云南某氧化铅锌矿选矿试验研究.pdf

第3 3 卷第3 期 2 0 1 3 年0 6 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T IIU R G I C A LE 】喇瑚N 同朗I 矾G V 0 1 ．3 3 №3 J u n e2 0 1 3 云南某氧化铅锌矿选矿试验研究① 李来顺，刘三军，朱海玲，张婷，覃文庆 中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙4 1 0 0 8 3 摘要云南某氧化铅锌矿原矿含铅】．4 4 ％，含锌7 ．0 4 ％，泥化严重，且嵌布粒度细，针对该矿石，在不脱泥的条件下，采用硫化．黄 药法浮铅和硫化- 胺法浮锌工艺流程，并对传统的药剂制度进行了改进，最终获得了铅品位为3 0 ．7 4 ％、铅回收率为6 4 ．6 6 ％的铅精 矿和锌品位为2 3 ．5 1 ％、锌回收率为7 1 ．0 2 ％的锌精矿，实现了铅、锌的分选回收。 关键词氧化铅锌矿；硫化浮选；胺类捕收剂；醚胺盐 G E - 6 1 9 中图分类号T D 9 2 3文献标识码A d o i 1 0 ，3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 - 6 0 9 9 ．2 0 1 3 ．0 3 ．0 1 9 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 3 0 3 一0 0 6 9 0 5 E x p e r i m e n t a lR e s e a r c ho nB e n e f i c i a f i o no fL e a d z i n cO x i d eO r ef r o mY u n n a n L IL a i s h u n ，L I US a n - j u n ，Z H UH a i l i n g ，Z H A N GT i n g ，Q I NW e n - q i n g S c h o o lo fM i n e r a l sP r o c e s s i n ga n dB i o e n g i n e e r i n g ，C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y ，C h a n g s h a4 1 0 0 8 3 ，H u n a n ，C h i n a A b s t r a c t T ot r e a ta l le x t r e m e l ym u d d ya n df i n e l y d i s s e m i n a t e dl c a d z i n co x i d eo r ef r o mY u n n a nw i t hP ba n dZ nc o n t e n t o f1 ．4 4 ％a n d7 ．0 4 ％，r e s p e c t i v e l y ，aP b ／Z ns e l e c t i v ef l o t a t i o nf l o w s h e e tw i t h o u tad e s l i m i n gp r o c e s sw a sa d o p t e d ， w h i c hi sc o m p r i s e do fas u l p h i d i z i n gf l o t a t i o no fl e a dm i n e r a l sw i t hx a n t h a t e 踮t h ec o l l e c t o ra n das u l p h i d i z i n gf l o t a t i o no f z i n cm i n e r a l s 而t l la m i n ea st h ec o l l e c t o r ，w i t ha no p t i m i z e dr e a g e n ts y s t e m ．