四川某难选低品位氧化锌矿选矿工艺试验研究.pdf

第3 2 卷第6 期 2 0 1 2 年1 2 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V o l3 2N 0 6 D e c e m b e r2 0 1 2 四川某难选低品位氧化锌矿选矿工艺试验研究① 罗仙平1 ，罗礼英1 ，杨备2 ，陈晓明1 ，吕玲芝1 1 ．江西理工大学，江西赣州3 4 1 0 0 0 2 ，长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙4 1 0 0 1 2 摘要针对N J , I 某氧化锌矿锌含量偏低、氧化程度较深，泥化严重的特点，提出了“硫化锌优先浮选一尾矿摇床脱泥一氧化锌硫化浮 选”工艺流程。在原矿锌品位为1 ．4 5 ％时，可获得锌品位3 8 ．4 2 ％、锌回收率3 2 ．6 3 ％的硫化锌精矿和锌品位3 1 ．2 4 ％、锌回收率 3 5 ．7 3 ％的氧化锌精矿，所得硫化锌精矿及氧化锌精矿累计锌品位为3 4 ．3 0 ％，锌回收率为6 8 ．3 6 ％，取得了较理想的选矿指标。 关键词选矿；氧化锌矿；硫化浮选；摇床脱泥 中图分类号T D 9 2文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 6 0 0 4 0 0 4 B e n e f i c i a t i o nT e c h n o l o g yf o rR e f r a c t o r yL o w - g r a d eZ i n cO x i d eO r e f r o mS i c h u a n L U OX i a n p i n 9 1 ，L U OL i y i n 9 1 ，Y A N GB e i 2 ，C H E NX i a o m i n 9 1 ，L UL i n g z h i l 1 ．J i a n g x iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，G a n z h o u3 4 10 0 0 ，J i a n g x i ，C h i n a ；2 ．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 dM 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 T or e c o v e rah i g h l yo x i d i z e da n ds l i m e dz i n co x i d eo r ew i t hl o wc o n t e n to fz i n cf r o mS i e h u a nP r o v i n c e ，a t e c h n o l o g i c a lf l o w s h e e tw a si n t r o d u c e dc o n s i s t i n go fp r e f e r e n t i a lf l o t a t i o no fz i n cs u l f i d e ，d e s l i m i n gb yt a b l i n ga n ds u l f u r a t i o nf l o t a t i o no fz i n co x i d e ．F r o mai M f l o f - m i n eo r ew i t haz i n cg r a d eo f1 ．4 5 ％，az i n cs u l f i d ec o n c e n t r a t ew i t hz i n c g r a d ea n dr e c o v e r yo f3 8 ．4 2 ％a n d3 2 ．