黄沙坪铅锌矿综合利用现状与改进方向.pdf

第 1 期 2 0 0 5年2月 矿 产 保 扣 与 利 用 CONS ER VAT I ON A ND U TI L I Z A T I ON OF MI N ER AL RE S OUR CE S № ． 1 Fe b．2 5 黄沙坪铅锌矿综合利用现状与改进方 向 倪章元。 杨敏 黄沙坪铅锌矿， 湖南桂阳， 4 2 4 4 2 1 摘 要 概述了湖南黄沙坪铅锌矿的资源状况， 矿石性质和物质成分， 现行的采矿方法 ， 铜、 铅 、 锌、 硫优先浮选 的选矿工艺以及尾矿性质及其处理情况， 提出了强化水平分层充填法采矿、 改进选矿工艺等提高资源综合利 用率的措施 。 关键词 黄沙坪铅锌矿 ； 矿石性质 ； 采矿方法； 选矿工艺 ； 综合利用 中图分类号 T D 9 8 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 0 0 7 6 2 0 0 5 0 1 0 0 3 6 0 4 M u l 廿 p u r p o s e U t i l i z a ti o n A c t u a l i t y i n H u a n g s h a p i n g P b Z n M i n e a n d i t s I m p r o v e m e n t N／Zh a n gy u a n，Y A NG Mi n Hu a n g s h a p j n g P bZ n Mi n e， Gu i y a n g Co u n t y ，Hu h a n P r o v i n c e 4 2 4 4 2 1 ，Ch i n a Ab s t r a c t I n t h i s a r t i c l e，r e s o u r c e s s t a t u s ，o r e p r o p e rt i e s a n d c o mp o s i t i o n s a r e i n t r o d u c e d，c u r r e n t mi n i n g me t h o d．s e l e c t i v e fl o t a t i o n fl o ws h e e t o f C uP bZnS t a i l i n g s c h a r a c t e r i s t i c s a n d i t s p r o c e s s i n g a r e r e v i e w e d ．S o me me a s u r e s f o r i n c r e a s i n g mu l t i p u r p o s e u t i l i z a t i o n i n d e x e s ． Ke y wo r d s Hu a n g s h a p i n g P bZ n Mi n e；o r e p r o p e rti e s ；mi n i n g me t h o d；o r e d r e s s i n g p r o c e s s ； mu l t i p u rpo s e u ti l i z a ti o n 湖南黄沙坪铅锌矿属中深条件下的高温热液矿 床 ， 矿床工业类型属碳酸盐岩中的裂隙充填和交代 矿床。矿体多产在火成岩和灰岩接触带附近断裂带 或破碎带中， 在火成岩、 灰成岩和砂岩中均有存在 ， 但主要富集在灰岩中。矿石构造 以致密块状为主， 其次为浸染状 、 角砾状、 细脉状和条带状等。 