某铅锌矿尾矿综合回收选矿试验研究.PDF

S e r i e s No． 3 8 9 No v e mb e r 2 0 0 8 金 属 矽 山 METAL MI NE 总 第 3 8 9期 2 0 0 8 年 第 1 1 期 某铅锌矿 尾矿 综合 回收 选矿试验 研 究 韦振明 张晓宝 赖春华 丑亚玲 1 ． 中国科学院兰州地质研究所； 2 ． 云南蒙自矿冶有限责任公司； 3 ． 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 摘要针对某铅锌矿老尾矿有用 物含量高的情况， 对尾矿再选进行相关试验研究， 以探索合理可行的选 矿工艺流程和药剂条件。试验结果表明， 尾矿再选综合回收 P b 、 z n 、 s n 、 A g 、 I n 、 S均取得了较好的效果， 其结果对现 场的生产和管理也具有现实的指导意义。 关键词尾矿有用矿物综合回收 Ex pl o r a t i ve Te s t o n t he Co m p r e he n s i v e Re c o v e r y o f Ta i l i ng s W e i Zh e n mi n g Zh a n g Xi a o ba o La i Ch u n hu a Ch o u Ya l i n g 1 ．L a n z h o u I n s t i t u t e o fG e o l o g y ， C A S ； 2 ．Y u n n a n Me n g z i Mi n i n gMe t a l l u r g y C o ． ， L t d ； 3 ．C o l d a n d A r i d R e g i o n s E n v i r o n m e n t a l a n d E n g i n e e r i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e ，C A S Ab s t r a c t I n v i e w o f t h e h i g h c o n t e n t o f v a l u a b l e mi n e r a l s i n t h e o l d r a i l i n g s o f a l e a dz i n c mi n e，a n e x p l o r a t i v e t e s t wa s c a r r i e d o u t o n t h e r ec o n c e n t r a t i o n o f o l d t a i l i n g s S O a s t o fi n d a r a t i o n a l a n d f e a s i b l e b e n e fic i a t i o n p r o c e s s a n d r e a g e n t r e g i me ．T h e t e s t a c h i e v e d g o o d r e s u l t s i n t h e c o mp r e h e n s i v e r e c o v e r y o f P b，Z n，S n， Ag，I n，S f r o m t h e o l d t a i l i n g s ．T h e r e s u l t s a r e o f p r a c t i c a l g u i d a n c e s i g n i fi c a n c e t o t h e p r o d u c t i o n a n d ma n a g e me n t o f t h e c o n c e n t r a t o r ． Ke y wo r d s T a i l i n g ，V a l u a b l e mi n e r a l ，C o mp r e h e n s i v e r e c o v e r y 矿产资源在国民经济发展过程中占有非常重要 的地位 ， 我 国有 9 5％以上的能源和 8 5％的工业原 料取 自于矿产资源 。