F i n a l l y ，al e a dc o n c e n t r a t ew i t hP bg r a d e a n dr e c o v e r yo f3 0 ．7 4 ％a n d6 4 ．6 6 ％，a n daz i n cc o n c e n t r a t ew i t hZ ng r a d ea n dr e c o v e r yo f2 3 ．5 1 ％a n d7 1 ，0 2 ％， r e s p e c t i v e l y ，c a l lb er e c l a i m e d ，s h o w i n gt h a tl e a da n dz i n cr e s o u r c e si nt h i so r eC a n b es e p a r a t e da n dr e c o v e r e d e f f e c t i v e l y ． K e yw o r d s l e a d z i n co x i d eO r e ；s u l p h i d i z i n gf l o t a t i o n ；a m i n ec o l l e c t o r ；e t h e ra m i n es a l t s G E - 6 1 9 我国云南蕴藏着丰富的铅锌矿资源，其中大部分为 成分复杂的硫化矿和难处理氧化铅锌矿。随着矿产资 源利用程度加深，硫化铅锌矿资源目趋枯竭，人们已越 来越重视对氧化铅锌矿的回收【l ≈J 。但由于氧化铅锌 矿存在有用矿物种类繁多、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，选矿难 度大。氧化铅矿浮选的关键是硫化过程∞。J ，而氧化锌 矿浮选的根本问题是矿泥和可溶性盐的不良影响“ J 。 1 矿石性质 云南某氧化铅锌矿含铅1 ．4 4 ％，主要是白铅矿， 其次是方铅矿和铅矾，铅氧化率为8 2 ．8 8 ％；原矿含锌 7 ．0 4 ％，主要含锌矿物为菱锌矿，其次是硫化锌，锌氧 化率为8 4 ．7 9 ％。脉石矿物主要是石英、方解石和部 分云母、石膏、白云石、绿泥石。 原矿化学分析结果见表1 ，铅和锌物相分析结果 见表2 。 表l 原矿化学多元素分析结果 质量分数i ／％ 表2 原矿物相分析结果 硫酸锌痕量一 氧化锌5 ．7 18 0 ．4 2 锌硫化锌 1 ．0 81 5 ．2 1 锌铁尖晶石及其他0 ．3 1 4 ．3 7 总锌 7 ．1 01 0 0 ．0 0 ①收稿日期2 0 1 2 1 2 1 5 作者简介李来顺 1 9 8 9 一 ，男，湖南宁远人，硕士研究生，主要研究方向为有色金属矿选矿。 万方数据 矿冶工程第3 3 卷 2 药剂、设备及试验原则流程 试验药剂包括p H 调整剂碳酸钠，活化剂硫化钠， 抑制剂六偏磷酸钠和水玻璃，捕收剂乙硫氮、丁黄药、十 二胺、十八胺、醚胺盐 G E - 6 1 9 ，以及起泡剂松醇油。 所用设备主要有1 ．5L 、1L 、0 ．5LX F D 型挂槽浮 选机、X M Q - 6 7 型2 4 0 9 0 锥型球磨机、D L - 5 C 型真空 过滤机以及M B E 电热恒温鼓风干燥箱等。 针对该矿石特性进行了大量探索试验，结果表明 采用硫化一黄药浮铅和硫化- 胺法浮锌的工艺流程能够 有效回收矿石中的铅锌，且采用组合捕收剂能明显改 善浮选指标。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 条件下优先浮铅再浮锌的工艺流程。浮选试验原则流 程见图1 。 原矿 铅粗精矿锌粗精矿尾矿 图l 浮选试验原则流程 1 9 丁黄药 3 选矿试验研究 3 ．1 磨矿粒度试验 由于该矿石的嵌布粒度较细，且泥化严重，为了保 证矿物实现单体解离又不过粉碎，必须确定合理的磨 矿粒度。按照图1 流程，考察了磨矿粒度对铅锌浮选 指标的影响。铅粗选药剂用量为碳酸钠20 0 0g ／t 、硫 化钠30 0 0g ／t 、乙硫氮1 0 0g ／t 、丁黄药5 0g ／t 和松醇 油5 0g ／t ，铅浮选扫I 、扫Ⅱ不加碳酸钠，其他药剂用 量依次减半。