黄沙坪铅锌矿 1 9 5 8年建矿 ， 1 9 6 7年 1 月选厂 投产， 设计规模 1 5 0 0 t／ d ， 现生产能力 2 0 0 0 t／ d 。 1 矿产资源资源量 1 9 5 9年 1 1月提交 的黄沙坪铅锌最终储量报 告 ， 经湖南省矿产储量委员会审批提交地质储量为 8 5 8 ． 0 8万吨， 铅锌平均品位 I I ． 3 ％。矿 山地质工作 者经过三十几年坚持不懈 的生产探矿工作 ， 增加地 质储量近一倍 ， 大大延长了矿山服务年限。 2 采矿工艺、 年开采量 截止 2 0 0 2年底 ， 已开采 1 1 2 3 ． 5万吨， 尚保有地 质储量 X X X万吨， 按 3 6万 t／ a 计算 ， 服务年为限 为 X X年。1 9 9 6～ 2 0 0 2年 累计贫化率为 1 7 ． 2 ％， 损 失率为 4 ． 2 ％。在 1 9 9 6～ 2 0 0 2年累计已采矿量中， 难远小矿体 已开采矿量为 5 3万吨， 占开采总量的 21 ％ 。 2 ． 1 采矿条件 黄沙坪铅锌矿矿体形态不一 ， 顶底盘凹凸不平 ， 分支复合普遍 ， 矿体中夹有废石厚度不一， 有时两个 矿体相邻 ， 间距很近。矿体呈透镜状、 似层状、 扁豆 状、 条脉状等。矿体产状不稳定 ， 走向长达几十米， 一 般平均厚度 6～ 8 m； 倾角变化大 ， 3 O～ 8 O 。 ， 一般 收稿 日期 2 0 0 31 2 3 0 ； 修回 日期 2 0 0 4 0 6 2 2 作者简介 倪章元 1 9 6 9一 ， 男， 湖南澧县人， 高级工程师， 大学本科， 主要从事铜铅锌选矿研究及生产管理一 维普资讯 第1 期 倪章元 等 黄沙坪铅锌矿综合利用现状与改进方向 3 7 为 4 O～ 5 O 。 。矿石为中等稳固 f 4～1 0 。部分矿 体产于页岩和砂页岩中， 不稳 固 f 2～ 3 ， 南部矽 卡岩类矿体为中上稳固， 围岩主要是灰岩和石英斑 岩， 中上稳固 f 4～1 2 。个别矿体围岩不稳固 f 1 ～ 3 ， 围岩比重 2 ． 4～ 2 ． 6 ， 矿石 比重 3 ． 6～ 3 ． 8 ， 松散系数 1 ． 4 3 。 2 ． 2 采矿方法 空场法和崩落法占 1 2 ． 3 ％ ， 主要应用在倾角小 于3 O 。 矿体 的回采及顶底柱 回采。浅孔 留矿法 占 5 ． 4 ％。主要应用在急倾斜和产状较稳定的矿体 回 采上。上世纪 8 O年代以来 ， 我矿采用上向水平分层 充填无问柱连续回采工艺 ， 取得 比较好的效果 ， 绝大 部分矿体采用此方法。 3 矿石性质及综合利用现状 3 ． 1 原矿化学成分 原矿化学多元素分析结果见表 1 。中深部矿石 的 P b 、 z n 、 A g 含量 比现场原矿低 ， 而 C u较高， M g O 、 C a O等成分也稍高， 其它元素含量相近。 表1 原矿的化学多元素分析结果 ％ 中深部矿石 1 9 ． o 0 0 ． 0 3 7 0 ． 0 2 4 O ． 5 1 1 ． 7 2 2 0 8 8 0 ． 2 现场原矿 1 9 ． 2 9 0 ． 0 3 4 0 ． 0 2 1 0 ． 6 4 1 ． 9 7 5 7 ． 1 2 0 ． 2 2 注 A u 、 A g 含量单位均为 g ／ t ， 本文下同。 3 ． 2矿物组成 金属矿物含量依次为 黄铁矿、 铁闪锌矿、 方铅 矿、 纤锌矿、 黄铜矿、 白铁矿、 斜方砷铁矿、 毒砂、 磁黄 铁矿、 白铅矿、 铅矾、 孔雀石和锡石及黝锡矿。此外 伴生少量硫锰矿 、 辉铋矿 、 辉钼矿、 辉银矿 、 白钨矿 、 黑钨矿以及镉、 金及稀散元素镓、 铟、 锗、 铊、 硒、 碲 等。 