西藏某难选氧化铅矿浮选试验研究.pdf
西藏某难选氧化铅矿浮选试验研究 ① 张祥峰, 孙 伟, 刘润清, 穆迎迎 (中南大学 资源加工与生物工程学院, 湖南 长沙 410083) 摘 要 针对西藏某高银难选氧化铅矿,采用先选硫化矿后选氧化矿的优先浮选流程,使用自主研发的 OBF 捕收剂浮选白铅矿,丁 铵黑药浮选方铅矿,水玻璃作硅酸盐脉石矿物抑制剂,并利用巯基苯胼噻唑加强对银的回收,最终取得硫化铅精矿含铅 50.03%、氧 化铅精矿含铅 34.50%、铅总回收率 73.10%,硫化铅精矿含银 10 576.22 g/ t、银回收率 66.52%的综合浮选指标。 关键词 浮选; 白铅矿; 巯基苯胼噻唑; 水玻璃 中图分类号 TD923文献标识码 Adoi10.3969/ j.issn.0253-6099.2015.05.010 文章编号 0253-6099(2015)05-0035-04 Beneficiation Test of Refractory Oxidized Lead Ore from Tibet ZHANG Xiang⁃feng, SUN Wei, LIU Run⁃qing, MU Ying⁃ying (School of Minerals Processing and Bioengineering, Central South University, Changsha 410083, Hunan, China) Abstract To beneficiate a refractory oxidized lead ore from Tibet, a selective flotation was adopted to recover sulfide minerals before oxidized ones. OBF, a self⁃developed collector, and ammonium dibutyl dithiophosphate were used respectively to collect cerussite and galena, while sodium silicate was used to depress silicate gangues and mercaptobenzothiazole was introduced to intensify the silver recovery. The closed⁃circuit flotation test resulted in a galena concentrate grading 50.03% Pb and a cerussite concentrate grading 34.50% Pb, respectively, with the total Pb recovery up to 73. 10%. Meanwhile, the silver grade of the obtained galena concentrate stayed at 10 576. 22 g/ t with the corresponding 66.52% recovery. Key words flotation; cerussite; mercaptobenzothiazole; sodium silicate 自然界中,铅主要以硫化态方铅矿与氧化态白铅 矿的形式存在[1]。 白铅矿属碳酸盐类,是方铅矿在地 表经氧化后的次生矿物,晶体为板状或假六方双锥状, 多呈致密块状集合体、钟乳状或土状。 通常与方铅矿 一起作为提取铅或制备各种铅化合物的矿石原料。 氧化铅矿的主要组成矿物是白铅矿及铅矾,均属 次生矿物,是原生矿受风化作用及含有碳酸盐的地下 水作用而逐渐形成的。 由于成因不同,氧化铅矿常产 于铅矿体的上层,硫化铅矿则产于下层。 白铅矿是最主要的氧化铅矿物,常在硫化后采用 黄药类捕收剂浮选,但药剂用量极大,且硫化过程难以 控制[2-6]。 脂肪酸对白铅矿可浮性好,但对脉石的选 择性差。 本文针对含有大量硅酸盐粘土矿物且铅氧化 率极高的氧化铅矿,设计了深度硫化浮选的流程,采用 自主研发的铅氧化矿新型捕收剂 OBF,对原矿中的白 铅矿具有高效选择分离特性,有效降低了捕收剂用量, 并获得了良好的浮选指标,为氧化铅资源的高效综合 利用提供了技术上科学合理、经济上实用可行的新浮 选工艺流程。 1 原矿性质 矿样取自西藏,原矿组成成分复杂,原矿中含有 铅、银、锑、锌等有价金属,属于典型的难选多金属矿。 化学多元素分析结果表明,原矿中有回收价值的矿物 为铅和银,脉石矿物为石英、白云石和褐铁矿。 