锌粗选药剂用量为六偏磷酸钠6 0 0g ／t 、 水玻璃l2 0 0g ／t 、硫化钠1 0 0 0 0g ／t 、十八胺2 0 0g ／t 、醚 胺盐 G E - 6 1 9 2 0 0g ／t 、丁黄药1 0 0g ／t ，锌浮选扫I 、扫 Ⅱ不加六偏磷酸钠和水玻璃，其他药剂用量依次减半。 试验结果见图2 。 从图2 可以看出，随着磨矿粒度变细，铅品位略有 降低，回收率先减少后增加；锌品位逐渐增高，回收率逐 渐增加。当磨矿粒度为一0 ．0 7 4r a i n 粒级占8 9 ．9 4 ％时， - 0 ．0 7 4 啪粒缀含量／O ／o 图2 磨矿粒度试验结果 铅粗精矿品位为5 ．8 1 ％，回收率为7 2 ．8 ％；锌粗精矿 品位为1 2 ．1 1 ％，回收率为6 7 ．4 8 ％。当磨矿粒度增加 到一0 ．0 7 4r a i n 粒级占9 6 ．4 2 ％时，铅锌的回收率略有 增高，但铅品位有所降低。综合考虑，最终选定磨矿粒 度为一0 ．0 7 4m m 粒级占8 9 ．9 4 ％。 3 ．2 铅粗选条件试验 3 ．2 ．1碳酸钠用量试验 添加碳酸钠不仅能起到调 节p H 值的作用，还可以分散矿泥。选定磨矿粒度为 一0 ．0 7 4m m 粒级占8 9 ．9 4 ％进行碳酸钠用量试验，其 他药剂的用量为硫化钠30 0 0g ／t 、乙硫氮1 0 0g ／t 、丁 黄药5 0g ／t 和松醇油5 0g ／t ，铅浮选扫I 、扫Ⅱ不加碳 酸钠，其他药剂用量依次减半，结果见图3 。 由图3 可知，随着碳酸钠用量增加，铅粗精矿铅品 位稍有降低，回收率在碳酸钠用量为l0 0 0g ／t 时达到 最大值，之后随碳酸钠用量增加会有所降低，但变化不 大，考虑到后面的氧化锌浮选，选择碳酸钠用量为 30 0 0g ／t 。 零 ＼ 翅 喀 衷 碳酸钠用量／t g t 1 图3 碳酸钠用量试验结果 3 ．2 ．2 硫化钠用量试验磨矿粒度为一0 ．0 7 4t n l n 粒 级占8 9 ．9 4 ％，进行了硫化钠用量试验，其他药剂用量 为碳酸钠30 0 0g ／t 、乙硫氮1 0 0g ／t 、丁黄药5 0g ／t 和 松醇油5 0g ／t ，铅浮选扫I 、扫Ⅱ不加碳酸钠，其他药 剂用量依次减半，结果见图4 。 万方数据 第3 期 李来顺等云南某氧化铅锌矿选矿试验研究 零 ＼ 趟 喀 密 硫化钠用量／ 昌f 1 图4 选铅硫化钠用量试验结果 由图4 可见，随着硫化钠用量增加，铅粗精矿的品 位和回收率在硫化钠用量40 0 0g ／t 时达到最大，分别 为5 ．5 7 ％和7 3 ．5 ％，之后随着硫化钠用量继续增加， 铅品位和回收率均下降。过量的硫化钠会降低浮选的 选择性和矿泥的分散性，同时也会抑制铅矿，降低铅的 回收率。故硫化钠用量确定为40 0 0g ／t 。 3 ．2 ．3 捕收剂用量及配比试验磨矿粒度为一0 ．0 7 4 m m 粒级占8 9 ．9 4 ％，其他药剂用量为碳酸钠30 0 0 g ／t 、硫化钠40 0 0g ／t 和松醇油5 0g ／t ，铅浮选扫I 、扫 Ⅱ不加碳酸钠，其他药剂用量依次减半，在乙硫氮与丁 黄药的比例为2 1 的条件下进行了捕收剂用量试验， 结果见图5 。从图5 可以看出，铅品位和回收率均在 捕收剂用量为1 8 0e , ／t 时达到最大值。 捕收剂用量／ g f I 图5 选铅捕收剂用量试验结果 固定捕收剂总用量为1 8 0g ／t ，进行了乙硫氮和丁 黄药的配比试验，试验结果见表3 。由表3 可知，在总 捕收剂用量为1 8 0g ／t 时，乙硫氮与丁黄药的比例为 l 2 时浮选指标较好，品位和回收率都较高。 3 ．3 锌粗选条件试验 磨矿粒度为一0 ．0 7 4n l n l 粒级占8 9 ．9 4 ％，铅粗选 试验药剂用量为碳酸钠30 0 0g ／t 、硫化钠40 0 0g ／t 、 乙硫氮6 0g ／t 、丁黄药1 2 0g ／t 和松醇油5 0g ／t ，进行铅 粗选，铅粗选尾矿作为锌粗选的给矿进行锌粗选条件 试验。 