脉石矿物依次为 方解石、 石英 、 萤石、 绢云母 、 绿泥石 、 电气石和粘土矿物。对选矿 的不利因素为 高岭土化和碳质富集 ， 中深部与现场原矿石矿物共 生组分相同， 白铁矿和胶原黄铁矿及铜矿物的含量 比现场原矿高 ， 碳酸盐矿物及绢云母 、 绿泥石等矿物 的含量亦稍高 ， 铅锌矿物的含量则低于现场原矿。 3 ． 3各主要有用矿物及其特征 方铅矿是矿石 中主要 的铅矿 物， 约 占总铅 的 8 8 ％ 其它为氧化铅矿物 。主要呈不规则粒状集 合体产出， 与铁闪锌矿、 闪锌矿、 黄铜矿一起充填于 黄铁矿、 磁黄铁矿、 白铁矿 的裂隙或间隙中， 溶蚀并 交代硫铁矿， 方铅矿属 中细粒嵌布， 与闪锌矿相比， 嵌布粒度较均匀。粒径大于 0 ． 0 4 3 n l lT l 的占9 1 ％。 矿石中的硫 化锌 矿物主要是铁 闪锌矿， 含 z n 4 7 ． 2 3 ％， F e 1 7 ． 5 6 ％， S 3 4 ． 6 4 ％。铁 闪锌矿与闪锌 矿的比例约为 9 6 4 。 铁 闪锌矿多呈不规则他 形粒状集合体 ， 与方铅矿或黄铜矿等硫化矿物一起 嵌布于黄铁矿晶粒问或裂隙中， 交代和溶蚀黄铁矿、 磁黄铁矿 、 白铁矿。楔人或从硫铁矿内部进行交代， 从而被硫铁矿包裹或半包裹。大部分的铁闪锌矿晶 体中可见有乳浊状极细粒的磁黄铁矿、 黄铜矿分布， 呈乳浊状结构。 铁 闪锌矿属中细粒嵌布， 粒径大 于 0 ． 043 1．n r n占8 6 ． 3 ％。 黄铜矿约 占铜 矿物 总量 的 9 0 ％， 其次有辉铜 矿、 斑铜矿、 铜兰等。黄铜矿一般呈不规则粒状与 铁 闪锌矿 、 方铅矿共生， 嵌 布于黄铁矿 、 磁黄铁 矿、 白铁矿 、 闪锌矿等矿物颗粒间或裂隙中， 与铁闪 锌矿、 闪锌矿、 方铅矿等一起交代溶蚀黄铁矿、 磁黄 铁矿、 白铁矿。一部分呈乳浊状嵌于铁闪锌矿中 1 9 7 9年物相报告中占4 7 ％ ～ 5 0 ％， 2 0 0 1 年研究深 部矿石呈乳浊状 的大大减 少， 有利于提高铜 回收 率 是影 响铜 回收率 的主要原 因。黄铜矿粒度较 细 ， 大邗 ． 043 m m的只占5 4 ． 5 ％。 硫铁矿 指 F e S ， 含黄铁矿 、 磁黄铁矿、 白铁矿、 胶状黄铁矿 一般呈他形半 自形粒状 ， 嵌布粒度相 对较粗 ， 主要在 0 ． 04 ～ 0 ． 2 n l l n之间， 由于形成较 早 ， 其颗粒或 间隙之间常为较晚的铁闪锌矿、 方铅 矿、 黄铜矿所充填和溶蚀交代， 因而形成有用矿物紧 密共生， 构成致密块状矿石。 锡石约 占总锡 的 8 2 ． 5 5 ％， 其次为胶态锡和硫 化锡。锡石被其它硫化物及透闪石交代， 嵌布粒度 较小， 主要在 0 ． 0 7 4～ 0 ． 0 0 5 m m之间。 综上所 述 ， 矿石 中主要 回收 对象 为方铅 矿、 铁 闪锌矿、 硫铁矿 ， 银附带 回收到硫化矿精矿中， 维普资讯 3 8 矿产保护与利用 2 0 0 5经 铜品位较高时也应予 以回收。铅矿物 以方铅矿为 主， 白铅矿次之， 铅矾少量， 氧化率较高， 故影响铅的 回收率。锌矿物以铁闪锌矿为主 ， 影响锌精矿品级。 原矿中铜品位低 ， 且部分黄铜矿 以乳浊状嵌布于铁 闪锌矿中， 回收困难， 影响铜 回收率。锡多以锡石存 在 ， 但粒度细且与其它矿物嵌镶复杂 ， 难以用常规重 选 法回收 原矿 铜铅等可汗 溜槽 硫梢矿 曰 图 1 黄沙坪铅锌矿现用选矿工艺流程 3 ． 