尾矿是选矿过程中分离出来 的 废石 、 脉石及其它共生或伴生成分 ， 是选矿工艺 中不 可避免的产物。尾矿 的大量弃置 ， 不仅 占用了大量 土地 ， 且危害农林牧业、 造成安全灾害及污染环境。 目 前， 在我国解决尾矿的对策主要有 尾矿的再资源 化 、 尾矿污染 的处理 。尾矿 的再资源化包含两个方 面的内容 尾矿的再选和以尾矿为基本原料开发新 产品。鉴于矿产资源是一种不可再生的自 然资源， 为了提高矿产资源的利用率， 延长使用年限， 也为 了保护人类赖以生存的生态环境， 人们越来越重视 尾矿的综合利用及治理问题 。我 国的矿产资源开发 现状也决定必须这么做 。我 国大多数矿山资源品位 较低 ， 矿产资源的利用率比较低 ， 总回收率 比发达国 家低很多 ， 因而在选矿过程 中排出大量尾矿。世界 各国每年排 出的尾矿量约 5 0亿 t ， 而我国仅 2 0 0 0年 尾矿排放量就达6 亿 t 左右， 占总排放量的 1 2 ％左 右。美、 俄等一些矿业发达的 国家早在 2 0世纪 6 0 年代初期就开始 了对尾矿进行 回收利用 的研 究工 作 ， 我国起步相对晚一些。 ．1 5 2 ． 再次， 随着选矿技术水平的提高以及矿产资源 的日 渐匮乏， 尾矿已成为人们开发利用的二次资源。 无尾矿选矿是选矿工艺的最终方 向， 现在有些选矿 厂已做到零排放 ， 或只放出极少量的尾矿 ， 不仅消除 了尾矿的污染 ， 而且资源也得到 了充分的利用。在 国外， 瑞典斯特拉萨铁矿石选矿厂、 前苏联奇卡纳尔 采选公司、 澳大利亚北布罗肯希尔公司、 南非东兰德 金和铀公司、 美国 采用湿式铁轮高梯度磁选机 、 芬兰 用 S k i na i r 型浮选机 对尾矿中有价成分 的 再选回收已取得 了显著成效。我 国丰山铜矿 、 广西 德堡铜锡矿山、 狮子山铜矿、 武山铜矿、 攀枝花矿、 陕 西双王金矿 、 大冶铁矿 、 鞍本铁矿 、 西石门铁矿 、 云锡 公司等矿山尾矿的再选 已取得了良好的经济效益。 尾矿成分复杂、 分布不均 ， 因地域的不同其 中有 价组分的种类及含量差别很大。尾矿的再选涉及原 矿性质、 原矿分选 的方法、 获取 目的矿物的种类和数 量等很多因素 ， 即使同类企业 ， 其尾矿的再选也很难 相同。 所以尾矿的再选是一个探索、 试验的过程。 韦振明 1 9 7 3 一， 男 ， 中 国科 学 院兰州 地质研 究 所， 工程 师 ， 硕 士 7 3 0 0 0 0甘肃省 兰州市东岗西路 3 8 2号 。 韦振 明等 某铅锌矿尾矿综合回收选矿试验研 究 2 0 0 8年第 1 1期 以下就某一尾矿进行探索性试验研究介绍如下 。 1 矿石性质 此老尾矿原矿所选矿石来 自白羊矿段矿体 ， 该 矿体围岩以白云岩为主 ， 底板 围岩以泥岩、 粉砂岩 、 板岩和灰岩组成的半坚硬至坚硬层状结构岩组， 是 一 个 以铅 、 锌 、 银 、 锡为主 ， 伴生有硫 、 砷 、 铜 、 镉 、 铟 、 镓、 金、 锗等金属和稀散元素的多金属硫化矿 。主要 金属矿物有方铅矿 、 闪锌矿 、 白铅矿 、 铅 矾、 菱锌矿 、 异极矿 、 黄铁矿 、 黄铜矿等 ； 脉石矿物主要有方解石 、 白云石 、 石英等 。矿石性质复杂 ， 矿物嵌布粒度 细 ， 矿石的氧化率较高 ， 泥化强 ， 含炭较高 ， 因此选矿难 度较大， 选矿生产技术指标很难提高。特别是锡， 在 多次试验中回收率均偏低， 硫、 砷选别指标在扩大连 续试验 中也不够理想。根据历年生产统计 ， 到 2 0 0 5 年 2月份止 ， 某老尾 矿库堆存尾 矿量约为 1 2 1 ． 9 4 6 万 t 。由于原选矿工艺流程 、 生产管理和操作等相对 落后 ， 同时由于市场的因素 ， 生产流程没有对硫 、 铁 矿物进行回收 ， 因此尾矿中有用矿物含量较高。 1 ． 1 试验矿样的制备 试验矿样的制备流程见 图 1 。 尾矿库 2 0 0 k g - _ 混 匀缩 分 工 物 厂T] 化学 物相 浮选 分析 分析 试验 图 1 试验样 品加 工流程 1 ． 