表3 选铅捕收剂配比试验结果 3 ．3 ．1分散剂用量及配比试验在浮选过程中，六偏 磷酸钠和水玻璃被广泛用作浮选抑制剂和矿泥的分散 剂。M a j i dE j t e m a e i 等认为水玻璃和六偏磷酸钠必须 分别被用来抑制石英和方解石∽J 。考虑到本试验矿 石中脉石矿物主要是石英、方解石，试验选用水玻璃和 六偏磷酸钠组合作为矿泥分散剂和脉石抑制剂。 固定六偏磷酸钠与水玻璃的比例为1 2 ，对其进 行了药剂用量试验。其他药剂用量为硫化钠1 00 0 0 g ／t 、十八胺2 0 0g ／t 、醚胺盐 G E - 6 1 9 2 0 0g ／t 、丁黄药 1 0 0g ／t ，锌浮选扫I 、扫Ⅱ不加六偏磷酸钠和水玻璃， 其他药剂用量依次减半，结果见图6 。 分散剂用量／ g t 1 图6 分散剂用■试验结果 图6 结果表明，随着分散剂用量增大，锌品位略微 增加，回收率有所降低，在分散剂总用量为12 0 0g ／t 时有较好的浮选指标。六偏磷酸钠和水玻璃在浮选过 程中，主要起分散和抑制作用。过量的六偏磷酸钠会 使菱锌矿表面吸附大量六偏磷酸钠阴离子，阻止浮选 药剂的吸附，从而抑制菱锌矿的浮选。当水玻璃用量 增大时，水玻璃在菱锌矿表面的吸附会使菱锌矿表面 亲水并阻碍浮选药剂的吸附，从而抑制菱锌矿上 浮‘7 1 。 由分散剂用量试验结果，确定最佳分散剂用量为 万方数据 矿冶工程 第3 3 卷 12 0 0g ／t ，在此总用量条件下进行了分散剂比例试验， 试验结果见表4 。表4 显示，当六偏磷酸钠与水玻璃 的配比为1 2 时效果较好，综合考虑，最终选择六偏磷 酸钠和水玻璃的药剂组合作为分散剂，药剂用量分别 为4 0 0g ／t 和8 0 0g ／t 。 表4 不同分散剂配比对锌浮选指标的影响 3 ．3 ．2 硫化钠用量试验硫化钠在氧化铅锌矿的浮 选中，主要起硫化的作用。硫化钠的添加能够造成碱 性矿浆，提高矿浆的p H 值。有学者认为，为了提高浮 选选择性，硫化钠用量可能比矿浆p H 更重要些旧1 ，这 在前期探索试验中也得到了验证硫化钠的用量过大 会使矿浆p H 值偏高，但硫化钠用量对浮选效果的影 响至关重要。用胺作捕收剂时，随着碱性的增加，胺盐 能分离出更多的胺离子，从而更有效的捕收氧化锌 矿[ 93 。 锌粗选药剂用量为六偏磷酸钠4 0 0g ／t 、水玻璃 8 0 0g ／t 、十八胺2 0 0g ／t 、醚胺盐 G E - 6 1 9 2 0 0g ／t 、丁黄 药1 0 0g ／t ，锌浮选扫I 、扫Ⅱ不加六偏磷酸钠和水玻 璃，其他药剂用量依次减半，考察了硫化钠用量对锌浮 选效果的影响，试验结果见图7 。 图7 选锌硫化钠用量试验结果 从图7 可以看出，随着硫化钠用量增加，锌回收率 略有增加，锌品位先增加后降低，在用量为8 1 0k g 时达到最大值。当硫化钠用量为1 2k g ／t 时，虽回收率 略有增加，但药剂用量显著增大，且过量的硫化钠使泡 沫发粘，精矿品位下降。综合考虑，选择硫化钠用量为 8k g ／t 。 3 ．3 ．3 捕收剂种类与药剂用量试验由探索试验可 知，采用十八胺、醚胺盐 G E - 6 1 9 和丁黄药组合作捕 收剂浮锌时，精矿泡沫性能很好，易于消泡，有利于后 续精选以及过滤作业，且浮选指标较好，因此在上述条 件试验中均采用该组合捕收剂。考虑到实际生产中存 在药剂成本等问题，为简化药剂制度，进行了药剂种类 试验，试验结果见表5 。其他药剂用量为六偏磷酸钠 4 0 0g ／t 、水玻璃8 0 0g ／t 、硫化钠用量为8k g ／t 。 表5 不同药剂对锌浮选指标的影响 捕收剂种类及用量产品产率 曼堂丝旦堕型墅 ／ s t 一1 名称／％P bZ n P bZ n 表5 结果表明，在醚胺盐 G E - 6 1 9 存在的条件 下，锌的浮选指标较好，说明醚胺盐 G E - 6 1 9 对锌有 很好的捕收性能；十八胺的捕收性能较差，醚胺盐 G E - 6 1 9 的加入能显著提高浮选指标；加入丁黄药也 能促进对锌的捕收效果，且能明显改善泡沫性能。综 合考虑，最终选择醚胺盐 G E - 6 1 9 作为锌的捕收剂， 简化药剂制度。 