原矿主 要化学成分分析结果见表 1。 原矿物质组成复杂,既有 大量石膏、硫酸铜、硫酸锌等可溶盐,又有氧化过程中产 生的大量赭土和铅矾,且极易泥化,导致浮选困难。 为进一步了解铅和银在该矿石中的分布状况,对 该矿石进行了铅和银物相分析,结果分别见表 2~3。 ①收稿日期 2015-04-22 基金项目 国家自然科学基金项目(51374247);国家自然科学基金项目(51104179) 作者简介 张祥峰(1987-),男,重庆开县人,博士研究生,主要从事选矿工艺及药剂研究工作。 第 35 卷第 5 期 2015 年 10 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.35 №5 October 2015 表 1 原矿化学多元素分析结果(质量分数) / % Pb Fe2O3 ZnOS Sb2O3 MnOCuOAg1) 4.3123.801.580.690.2415.350.04230.54 NaOSiO2CaOAl2O3CK2OMgOAu1) 0.1227.8111.164.010.401.269.030.01 1) 单位为 g/ t。 表 2 铅化学物相分析结果 铅存在形式含量/ %分布率/ % 硫化铅0.7417.17 碳酸铅2.5559.16 铅铁矾1.0223.67 总铅4.31100.00 表 3 银化学物相分析结果 银存在形式含量/ (gt -1 )分布率/ % 硫化银51.8922.51 硫化物中银7.393.21 金属银117.2250.85 菱锰矿中银5.222.26 与锰结合中银12.605.47 铁矿物中银20.018.68 硅酸银16.207.02 总银230.54100.00 由表 2 可知,原矿中铅硫化物仅占全铅的 17.17%, 铅氧化率高达 82.83%,且氧化铅中以难于浮选回收的 铅铁矾形式存在的铅占总铅含量的 23.67%,矿石属于 高氧化率的难选矿石。 由表 3 可知,原矿中银存在形 式多样,其中菱锰矿中银、与锰结合中银、铁矿物中银 以及硅酸银都是浮选不可回收的银。 2 试验设备及药剂 试验采用 1.5 L 的 RK/ FDⅢ型挂槽式浮选机。 试 验用药剂主要有工业纯级的丁铵黑药、异戊黄药和 2#油,分析纯的硫化钠、巯基苯胼噻唑、十二胺、模数为 3.0 的水玻璃,以及自主研发的 OBF 捕收剂,它含有 COOH 和CNOH����基团。 3 试验及结果 3.1 开路试验流程 根据原矿性质分析,采用先选硫化矿后选氧化矿 的优先浮选流程较为合理,试验采用丁铵黑药浮选硫 化铅[7],自主研发的捕收剂 OBF 浮选氧化铅,开路试 验流程见图 1。 3.2 氧化矿浮选试验 由原矿中铅物相分析可知,铅氧化矿主要成分是 白铅矿。以水玻璃作硅酸盐脉石矿物的抑制剂[8], 原矿 磨矿 丁按黑药 琉基苯姘唆哇 2油 硫化铅 浮选 硫化铅精矿 硫化钠 水玻璃 OBF 氧化铅 浮选 氧化铅精矿尾矿 10 药剂单位g/t 图 1 开路浮选流程 分别试验了硫化⁃异戊黄药浮选、硫化后 OBF 药剂浮 选以及油酸钠直接浮选 3 种方法浮选回收铅氧化矿部 分,3 种方法的最佳试验结果见表 4。 表 4 表明采用硫 化⁃OBF 浮选对该氧化铅矿的浮选效果较好,且 X 射 线衍射分析结果表明氧化矿精矿中铅主要为白铅矿。 表 4 氧化矿浮选方法对比试验结果 方法品位/ %回收率/ % 硫化⁃异戊黄药法10.1643.91 硫化⁃OBF 法11.0254.64 油酸钠直接浮选法4.2116.54 3.3 磨矿细度条件试验 原矿中有用矿物和脉石矿物伴生关系复杂,嵌布 粒度细,必须充分磨矿,从而保证有用矿物和脉石矿物 的解离[9]。 在图1 所示流程中,硫化铅浮选过程中,丁 铵黑药 100 g/ t,巯基苯胼噻唑 45 g/ t,2#油 10 g/ t;白 铅矿浮选时,硫化钠用量 1 500 g/ t,水玻璃 2 000 g/ t, OBF 120 g/ t。 不同磨矿细度条件下所得铅、银精矿品 位和回收率变化关系如图 2~3 所示。 