2 试验设备 试验设备见表 l 。 表 1 试验设 备 设备名称 型 号 颚式破碎机 对辊破碎机 振动筛 球磨机 棒磨机 配药天平 过滤机 电热鼓风干燥箱 三头研磨机 机械秒表 浮选机 XP CI O0l 5 0 击 2 0 01 5 0 S Z 一4 O 0 X MQ一击2 4 0 9 0 X MQ一击2 4 09 0 DL 一5C 1 O1 A 一3 8 XPM 一 击 1 2 0 3 表 1 给出了试验设备名称及型号。 1 ． 3 试验矿样的各项分析结果 老尾矿多元素分析、 铅锌物相分析见表2 、 表 3 。 粒度分析结果见表 4 。 表2 尾矿多元素及金属量测定结果 元素 P b z n s n A g I n S 含 量／ ％0 ． 8 2 1 ． 1 2 0 ． 1 7 6 6 ． O O 5 4 ． O O 1 0 ． 1 3 金属量／ t 9 9 9 9 ． 5 7 1 3 6 5 7 ． 2 1 0 9 ． 6 7 8 0 4 8 4 ． 3 6 6 5 8 5 0 ． 8 4 1 2 6 5 7 0 ． 3 o 考察项 目 总 P b P b P b O中铅氧1 I 二 率总 Z n Z n Zn O中 锌氧化率 粒 级 产 翠 曼 丝 点 查 ／mm ／ ％P b Z n s n P b Z n s n O ． 2 0 0 3 3 ． 8 0 0 ． 5 3 1 ． 3 9 0 ． 0 9 2 3 ． 2 6 4 3 ． 5 1 1 6 ． 7 7 一O ． 2 0 00 ． 1 2 5 ． 5 5 0 ． 8 4 1 ． 3 o 0 ． 1 4 4 2 4 ． 6 0 2 7 ． 1 5 1 7 ． 9 o O ． 1 2 50 ． 0 7 4 2 0 ． 4 o 1 ． 0 9 1 ． o 4 0 ． 1 8 3 2 8 ． 8 8 1 9 ． 6 5 2 0 ． 5 8 一 O ． 0 7 4O ． 0 5 0 1 4 ． 1 0 O ． 9 2 0 ． 5 8 0 ． 2 4 2 1 6 ． 8 5 7 ． 研 l 8 ． 8 1 0 ． 0 5 0 O ． 0 3 8 1 ． 5 0 0 ． 5 9 0 ． 4 5 O ． 3 4 3 1 ． 1 5 0 ． 2 ． 8 4 一O ． ∞ 8 7 ． 6 5 0 ． 5 3 O ． 2 1 0 ． 5 4 8 5 ． 2 6 1 ． 4 9 2 3 ． 1 O 合计 1 0 0 ． 0 o 0 ． 7 7 0 1 ． 0 8 0 0 ． 1 8 1 1 0 0 ． 0 0 1 0 o ． 0 0 1 0 0 ． 0 0 从表 2 、 表 3可看出， 尾矿 中的铅锌都 以硫化矿 为主 ， 分别 占总铅锌 的 8 0 ％和 9 0 ％以上 ， 其他矿种 尚未查明。铅矿物氧化率较高， 锌氧化率略微偏高， 试验 中需将矿样作硫化矿处理 。因此主要选别对象 为硫化矿 ， 其次为氧化矿。从表 4可看出， 矿样中 0 ． 0 7 4 m m占有率达 7 6 ． 7 5 ％ 这主要是由于矿样 大部分取 自尾矿库干滩矿样 造成 的 。铅 、 锌 矿物 在尾矿中的含量以 0 ． 0 7 4 m m为主， 各占7 6 ． 4 0 ％ 和 9 0 ． 3 1 ％。工艺矿物学研究表 明， 该部分铅 、 锌矿 物主要为方铅矿、 铁闪锌矿 、 闪锌矿 ， 且均 以连生体 为主 ， 锡矿物在尾矿 中的含量 以 一 0 ． 0 7 4 mm为主， 产率为 2 3 ． 2 5 ％ ， 金属量占4 7 ． 4 3 ％ 。由于此老尾矿 原矿氧化率较高 ， 原生、 次生矿泥较高 ， 再加上此次 是尾矿再磨再选 ， 泥化现象会更加严重 ， 这将对选矿 不利。因此 ， 尾矿选锡分级脱泥显得 比较重要 。 2 选矿试验及结果 2 ． 1 开路试验 试验采用磨矿后铅锌硫混浮、 再磨铅锌与硫分 ．1 53 总第 3 8 9期 金 属 矿 山 2 0 0 8年第 1 1 期 离 、 尾矿重选的工艺流程 ， 在磨矿细度 、 药剂种类 、 药 剂用量等条件试验基础上进行最终综合条件开路试 验。