6 3 ％，r e s p e c t i v e l y ，a n daz i n co x i d ec o n c e n t r a t ew i t hz i n cg r a d ea n dr e c o v e r yo f 3 1 ．2 4 ％a n d3 5 ．7 3 ％，r e s p e c t i v e l y ，w e r ep r e p a r e d ，a n dt h et o t a lz i n cg r a d ea n dr e c o v e r yw e r e3 4 ．3 0 ％a n d6 8 ．3 6 ％， r e s u l t i n gi ng o o ds e p a r a t i o ni n d e x ． K e yw o r d s b e n e f i c i a t i o n ；z i n co x i d eo r e ；s u l f u r a t i o nf l o t a t i o n ；d e s l i m i n gb yt a b l i n g 四川某氧化锌矿锌含量偏低，仅1 ．4 5 ％，矿石组 成较复杂，不仅有原生矿的残面，而且次生矿物较多， 锌矿物主要以闪锌矿、菱锌矿、异极矿形式存在，氧化 程度较深。该矿属强风化矿石，主要为松散的粉矿，含 泥量较高，对选矿造成极大的困难，本质上属低品位难 选氧化锌矿石。针对该矿的矿石性质，对其进行了详 细的选矿工艺研究，最终确定“硫化锌优先浮选一尾矿 摇床脱泥一氧化锌硫化浮选”工艺流程，并获得了较好 的选别指标。 1 矿石性质 原矿化学多元素分析结果见表1 。矿石中金属矿 物主要有闪锌矿、菱锌矿、异极矿、水锌矿、硅锌矿、方 铅矿、黄铜矿、黄铁矿、白铅矿、铅矾、孔雀石、褐铁矿 等，脉石矿物主要为方解石、石英、绢云母、白云石等； 锌矿物主要以氧化态和硫化态两种形式存在，氧化率 达6 5 ％左右。 矿物嵌布特征较复杂，闪锌矿表面被次生的水锌 矿交代残余，有的还被水锌矿呈细小薄膜状或土状粘 附；菱锌矿呈他形- 半自形粒状镶嵌，有的含有铁质呈 环带构造；异极矿呈板状、柱状，无色透明，集合体呈放 射状、扇形分布于脉石中，有的异极矿则呈脉状产出穿 切白云质岩石。该矿石为强风化矿石，主要是松散的 粉矿，含泥量较高，对选矿造成极大的困难，该矿总体 上属低品位难选氧化锌矿。 2 试验方案及设备 2 ．1 试验方案 该矿石中锌矿物主要以氧化态和硫化态两种形式 存在，目前氧化锌矿的选矿方法仍以浮选为主q ] ，因 ①收稿E t 期2 0 1 2 - 0 6 Ⅲ4 基金项目闰家自然科学基金项目 5 0 7 0 4 0 1 8 ；江西省科技支撑计划 2 0 1 1 l B B E 5 0 0 1 5 ；江两省l { { j 然科学基金项目 0 4 5 0 0 6 8 ，2 0 0 7 G Q C 0 6 4 3 作者简介罗仙平 1 9 7 3 一 ，男，湖北仙桃人，教授，博土，主要研究方向为金属矿产资源高效开发和综合利用。 巍煮 万方数据 第6 期罗仙平等四川某难选低品位氧化锌矿选矿工艺试验研究 4 l 此，本文采用“先浮选硫化锌后浮选氧化锌”的原则工 艺流程。但原矿含泥量较高，为消除矿泥对选矿过程 的有害影响，分别探索了3 种脱泥方式，即原矿预先脱 泥、原矿磨矿后直接脱泥和硫化锌浮选尾矿脱泥，通过 试验对比，最终确定采用硫化锌浮选尾矿脱泥的方案， 该方案既能优先浮选出较易浮的闪锌矿，又能消除矿 泥对氧化锌浮选的有害影响，以达到最大限度地回收 矿石中的锌矿物。 2 ．2 试验设备和药剂 试验设备包括X M Q - 2 4 0X9 0 锥型球磨机磨矿， X F D 系列单槽和X F G 系列挂槽浮选机浮选，L Y 一1 1 0 0 5 0 0X 4 3 0 系列小型摇床。试验用水为自来水，试验试剂 除捕收剂、起泡剂为工业产品外，其它均为分析纯。 3 试验结果与讨论 3 ．1 硫化锌浮选 3 ．1 ．1 N a ，S 用量试验以丁基黄药作闪锌矿浮选的 捕收剂时，由于闪锌矿表面被次生的水锌矿交代残余或 被其呈细小薄膜状及土状粘附，阻碍了丁基黄药与闪锌 矿之问的充分作用，因此需用N a s 预先硫化闪锌矿，消 除其对闪锌矿浮选的影响。