，锌粗 精矿经过三次精选可获得锌品位5 2 ．2 8 ％、锌回收率 8 1 ．1 3 ％的锌精矿，精矿含砷0 ．7 4 ％。 3 ．3 全流程闭路试验 在上述条件试验及开路流程试验的基础上，进 行了铅．锌优先浮选的全流程闭路试验。试验流程和 药剂制度见图8 ，试验结果见表6 。闭路试验结果表 明，在磨矿细度．0 ．0 7 5m m 粒级占7 5 ％的条件下，可 获得铅精矿含铅6 6 ．1 7 ％，银2 7 1 2 ．3 6g ／t ，锌3 ．5 8 ％， 铅、银回收率分别为8 5 ．3 1 ％和7 9 ．4 2 ％；锌精矿含锌 4 8 ．0 2 ％，银1 0 1 ．7 9g ／t ，铅0 ．8 2 ％，锌、银回收率分别 万方数据 第3 3 卷杨备等内蒙古某铅锌伴生银矿综合回收试验研究 銎9 0 ％和8 ‘5 7 ％；银在铅、锌精矿中的总回收鞑 4 结论 到8 7 ．9 9 ％。 ’ ⋯ ’一 锌精矿 尾矿 图8 闭路试验流程 表6 全流程闭路试验结果 1 单位为g 。 1 针对内蒙古某铅锌伴生银矿的矿石性质，以 乙硫氮为铅矿物捕收剂，碳酸钠 硫酸锌组合药剂为 锌抑制剂，在低碱条件下采用抑锌浮铅优先浮选工 艺流程来实现铅锌分离。选锌时以硫酸铜为活化剂， 异丁基黄药为捕收剂有利于锌矿物的浮选。 2 矿石中闪锌矿普遍含铁较高而具铁闪锌矿的 特征，平均含Z n5 4 。6 5 ％，因此很难通过选矿获得较 高品位的锌精矿。 3 采用组合抑制剂 碳酸钠 硫酸锌 在低碱条 件下抑锌浮铅，避免传统的高碱条件下铅锌硫化矿 的浮选，使伴生银较大限度地富集到铅、锌精矿中， 试验结果表明，在磨矿细度- 0 ．0 7 5m m 粒级占7 5 ％的 条件下，可获得铅精矿含铅6 6 ．1 7 ％，银2 7 1 2 ．3 6g ／t ， 锌3 ．5 8 ％，铅、银回收率分别为8 5 ．3 1 ％和7 9 ．4 2 ％；锌 精矿含锌4 8 ．0 2 ％，A g1 0 1 ．7 9g ／t ，铅0 ．8 2 ％，锌、银 回收率分别为9 0 ．9 0 ％和8 ．5 7 ％。银在铅、锌精矿中的 总回收率达到8 7 ．9 9 ％。 参考文献 【1 】刘守信．云南某地铅锌多金属硫化矿选矿试验研究【D 】．昆明昆明 理工大学．2 0 0 7 ． 【2 】 戴自希．世界铅锌资源和开发利用现状[ J 】．世界有色金属，2 0 0 4 3 2 2 - 2 9 ． [ 3 】 罗仙平，周贺鹏，周跃，等．提高某复杂铅锌矿伴生银选矿指标 新工艺研究【J 】．矿冶工程，2 0 11 6 3 5 - 3 9 ． 【4 】4刘杰，纪军，孙体昌，等．某复杂难选铅锌矿多金属硫化矿选 矿试验研究啊．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 0 2 1 3 - 1 6 ． [ 5 】温定斌．银铅锌混合浮选中捕收剂的应用分析m ．有色金属 选矿 部分1 ，2 0 0 4 1 3 4 - 3 6 ． 【6 】郑伦，张笃，刘运财．凡口矿高碱介质中闪锌矿浮选特性研 究【J 】矿冶工程，2 0 0 5 6 3 7 - 4 0 ． 万方数据