综合比较图 2 和 图 3 可知,当磨矿细度在-0.075 mm 粒级占 85%左右 时,有用矿物和脉石矿物达到充分解离,且不会过粉碎, 硫化铅精矿中铅回收率 氧化铅精矿中铅回收率 铅回收率/ 铅品位/ -0.075 mm粒级含量/ 硫化铅精矿中铅品位 氧化铅精矿中铅品位 18 16 14 12 10 8 100 80 60 40 20 0 5060708090100 回 回 回 回回 @ @ @ @@ A A AAA A 回 @A A AA A A 图 2 磨矿细度对铅精矿品位和回收率的影响 63矿 冶 工 程第 35 卷 银回收率/ 银品位/g t-1 -0.075 mm粒级含量/ 3000 2800 2600 2400 2200 2000 100 80 60 40 20 0 5060708090100 回 银品位 银回收率 回 A 回 A 回回 回 A A A A 图 3 磨矿细度对硫化铅精矿中银品位和回收率的影响 浮选精矿达到最佳的综合品位和回收率。 因此,确定 磨矿细度为-0.075 mm 粒级占 85%。 3.4 硫化铅浮选药剂用量条件试验 在弱碱性矿浆中,丁铵黑药对方铅矿和硫化银都 具有良好的捕收能力,同时有很好的起泡性能[10]。 在 浮选硫化铅的过程中,使用巯基苯胼噻唑加强对单质 银的回收[11]。 采用正交试验法,确定磨矿细度为 -0.075 mm 粒级占 85%,2#油用量 10 g/ t。 在巯基苯 胼噻唑 45 g/ t 时,不同丁铵黑药用量下所得硫化铅精 矿中铅品位和回收率变化关系如图 4 所示;在丁铵黑 药用量为 100 g/ t 时,硫化铅精矿中银品位和回收率随 巯基苯胼噻唑用量变化关系如图 5 所示。 铅回收率/ 铅品位/ 20 18 16 14 12 10 18 16 14 12 10 8 6080100120140 回 铅品位 铅回收率 回 回 回 回 回 A A A A A A 丁按黑药用量/g t-1 图 4 硫化铅精矿中铅品位和回收率随丁铵黑药用量变化关系 银回收率/ 银品位/g t-1 3000 2800 2600 2400 2200 2000 100 80 60 40 20 0 1503045607590 回 银品位 银回收率 回 回 回 回 回 A A AA A A 琉基苯姘唆哇用量/g t-1 图 5 硫化铅精矿中银品位和回收率随巯基苯胼噻唑用 量变化关系 由图 4 和图 5 可知,当丁铵黑药和巯基苯胼噻唑 用量分别为 100 g/ t 和 45 g/ t 时,硫化铅精矿中铅和银 的综合回收达最佳效果。 3.5 氧化矿浮选药剂用量条件试验 硫化钠用作调整剂,既能调节矿浆 pH 值,又能在 白铅矿表面作用生成硫化铅薄膜,从而活化白铅矿,有 利于白铅矿的浮选[12]。 原矿中含有大量硅酸盐矿物, 因此选用水玻璃作抑制剂。 分别考察了调整剂硫化 钠、抑制剂水玻璃以及捕收剂 OBF 用量对氧化铅浮选 的影响,结果分别见图 6~8。 铅回收率/ 铅品位/ 12 10 8 6 4 2 100 80 60 40 20 0 050010001500200025003000 回 铅品位 铅回收率 回 回 回 回回 回 A A A AAA A 硫化钠用量/g t-1 图 6 硫化钠用量对白铅矿精矿中铅品位和回收率的影响 (水玻璃 2 000 g/ t,OBF 120 g/ t) 铅回收率/ 铅品位/ 15 13 11 9 7 5 100 80 60 40 20 0 010002000300050004000 回 铅品位 铅回收率 回A 回 A回 A 回 A 回 A A 水玻璃用量/g t-1 图 7 水玻璃用量对氧化铅精矿中铅品位和回收率的影响 (硫化钠 1 500 g/ t,OBF 120 g/ t) 铅回收率/ 铅品位/ 15 13 11 9 7 5 100 80 60 40 20 0 40100160220 回 铅品位 铅回收率 回 回 回回 回 回 A A A A A A A OBF用量/g t-1 图 8 OBF 用量对氧化铅精矿中铅品位和回收率的影响 (硫化钠 1 500 g/ t,水玻璃 2 000 g/ t) 由图 6 可知,硫化钠用量对氧化铅精矿中铅品位 73第 5 期张祥峰等 西藏某难选氧化铅矿浮选试验研究 和回收率都有极大影响。 硫化钠用量低于 1 500 g/ t 时,氧化铅精矿中铅品位和回收率都随着硫化钠用量 增加而增大;当硫化钠用量超过 1 500 g/ t 时,氧化铅 精矿中铅品位和回收率基本保持不变,因而确定硫化 钠的适宜用量为 1 500 g/ t。 从图 7 可知,水玻璃用量 仅对氧化铅精矿中铅品位有较大影响,对回收率影响 微弱。 水玻璃用量低于 2 000 g/ t 时,氧化铅精矿中铅 品位随着水玻璃用量增加而升高;当水玻璃用量高于 2 000 g/ t 时,氧化铅精矿中铅品位基本保持不变,因此 确定水玻璃用量为 2 000 g/ t。 由图 8 可见,氧化铅精 矿中铅品位随着 OBF 用量增大而降低,回收率随 OBF 用量增大而升高,在 OBF 用量为 120 g/ t 时,所得综合 结果较佳,因此确定 OBF 用量为 120 g/ t。 