为此考察了N a ，s 用量对选 矿指标的影响，试验流程见图1 ，试验结果见图2 。 原矿 N a 2 C 0 3 分散剂 C u S 0 4 丁基黄药 2 8 油 硫化锌浮选 硫化锌粗精矿尾矿 图lN a S 用量试验流程 N a 2 s 用量／ g f 1 图2N a S 用量对硫化锌粗选的影响 由图2 可见，随着N a S 用量增加，硫化锌粗精矿 中锌品位和回收率均有较大幅度的提高，当N a s 用量 增加到20 0 0g ／t 时，锌品位和回收率达到最佳指标， 所以选取N a S 用量为20 0 0g ／t 较为适宜。 3 ．1 ．2 分散剂种类及用量试验由于该矿石次生氧 化强烈，泥化程度较深，加大了选矿的难度，为消除矿 泥对浮选的有害影响，考虑添加矿泥分散剂，为此进行 了六偏磷酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠 水玻璃的对比试 验。试验结果表明，使用组合分散剂六偏磷酸钠 水 玻璃，能显著减小矿泥和可溶性盐类矿物的有害影响， 因此选取六偏磷酸钠 水玻璃组合作为分散剂，并在 此基础上考察了其总用量对硫化锌粗选的影响。试验 结果表明，随着组合分散剂用量的增加，硫化锌粗精矿 中锌品位呈逐渐上升趋势，但用量过多会影响回收率， 综合考虑分散剂总用量确定为8 0 0g ／t 。 3 ．1 ．3组合分散剂配比试验考察了组合分散剂六 偏磷酸钠 水玻璃的配比试验，固定分散剂总用量为 8 0 0g ／t ，试验流程同图1 ，试验结果见图3 。 图3六偏磷酸钠与水玻璃的配比对硫化锌粗选的影响 由图3 可见，当六偏磷酸钠与水玻璃用量配比为 1 1 时，硫化锌粗精矿中锌品位和回收率都达到最佳指 标，因此，将组合分散剂六偏磷酸钠 水玻璃的配比控 制在1 1 较为合适。 3 ．1 ．4 矿浆p H 值试验以N a c o 。作为矿浆p H 值 凋整剂，考察了矿浆p H 值对选别指标的影响，试验流 程同图1 ，试验结果见图4 。 矿浆p H f 『f f 图4 矿浆p H 值对硫化锌粗选的影晌 万方数据 4 2 矿冶工程 第3 2 卷 由图4 可见，随着矿浆p H 值从7 提高到1 0 ，粗精 矿中锌品位和回收率不断升高，但当矿浆p H 值增至 1 1 时，品位和回收率开始明显下降。从试验现象看， 矿浆发粘，脉石上浮量较大，恶化了浮选过程。因此选 取矿浆p H 值为1 0 较为适宜，此时N a C O 。用量为 60 0 0g ／t 。 3 ．1 ．5 C u S O 。用量试验C u S 0 4 是闪锌矿的一种有 效活化剂，C u 2 能在闪锌矿表面形成疏水膜，大大增 强闪锌矿的表面活性，而C u S O 。的用量直接影响闪锌 矿的活化程度‘3 j ，C u S O 。用量太少时，C u 2 会与黄药作 用生成黄原酸铜沉淀，将失去C u 2 的活化作用；C u S O 。 过量时，不仅活化闪锌矿，还活化其他金属矿物，并且 会使泡沫性质变脆，恶化浮选过程。为此，本文进行了 C u S O 。用量试验，试验流程同图1 ，试验结果见图5 。 c u s o , 用量／ g f 1 图5C u S O 。用量对硫化锌粗选的影响 由图5 可见，随着C u S O 。用量从2 0 0g ／t 增加到 6 0 0g ／t ，锌品位和回收率都有明显的提高，若继续增 加c u S Q 。用量，二者均开始下降，因此后续试验选取 C u S O 。用量为6 0 0g ／t 。 3 ．1 ．6 磨矿粒度试验固定丁基黄药用量1 4 0g ／t ， 六偏磷酸钠 水玻璃 1 1 组合药剂总用量8 0 0g ／t ， C u S O 。用量6 0 0g ／t ，按照图1 所示流程，进行了磨矿 粒度试验，结果见图6 。试验结果表明，随着磨矿粒度 变细，锌粗精矿中锌品位降低，回收率逐渐升高，当 一0 ．