试验流程及药剂制度见 图 1 ， 试验结果见表 5 。 从表 5可见 ， 本 次试验粗磨磨 矿细度 为 一2 0 0 目占8 1 ． 3 5 ％ ， 再磨磨矿细度为 一 2 0 0目占9 6 ． 7 0 ％ ， 试验结果 比较理想。但该工艺流程较为复杂 ， 7 4 4 一2 0 0 日占8 I 3 5 ％ 2 0 0 0 g ／ t 、硫酸铜 5 0 0 g ／ t 药 6 O g ／ l 、乙硫氮 2 0 g ／ l 2 4 g ， l 铅锌硫混合 粗选 1 再磨 『1 6 n l in 磨 一 2 0 0 日占9 6 ． 7 ％ 石灰 1 0 0 0 g ／ t 乙硫氮 5 g ／ t 硫酸铜 1 5 0 g ／ t 丁黄药 1 0 t 、 乙硫 氮 1 0f； ， l 、 2 油 8 g ／ t 铅锌硫混合粗选 2 厂 尾矿 活性炭 6 0 0 g ／ t 、石灰 4 0 0 0 g ， l 4m i n 半丁黄药7 g 、乙硫氮 l 0 t I 2 油 2 t 铅锌硫分离浮选 铅锌混合精选I 石 灰 3 0 0 、 4 “ I 乙硫氮5 g ／ t l I 乍 f } 锌混合精选2 1 厂 ． 1 I I 铅锌混 铟精矿 合精矿 矿 图 2 开路试验流程及药剂制度 现场设备配置难度较大。该工艺侧重于 P b 、 z n 、 A g 、 I n的回收， 受试验条件 限制 ， 浮选试验只获取铅锌 混合精矿， 铅锌混合精矿分离难度较大， 混合精矿可 视情况由铅冶炼厂或锌铟综合冶炼厂另行处理。 2 ． 2 闭路试验 2 ． 2 ． 1 浮选试验 试验在综合条件开路试验基础上进行 ， 尾矿集 中进行重选 ， 闭路试验流程见图 3 ， 结果见表 6 。 磨矿一 2 0 0 目占9 6 ． 7 ％ 活性炭 6 0 0 g ／ t 、 石灰 4 0 0 0 g ／ t 丁黄药7 g A、 乙硫氮 l 0 2 油 2 g ／ t 7 ra i n 0磨矿 一 2 0 0 目 占 8 1 ． 3 5 ％ 4 m i“ 木 硫酸2 0 0 0 、 硫酸 铜5 0 0 l 丁黄药6 0 g t 、 乙硫氮2 o g ／1 4 m i f l沫2 油2 4 g ／ t 铅锌硫混合粗选i 了 -_] 1 6 m i n 4 m i n I 硫酸铜1 5 0 g h 4 m i n 冰丁黄药 1 0 g ／ t 、 l 乙硫氮 1 0 g ／ t 、 l 2 油 8 ,d r 4 13 1 1 11 铅 锌 硫 渔 合 粗 选 2 铅锌硫 分离 浮选 5 m i n l 选 4 i ”4 r 1 , 1 0 0 0 g ／ 、 铅锌混合精选 1 -_] 右灰 3 0 0 g ／ t 乙硫氮 5 g ／ t 铅锌混合精选2 4 rai n 铅锌混 合精矿 表5 开路试验结果 甭 硫精矿 脱 广] 硫 南 矿 厂_] ’ 图3 闭路试验流程及药剂制度 1 54 ∞矿 酸黄浦 一 瑚 _ _ 墨 n n 韦振 明等 某铅锌矿尾矿综合回收选矿试验研究 2 0 0 8年第 1 1 期 闭路试验结果与综合条件开路试验结果比较吻 合， 同样取得了较好的效果。 2 ． 2 ． 2 重选试验 试验矿样质量为 3 4 3 1 ． 2 g ， 重选试验在实验室 摇床上进行， 试验获得锡粗精矿和重选尾矿， 锡粗精 矿浮选脱硫再重选获得锡精矿 和锡尾 矿 ， 锡精矿质 量为 1 2 ． 8 g ， 产率为 0 ． 2 7 ％ ， 品位为 4 ． 7 4 ％ ， 相对于 给矿锡回收率为 8 ． 8 8 ％， 精矿品位和回收率均比较 低。 3工业评价 将各种有价元素 回收率换算成给矿计 ， 原矿以 总矿量为 1 2 1 ． 9 4 6万 t 计算 ， 按工艺 流程 试验结果 预计回收金属量见表 7 。 表7 工艺流程试验结果预计回收金属量t 元 素P b Z n S n A g S I n 含 量3 5 4 0 ． 4 7 5 1 1 ． 1 1 5 5 ． 