综上所述,确定开路流程磨矿细度为-0.075 mm 粒级占 85%,硫化矿浮选使用丁铵黑药 100 g/ t,巯基 苯胼噻唑 45 g/ t,2#油 10 g/ t;氧化铅浮选使用硫化钠 1 500 g/ t,水玻璃 2 000 g/ t;OBF 120 g/ t。 3.6 闭路试验 经开路条件试验,确定了磨矿细度及药剂用量。 对原矿进行闭路浮选试验,采用硫化矿“一粗二精一 扫”、氧化矿“一粗二精二扫”的浮选闭路流程,流程见 图 9,结果见表 5。 原矿采用先选硫化矿后选氧化矿的 优先浮选流程,使用丁铵黑药浮选硫化铅,并利用巯基 苯胼噻唑加强对银的捕收;采用硫化 OBF 药剂浮选氧 化铅,并利用水玻璃抑制硅酸盐矿物,最终取得硫化铅 精矿含铅50.03%、铅回收率16.83%、含银10576.22 g/ t、 原矿 磨矿 药剂单位g/t -0.075 mm占85 硫化铅 粗选 精选 1扫 选 精选 2 100 45 10 丁按黑药 琉基苯姘唆哇 2油 40 30 5 丁按黑药 琉基苯姘唆哇 2油 20 15 丁按黑药 琉基苯姘唆哇 氧化铅 粗选 精选 1扫选 1 精选 2扫选 2 氧化铅精矿 硫化铅精矿 尾矿 1500 2000 120 硫化钠 水玻璃 OBF 500 60 硫化钠 OBF 1000水玻璃 500水玻璃 60OBF 图 9 闭路试验流程 表 5 闭路试验结果 产品 名称 产率 / % Pb 品位 / % Ag 品位 / (gt -1 ) Pb 回收率 / % Ag 回收率 / % 硫化铅精矿1.4550.0310 576.2216.8366.52 氧化铅精矿7.0334.50178.7356.275.45 尾矿91.521.2770.6126.9028.03 原矿100.004.31230.54100.00100.00 银回收率 66.52%,氧化铅精矿含铅 34.50%、铅回收率 56.27%的浮选指标。 4 结 论 1) 原矿矿石性质复杂,铅氧化率高达 82.83%,属 难选氧化铅矿,但含银量高,回收价值大。 2) 自主研发药剂 OBF 在硫化条件下能高效捕收 白铅矿,比传统的异戊黄药的浮选效果好,且药剂用量 低,能有效提高综合经济效益,为铅氧化矿的浮选回收 提供了新的工艺技术,具有重要指导意义。 3) 原矿采用先选硫化矿后选氧化矿的优先浮选 流程,使用丁铵黑药浮选硫化铅,并利用巯基苯胼噻唑 加强对银的捕收;采用硫化 OBF 药剂浮选氧化铅,并 利用水玻璃抑制硅酸盐矿物,最终取得硫化铅精矿含 铅 50.03%、铅回收率 16.83%、含银 10 576.22 g/ t、银回 收率 66. 52%,氧化铅精矿含铅 34. 50%、铅回收率 56.27%的浮选指标。 参考文献 [1] 李卫锋,杨安国,郭学益,等. 河南铅冶炼的现状及发展思考[J]. 中国金属通报,2009 (15)34-37. [2] 张 晶,简 胜,王少东,等. 云南某含碳铅锌矿浮选回收铅锌试 验研究[J]. 矿冶工程,2014(4)55-58. [3] 曹 飞,吕 良,李文军,等. 豫西某难选铅锌矿选矿试验研究 [J]. 矿冶工程,2013(6)36-37. [4] 李辉跃,曾尚林. 国外高品位复杂铅锌矿选矿工艺研究[J]. 矿冶 工程,2013(3)66-68. [5] 王成行,叶富兴,童 雄,等. 云南某富银硫化铅锌矿中伴生银的 综合回收研究[J]. 矿冶工程,2013(4)67-69. [6] 李来顺,刘三军,朱海玲,等. 云南某氧化铅锌矿选矿试验研究 [J]. 矿冶工程,2013(3)69-73. [7] 覃文庆,姚国成,顾帼华,等. 硫化矿物的浮选电化学与浮选行为 [J]. 中国有色金属学报,2011,21(10)2673-2676. [8] 王成行,童 雄,孙吉鹏. 水玻璃在选矿中的应用与前景的分析 [J]. 国外金属矿选矿,2008,45(10)6-10. [9] 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,2011,31(3)35-39. [10] 王红梅,荆 平,孙 阳,等. 陕西某氧化铅锌矿选矿试验研究 [J]. 矿产综合利用,2009(5)11-13. [11] 崔洪山. 自然金和银金矿浮选评述[J]. 国外金属矿选矿,2002, 39(1)4-17. [12] 陈经华,孙传尧. 白铅矿浮选体系中硫化钠作用机理研究[J]. 国外金属矿选矿,2006(2)19-20. 83矿 冶 工 程第 35 卷