0 7 4m m 粒级含量／％ 图6 磨矿粒度对硫化锌粗选的影响 一0 ．0 7 4m m 粒级含量超过8 0 ％后，锌回收率开始下 降。因此选取一0 ．0 7 4m m 粒级占8 0 ％作为后续试验 磨矿粒度。 3 ．1 ．7 精选条件试验为得到合格的硫化锌精矿，进 行了精选试验，并添加适量的分散剂。试验结果表明， 经过三次精选后，可使硫化锌精矿中锌品位达到 4 1 ．2 5 ％，回收率达到2 7 ．5 0 ％。 3 ．2 氧化锌浮选 3 ．2 ．1 脱泥工艺流程选择氧化锌矿主要的选矿工 艺为硫化．胺类捕收剂浮选法【4 i ，但该法对矿泥和可溶 性盐类矿物较敏感，因为矿泥具有较大的比表面积，会 吸附胺类捕收剂，消耗药剂量，且可溶性盐类矿物和一 些脉石矿物在有氧的溶液中，与氧化锌矿接触时生成 相应的可溶盐及氢氧化物，也会污染氧化锌矿物表面， 恶化浮选过程，导致精矿产品锌品位和回收率均不理 想”o 。探索性试验结果表明，氧化锌浮选前先进行摇 床脱泥，可以消除矿泥的有害影响，获得锌品位为 5 ．6 1 ％，回收率为3 0 ．3 7 ％的氧化锌粗精矿，与不进行 摇床脱泥相比，氧化锌粗精矿锌品位提高了4 ．1 3 ％， 回收率提高了9 ．9 6 ％。可见，矿泥对氧化锌浮选影响 较大，因此选取“尾矿摇床脱泥．硫化浮选”工艺作为后 续浮选氧化锌的工艺流程，试验流程见图7 。 氧化锌粗精矿尾矿 图7 硫化锌浮选尾矿摇床脱泥一氧化锌浮选流程 3 ．2 ．2 组合分散剂用量及配比试验虽然摇床脱泥 作业丢弃了部分脉石，但大部分脉石随摇床精矿产出， 并以石英、方解石为主，为消除它们对浮选过程的影 响，仍需添加分散剂，而组合分散剂六偏磷酸钠 水玻 璃的效果最佳。确定分散剂总用量为10 0 0g ／t ，在此 基础上考察了六偏磷酸钠与水玻璃配比对氧化锌浮选 的影响，试验流程见图7 ，试验结果见图8 。 试验结果表明，当六偏磷酸钠与水玻璃用量配比 为1 1 时，氧化锌粗精矿的选矿指标较好，因此确定六 偏磷酸钠与水玻璃用量为5 0 0 5 0 0g ／t 作为后续试验 条件。 万方数据 第6 期罗仙平等四川某难选低品位氧化锌矿选矿工艺试验研究 4 3 六偏磷酸钠水玻璃 图8六偏磷酸钠与水玻璃的配比对氧化锌粗选的影响 3 ．2 ．3 N a s 用量试验N a s 是影响硫化一胺类捕收 剂浮选法浮选氧化锌的重要因素，它一方面可以调节 矿浆p H 值，使氧化锌表面带负电，创造浮选的外部条 件，同时对氧化锌矿有很好的硫化作用∞- 。考察了 N a ，S 用量对氧化锌浮选指标的影响。试验流程见图 7 ，试验结果见图9 。 N a s 用量／ g t 1 图9 硫化钠用量对氧化锌粗选的影响 由图9 可见，随着N a s 用量不断增加，锌精矿品 位和回收率均升高，当N a s 用量为15 0 0g ／t 时，氧化 锌精矿中锌品位为7 ．2 1 ％，锌回收率3 6 ．2 0 ％，因此选 取N a ，s 用量为15 0 0g ／t 作为后续试验条件。 3 ．3 工艺流程试验 在条件及开路流程试验的基础上，进行了闭路流 程试验。试验流程与药剂制度见图1 0 。采用“硫化锌 优先浮选一尾矿摇床脱泥一氧化锌硫化浮选”工艺流程， 在原矿含锌1 ．4 5 ％时，可获得锌品位3 8 ．4 2 ％、锌回收 率3 2 ．6 3 ％的硫化锌精矿和锌品位3 1 ．2 4 ％、锌回收率 3 5 ．7 3 ％的氧化锌精矿，所得硫化锌精矿与氧化锌精矿 累计锌品位为3 4 ．3 0 ％，锌回收率为6 8 ．3 6 ％。 4 结语 1 四川某氧化锌矿为强风化矿石，主要是松散的 粉矿，含泥量较高，给选矿造成极大地困难。矿石矿物 氧化锌精矿 图1 0 “硫化锌优先浮选- 尾矿摇床脱泥- 氧化锌硫化浮选”闭 路试验流程 组成较复杂，以次生矿物为主；原矿含锌仅为1 ．4 5 ％， 其中锌矿物以闪锌矿、异极矿、菱锌矿为主，锌矿物粒 级属细．中粒范围，该矿总体上属低品位难选矿石 类型。 2 根据该矿石的性质，提出采用“硫化锌优先浮 选．