9 2 0 3 1 1 2 3 5 1 3 7 4 1 8 5 ． 2 注 A g 、 I n 单位为 k g ； 硫含量 3 5 ％。 铅金属 以 5 0 0 0 t 、 锌金 属 以1 2 0 0 0 Y v _ ／ t 、 锡 金属2 0 0 0 0 t 、 银2 0 0 0 k g 、 铟1 0 0 0 k g 计， 硫 精矿含砷太高无法销售， 可另做试验处理。因此， 预 计 P b 1 7 7 0 ． 2 万元 ， 锌9 0 1 3 ． 3 万元 ， S n 3 l 1 ． 8 万元 ， 4 0 6 2 ． 2 万元 ， I n 4 1 8 ． 5 万元 ， 按试验流程结果计 算， 尾矿再选产品经济总价值为1 5 8 l 1 ． 1 万元， 经济 效益相当可观。 4结论 1 尾矿 中的有用矿 物含量 比较高 ， 探索性选 矿试验所取得 的结果也较好 ， 精矿品位 P hz n达 到2 9 ． 8 4 ％， 精矿回收率 P b z n 达到 1 0 2 ． 9 8 ％。且 由于是尾矿再选 ， 选矿成本 比原工艺低 ， 易于操作、 适应性强 、 过程稳定 、 指标可靠 、 具有很好 的推广前 景 。 2 从尾矿再 选所取得 的结果 可看 出 ， 一方 面 尾矿再选尽可能地综合 回收了国家矿产资源 ， 给企 业带来了新的相当可观的经济效益； 另一方面更减 少了尾矿所含金属元素对 自然环境中土壤和水的污 染 ， 具有 良好 的社会效益 。 收稿 日期2 0 0 8 - 0 9 1 7 上接第 1 4 3页 矿区总产值平均增长率、 投资率、 矿产资源综合 利用率、 财政 自给率、 环保投资／ 矿区 G D P 、 资金利 税率、 工业用水循环利用率、 非矿业产值／ 矿区总产 值等， 是所有矿区都必须考虑的因素， 具有普遍实用 性 ， 可作为矿区可持续发展评价的通用性指标。 代表区域特殊性的特征性指标人口自然增 长率、 矿山占地面积、 矿区水土流失治理率、 人均耕 地面积、 森林覆盖率、 水环境质量、 地质灾害发生率、 矿 区学龄儿童入学率等是根据拉拉铜矿 区域特征所 选定的。对其它矿区， 则需根据其社会、 经济、 资源 和环境的不 同背景和特点而有所增减或更换 。 5结论 1 以矿区系统结构为基础， 归并建立了资源、 环境 、 经济、 社会 4个评价指标子系统 。采用分层结 构模型建立了包含 4个层次 、 2 9项指标 的拉拉铜矿 区可持续发展指标体系。 2 为表征区域的特殊性， 筛选出拉拉铜矿区 的8项特征性指标 ， 即人口自然增长率、 矿山占地面 积、 矿区水土流失治理率、 人均耕地面积、 森林覆盖 率、 水环境质量、 地质灾害发生率、 矿区学龄儿童入 学率， 并对其进行了简要地解释。 3 对该评价指标体系的通用性指标和特征性 指标进行了讨论 ， 认为一般性指标 为矿 区总产值平 均增长率、 投资率、 矿产资源综合利用率、 财政自给 率、 环保投资／ 矿区 G D P 、 资金利税率、 工业用水循 环利用率、 非矿业产值／ 矿区总产值。 参考文献 [ 1 ] 王伟中． 可持续发展指标体系的理论与实践[ M] ． 北京 社会 科学 文献 出版社 ， 2 0 0 4 ． [ 2 ] 张金学．鸡西矿区可持续发展综合评价方法的研究[ D] ．阜 新 辽宁工程技术大学， 2 0 0 2 ． [ 3 ] 魏同．矿区可持续发展程度的评价方法[ J ]．中国煤炭， 1 9 9 9 5 1 _ 7 ． [ 4 ] 钟文丽 ， 邓江红 ．拉拉 铜矿 水环境 评价及 污染 因子分 析 [ J ] ． 吉林大学学报 地球科学版 ， 2 0 0 6 增 刊 1 0 0 1 04 ． [ 5 ] 钟文丽， 邓江红．矿山开发对矿区水环境影响评价[ J ] ．地质 找矿论丛 ， 2 0 0 7 2 1 5 2 1 5 6 ． [ 6 ] 李堂军， 孙承爱， 顾洪利．矿区可持续发展分层模糊综合评价 方法研究[ J ] ． 矿冶工程， 2 0 0 1 9 1 5 1 7 ． 收稿 日期2 0 0 8 -09 1 9