醚胺盐 G E - 6 1 9 用量试验结果见图8 。结果表明 随着醚胺盐 G E - 6 1 9 用量增加，锌回收率明显增加， 而品位变化并不大。当醚胺盐 G E - 6 1 9 用量为4 0 0 g ／t 时，锌回收率达到8 0 ．4 5 ％，品位为1 1 ．1 6 ％，故确 定醚胺盐 G E - 6 1 9 用量为4 0 0g ／t 。 醚胺盐 G E - 6 1 9 ／ g f 1 图8 选锌捕收剂用量试验结果 3 ．4 小型闭路试验 在条件试验的基础上，进行了小型闭路试验。试 验流程及药剂制度见图9 ，试验结果见表6 。 万方数据 第3 期 李来顺等云南某氧化铅锌矿选矿试验研究 7 3 图9 闭路试验流程 表6 闭路试验结果 由表6 可知，闭路试验获得了铅品位为3 0 ．7 4 ％、 铅回收率为6 4 ．6 6 ％的铅精矿和锌品位为2 3 ．5 1 ％、锌 回收率为7 1 ．0 2 ％的锌精矿，基本实现了铅、锌的 回收。 4 结语 1 云南某氧化铅锌矿含铅1 ．4 4 ％、锌7 ．0 4 ％，氧 化程度高，主要有用矿物为白铅矿和菱锌矿，脉石矿物 为石英和方解石，嵌布关系复杂，泥化严重，属难选氧 化铅锌矿石。 2 试验在不脱泥的条件下，采用硫化一黄药法浮 铅和硫化．胺法浮锌的工艺流程，最终获得了铅品位为 3 0 ．7 4 ％、铅回收率为6 4 ．6 6 ％的铅精矿和锌品位为 2 3 ．5 1 ％、锌回收率为7 1 ．0 2 ％的锌精矿，基本实现铅、 锌的回收。 参考文献 张俊辉．浅谈氧化铅锌矿的浮选现状[ J ] ．四川有色金属，2 0 0 4 4 1 3 一1 7 ． 陈爱良，赵中伟，贾希俊，等．氧化锌矿综合利用现状与展望[ J ] ． 矿冶工程，2 0 0 8 6 6 2 6 6 ． 谭欣，李长根．国内外氧化铅锌矿浮选研究进展 Ⅱ [ J ] ．国 外金属矿选矿，2 0 0 0 4 2 5 ． 段秀梅，罗琳．氧化锌矿浮选研究现状评述[ J ] ．矿冶，2 0 0 0 4 4 7 5 1 ． 冯其明，陈云，张国范，等．我国几种难处理矿石的加工利用现 状[ J ] ．金属矿山，2 0 0 6 增 5 1 3 ． E j t e m a e iM ，t r a n n a j a dM ，C h a r a b a g h iM ．I n f l u e n c eo fi m p o r t a n tf a c t o r 8o nf l o t a t i o no fz i n co x i d em i n e r a lu s i n gc a t i o n i c ，a n i o n i ca a d m i x e dc o l l e c t o r s [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，2 0 11 ，2 4 1 4 0 2 1 4 0 8 ． 朱从杰．矿泥对氧化锌矿物浮选行为的影响[ J ] ．矿产综合利 用，2 0 0 5 1 7 1 1 ． C A 佩雷拉，杨辉亚，林森，浮选含异极矿的锌矿石的药剂 [ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 5 5 1 8 1 9 ． 石道民，杨敖．氧化铅锌矿的浮选[ M ] 。昆明云南科技出版 社．1 9 9 6 ． 上接第6 8 页 具有较高的开采价值。 [ 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 参考文献 [ 1 ]简胜，杨玉珠，张旭东，等．缅甸包德温铅锌矿旧尾矿开发利用 [ J ] ．矿冶工程，2 m 2 2 5 2 5 4 。 [ 2 ]谢建宏，王素，李慧，等．印度尼西亚某铅锌矿综合回收试验 研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 0 5 3 0 - 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