4 选矿工艺及指标 黄沙坪铅锌矿选厂 1 9 6 6年建厂， 先后使用过六 种流程， 分别为两段磨矿全浮、 一段磨矿部分混浮流 程、 一段磨矿全浮流程、 一段磨矿等可浮流程、 一段 磨矿铅等可浮后锌优浮流程、 一段磨矿铅锌硫全优 浮流程。前三种流程药耗高 ， 产品质量不稳定 ， 大量 使用有毒氰化物， 1 9 7 1 年开始使用等可浮流程， 随 着乙硫氮的推广使用 ， 逐步实行无氰选矿 ， 产品质量 稳步提高。随着产 品市场变化和矿石性质 变化 ， 1 9 9 8年又使用过铅等可浮锌优浮流程 ， 2 0 0 0年铅锌 优浮流程 ， 以及近两年来全优浮流程的逐步完善， 现 用流程既能适应矿石性质的变化， 又能适应市场变 化。现用流程见图 1 。 黄沙坪铅锌矿精矿产品一直是铅 、 锌精矿为主 产 ， 硫精矿为副产 ， 铅精矿伴生回收银。1 9 8 2年开 始研究铜的综合 回收 ， 因原矿 中铜变化较大， 只有 1 9 9 5 、 1 9 9 6 、 1 9 9 7年三年成功回收铜精矿。 现年产铅精矿 I ． 8万吨左右， 锌精矿 5 ． 5万吨 左右， 硫精矿 6万吨左右 ， 其 中铅精矿含银 8 0 0 g ／ t ， 回收率5 l ％。现流程产品指标见表2 。 表 2 黄沙坪铅锌矿现流程生产指标 3 ． 5 选矿产 品考查 2 0 0 1年我们对除硫精矿之外的选矿产品进行 了考查。其 中， 锌精 矿 中铁 闪锌矿、 闪锌矿 含量 9 3 ％ ， 方铅矿 1 ． 5 ％ ， 硫铁矿 1 ． 8 ％ ， 黄铜矿、 辉铜矿 、 斑铜矿 1 ． 8 ％ ， 毒砂 0 ． 6 ％ ； 白云石、 方解石 0 ． 5 ％ ， 石英、 玉髓 0 ． 4 ％， 绢云母 、 绿泥石 、 粘土矿物类等脉 石细泥 0 ． 2 ％ ， 其它 0 ． 2 ％ ； 锌精矿的化学多元素分 析结果见表 3 。可以看出， 影响锌品位的主要原因 是矿石中的锌矿物 9 5 ％以上为铁闪锌矿。 表 3 锌精矿的化学多元素分析结果 ％ 含量7 l _ 5 7 1 ． 9 8 元素A u C a O 含量0 ． 6 7 0 ． 1 铅精矿中铁闪锌矿 、 闪锌矿含量 4 ． O ％ ， 方铅矿 8 2 ％， 硫铁矿 6 ． 5 ％， 黄铜矿、 辉铜矿 、 斑铜矿 2 ． O ％， 毒砂 0 ． 4 ％ ； 白云石 、 方 解石 1 ． 2 ％ ， 石英 、 玉 髓 0 ． 8 ％， 绢 云母 、 绿泥 石、 粘 土矿 物类 等脉石 细泥 1 ． 5 ％ ， 锡石 、 黝锡矿 1 ． O ％ ， 其它 0 ． 4 ％。铅精矿的 化学多元素分析结果见表 4 。 维普资讯 第 1 期 倪章元 等 黄沙坪铅锌矿综合利用现状与改进方向 3 9 4 尾矿及尾矿库 2 0 0 1 年 9月 ， 湖南冶金研究所对铅、 锌优浮尾 矿进行了分析 未选硫 。尾矿 中的黄铁矿 、 磁黄铁 矿 、 白铁矿 、 胶黄铁矿等硫铁矿物主要呈单体形式存 在。连生者主要与脉石毗连 ， 细粒硫铁矿常被脉石 包裹或半包裹连生。方铅矿 、 铁闪锌矿、 闪锌矿较粗 粒者多与硫铁矿或脉石连生 ， 较细粒者 0 ． 0 1／lL rn 以下 多为单体。铜矿物、 毒砂等 主要 与硫铁矿连 生， 常被硫铁矿包裹。尾矿中还含有少量锡石， 主要 被硫铁矿包裹 ， 其次与脉石连生。尾矿中铁闪锌矿、 闪锌矿含量 1 ． 1 ％， 方铅矿 0 ． 9 ％ ， 黄铁矿 、 胶 黄铁 矿 、 白铁矿 、 磁黄铁矿等硫铁矿物 3 3 ％， 黄铜矿 、 辉 铜矿 、 斑铜 矿 等 0 ． 2 ％ ， 毒 砂 1 ％ ， 锡 石 、 黝 锡矿 0 ． 