尾矿摇床脱泥一氧化锌硫化浮选”工艺流程来回收 该矿石中的锌矿物，在原矿含锌1 ．4 5 ％时，可获得锌 品位3 8 ．4 2 ％、锌回收率3 2 ．6 3 ％的硫化锌精矿和锌品 位3 1 ．2 4 ％、锌回收率3 5 ．7 3 ％的氧化锌精矿，所得硫 化锌精矿和氧化锌精矿累计锌品位为3 4 ．3 0 ％，锌回 收率为6 8 ．3 6 ％，取得了较为满意的选别指标。 下转第4 6 页 万方数据 矿冶工程 第3 2 卷 过滤一烘干改为浓缩．过滤。精矿压滤指标见表3 。 表3 精矿压滤技术指标 从表3 可以看出，精矿滤饼水分均控制在1 4 ％以 下，明显低于2 51 T 1 2 绳索式圆筒过滤机的精矿滤饼水 分，且运行稳定。 4 ．3 效果 ⅪZ 自动压滤机自2 0 0 7 年运行以来，经济效益和 环境效益明显。显著特点如下 1 生产成本明显降低。据初步核算，与2 5I T l 2 绳 索式圆筒过滤机 精矿需三段脱水 相比，操作人员减 少1 0 人，燃煤节约1 5 0t ／a ，水电节约8 万衫年，维修 费用节约8 万元，年节约生产成本6 0 ．5 万元。 2 处理能力大。采用2 台设备同时工作，每天生 产5 ～6h 即可完成生产任务。 3 运行可靠，机构简便，操作维护方便，自动化程 度高。 4 滤液清澈度高，可以作为回水使用，节约了清 水，环保效益好。 5 由于精矿滤饼含水率降低，汽车运输过程中不存 在精矿流淌现象，既减少了锑金属损失，又保护了环境。 4 ．4 存在的问题及建议 因浮选精矿中夹带有导爆管、木梢等杂物，妨碍电 磁阀的开关，导致电磁阀容易损坏，提高了维修难度及 生产成本。故在生产中应对浮选精矿进行严格的脱渣 控制，杂物不得进入浓缩机；另外压滤机的阀门开关控 制在时间上并不需要极速控制，因此可以选用价格较 低的、经久耐用的气动阀门。 由于硫化锑矿浮选精矿粘度大，压滤拉开卸矿时， 总有滤饼不能自动掉下，需要操作人员辅助卸矿，增加 了操作人员的劳动强度。因此操作人员应每班对滤布 进行清洗，保持滤布的清洁，同时建议厂家采取措施改 进滤饼卸矿系统。 5 结语 1 采用X J Z 2 8 ／1 0 0 0 型高效自动压滤机能够将锡 矿山硫化锑选厂难以过滤的浮选精矿滤饼水分控制在 冶炼制粒要求的水分以内，取消了烘干作业，综合成本 低，同时减少了运输费用及精矿在运输过程中的途损， 经济、环境效益明显。 2 该压滤脱水工艺简单，设备配套合理；设备结 构简单，密封陛能好，过滤介质使用寿命长，脱水效果 好；操作简单方便。对粒度小、粘度大、滤饼水分要求 高的难过滤物料具有推广应用价值。 参考文献 [ 1 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出版社， 1 9 8 7 ． [ 2 ]曾新民，潘竞虎，周建立．陶瓷过滤机在金川铜镍精矿生产中的 应用[ J ] ．有色金属，2 0 0 1 2 2 9 3 4 ． [ 3 ] 李远国．x J z 新型机械卧式自动压滤机在新塘铜矿的应用[ J ] ． 矿冶工程，2 0 0 2 2 6 5 6 6 ． 上接第4 3 页 参考文献 [ 1 ] 刘荣荣，文书明．氧化锌矿浮选现状与前景[ J ] ．国外金属矿选 矿，2 0 0 2 7 1 7 1 9 ． [ 2 ] 李玉琼，陈建华，陈晔，等．西藏某氧化锌矿浮选试验研究[ J ] ． 矿冶工程，2 0 0 9 4 2 8 3 2 ． [ 3 ]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 ． [ 4 ] 段秀梅，罗琳．氧化锌矿浮选研究现状评述[ J ] ．矿冶，2 0 0 0 ，9 4 4 7 5 1 ． [ 5 ] 刘志斌，朱从杰，江川艳．某氧化锌矿石选矿工艺研究[ J ] ，有色 金属 选矿部分 ，2 0 0 2 3 9 1 1 ． [ 6 ]陈哗，陈建华，李玉琼．异极矿氧化锌矿石浮选试验研究[ j ] ． 矿业研究与开发，2 0 0 8 ，2 8 4 3 8 4 0 ． 万方数据