1 ％ ， 赤铁矿 、 褐铁矿、 磁铁矿 1 ． 5 ％， 石英 、 玉髓 1 0 ％， 绿泥石、 绢云母 、 粘土矿物类、 炭质物等脉石细 泥 7 ％ ， 白云母 、 方解石 4 3 ％， 透闪石 、 辉石类 、 萤石 2 ％ ， 其它 0 ． 7 ％。选硫时尾矿中铅、 锌、 硫矿物相对 减少。尾矿的化学多元素分析结果见表 5 。 表5 尾矿的化学多元素分析结果 ％ 元素 P b Z n A s S C u S n 含量0 ． 3 7 0 ． 6 2 0 ． 5 1 5 ． 7 8 0 ． 0 8 1 0 ． I I 元素 r i t e S i O 2 M g o A 1 2 O 3 C a O A g 含量 2 0 ． 0 7 l 2 ． 6 2 7 ． 6 9 2 ． 5 8 1 5 ． 6 9 2 3 ． 1 2 尾矿中锡 、 绢云母含量均较低 ， 回收毫无价值。 尾矿部分粗颗粒用于尾矿充填 ， 减少尾矿排放量。 尾矿库投产于 1 9 6 7年 ， 设计库容 4 0 0万 m ， 服 务年限 3 O年。1 9 9 7年增高扩容工程竣工 ， 增加库 容约 3 0 0万 m ， 至 2 0 0 3年止尚余 2 0 0万 m ， 2 0 0 3 年恢复选硫 ， 排放量约 1 6万 m 。如果硫市场继续 走俏， 预期可对库存尾砂进行选硫。 5 预期采矿工艺改进方向 根据黄沙坪矿属于矿石品位高、矿体形态复杂 的三 、四类型的矿床 ， 矿体上下盘不规整， 矿石围岩 中段稳固到不太稳固的条件， 利用水平分层充填法 是比较适宜的， 其优点如下 1 矿石 回收率高， 平 均 9 5 ％以上 ； 2 适用 于厚薄不均、 形态复杂的矿 体， 贫化率较低 ； 3 木材消耗量小 ； 4 采空区已充 填， 可减少地压活动； 5 安全通风条件好 ； 6 可在 几个中段同时作业 ， 适应性较强。 其缺点如下 1 工艺 复杂， 循环时间长， 生产 能力低； 2 混凝土及充填工作繁重； 3 成本高。 预期改进方向 1 首先须探索采矿工艺， 优化 设计， 减少采切工程量 ， 降低采掘 比； 2 设法提高 采矿强度 ， 缩短循环作业时间， 进而提高采场生产能 力 ； 3 对于采矿底板以及采场隔墙的施工， 要试验 实施新技术 、 新工艺 ， 降低劳动强度， 减少空区作业 时间， 提高作业 的安全性 6 预期选矿工艺改进方向 近年应用全优浮流程及其工艺的完善， 各项指 标稳中有升， 特别是锌精矿 品位 由 4 4 ． 5 ％提高到 4 5 ． 8 ％。 重选加浮选联合选硫工艺成本低， 质量好 ， 方便灵活 ， 可以适应市场变化 ， 随时开停。要进一步 完善银回收率及铜的综合回收利用工作。力争铅精 矿中银回收率达到5 2 ％ ， 年产铜金属量 5 0 t 。 正在进行新药剂的推广应用， 预计对提高银回 收率、 降低尾矿 p H值具有积极意义。通过多种措 施 ， 力争尾矿水 p H值达标排放。另外， 我矿正在进 行矿区内铁、 钨、 钼、 铋 、 锡多金属矿的综合研究开发 工作 ， 预计三年内出产品、 见效益。 7 需国家支持的政策与条件 正如许多国有矿 山一样 ， 我矿面临大量民采滥 挖现象 ， 严重威胁矿山安全 ， 影响我矿 的持续发展。 作为上世纪五、 六十年代兴建的老矿山， 在资源日渐 枯竭的情况下， 如何搞好矿山的资源接替， 或成功实 施矿山转产、 分流， 安置人员庞大的在职职工 ， 事关 社会稳定。老矿山、 小社会 ， 社会关系复杂 ， 改革阻 力大。这些都需要国家或主管部门高度重视 ， 制订 符合实际情况的政策措施。 维普资讯