胡志剛，代淑娟，孟宇群，白麗梅

(1.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，遼寧 沈陽110032；2.河北理工大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院,河北 唐山 063009；3.中國科學(xué)院金屬研究所，遼寧 沈陽 110016)

某礦石是一種鉛鋅氧化礦，可供回收的金屬礦物主要的金屬硫化礦物為方鉛礦；氧化礦有白鉛礦、菱鋅礦、異極礦等。其他金屬礦物有閃鋅礦、藍(lán)銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、纖鐵礦及少量針鐵礦等。非金屬礦物有石英、斜綠泥石、碳酸鹽、矽線石、絹云母、堇青石、綠簾石、重晶石等。

該礦石中，方鉛礦為他形晶粒狀，呈交代殘余存在，邊緣分布有藍(lán)銅礦微量。其它金屬礦物含量較少，主要以膠狀結(jié)構(gòu)及蜂窩狀結(jié)構(gòu)存在。金屬礦物之間交代現(xiàn)象較為明顯。

該礦石含鉛10.87%，其中4.75%存在于硫化物中，6.12%(占全鉛含量的56.30%)存在于氧化物中。鋅含量為12.18%，有11.44%(占鋅含量的93.9%)的鋅存在于氧化物中，僅有0.74%以閃鋅礦存在于硫化物中。所以，本次試驗(yàn)針對鉛礦物(包括氧化物與硫化物)及氧化狀態(tài)的鋅礦物進(jìn)行選別試驗(yàn)研究，選別流程依次優(yōu)先選別硫化鉛礦物、鉛氧化礦及鋅氧化礦。

針對該礦石的特點(diǎn)，并通過多種試驗(yàn)方案對比，最終確定了原礦粗磨，搖床將重、粗粒級礦物與細(xì)級別分離，再分別入浮選。經(jīng)試驗(yàn)研究，確定搖床精礦通過再磨、鉛礦物(硫化鉛、氧化鉛)通過一次粗選一次掃選三次精選、鋅的氧化礦物通過兩次粗選一次掃選三次精選的試驗(yàn)流程；而搖床尾礦與精礦相比僅細(xì)度不同，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)調(diào)整藥劑，采取類似流程。

1 礦石性質(zhì)

1.1 原礦光譜分析

原礦光譜分析見表1。

1.2 原礦化學(xué)多項(xiàng)分析

原礦化學(xué)多項(xiàng)分析見表2。

1.3 原礦物相分析

原礦物相分析見表3。

從物相分析結(jié)果來看，該礦石有價(jià)成分鉛存在于硫化礦與氧化礦中，分別為4.75%和6.12%，試驗(yàn)時(shí)分別考慮。硫化物中的鋅僅為0.74%，在氧化物中鋅含量為11.44%，即有93.92%的鋅以氧化狀態(tài)存在，故本次試驗(yàn)以回收氧化狀態(tài)鋅為主。

1.4 原礦篩析

原礦篩析結(jié)果見表4。

表1 原礦光譜分析

表2 原礦化學(xué)多項(xiàng)分析

表3 原礦物相分析

表4 原礦全篩析結(jié)果表

1.5 礦石的物質(zhì)組成及其特點(diǎn)

礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造:礦石具有膠狀結(jié)構(gòu)、蜂窩狀結(jié)構(gòu)、部分呈交代殘余結(jié)構(gòu)，脈狀結(jié)構(gòu)。

礦石中的金屬礦物種類較多，金屬硫化礦有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等，金屬氧化礦主要有白鉛礦、菱鋅礦、異極礦、藍(lán)銅礦、纖鐵礦、針鐵礦等。非金屬礦物有石英、斜綠泥石、碳酸鹽、矽線石、絹云母、堇青石、綠簾石、重晶石等。

方鉛礦呈他形晶粒狀，呈交代殘余存在，沿解理及邊緣被藍(lán)銅礦所交代。閃鋅礦以他形晶粒狀，沿邊緣被針鐵礦、纖鐵礦及藍(lán)銅礦所交代，僅保留有殘晶。黃鐵礦以他形晶粒狀，具壓碎結(jié)構(gòu)，部分呈脈狀結(jié)構(gòu)，沿解理及裂隙被纖鐵礦及針鐵礦交代，并有少量方鉛礦沿裂隙充填。少量藍(lán)銅礦為硫化銅氧化產(chǎn)物，分布于方鉛礦邊緣，顯脈狀結(jié)構(gòu)。纖鐵礦和針鐵礦多呈膠狀結(jié)構(gòu)交代磁黃鐵礦、黃鐵礦。

石英、斜綠泥石和碳酸鹽礦物為主要的脈石礦物。石英以他形晶粒狀及粒狀集合體，呈填隙物存在。斜綠泥石以鱗片變晶結(jié)構(gòu)多呈隱晶質(zhì)存在，并被鐵染呈褐色。碳酸鹽以他形晶粒狀集合體，呈脈狀沿裂隙分布。其他脈石礦物含量較少，其中矽線石以纖維變晶結(jié)構(gòu)、放射狀變晶結(jié)構(gòu)存在，顆粒細(xì)小。絹云母以鱗片變晶結(jié)構(gòu)，方向性分布，多被鐵染呈褐色。堇青石以他形晶，粒狀、卵狀，定向分布呈殘縷構(gòu)造。綠簾石呈他形晶粒狀及粒狀集合體。重晶石為他形晶粒狀，并具壓碎結(jié)構(gòu)，有褐鐵礦沿壓碎的裂隙分布。

2 選礦試驗(yàn)

該礦石屬于氧化鉛鋅礦，礦石膠狀結(jié)構(gòu)及蜂窩狀結(jié)構(gòu)存在，硬度較低，細(xì)粒級含量較高，若原礦經(jīng)磨礦直接入浮選，其中細(xì)粒級礦極易形成泥化，增加能耗且不利于選別，現(xiàn)針對該礦石特點(diǎn)，首先將該礦石粗磨，使其-200目達(dá)到53.8%，經(jīng)搖床試驗(yàn)，將搖床尾礦直接入浮選，不僅節(jié)約能耗，而且避免過磨形成礦泥影響精礦指標(biāo)。而粗粒級搖床精礦再經(jīng)過磨礦進(jìn)入浮選。

2.1 搖床試驗(yàn)

將原礦樣品及磨礦細(xì)度-200目53.8%的礦樣分別入搖床，做對比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 搖床試驗(yàn)結(jié)果

從表5中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，礦泥中含有大量的細(xì)粒級鉛鋅礦，尾礦不能拋棄處理。從試驗(yàn)現(xiàn)象可以看出，磨礦至-200目53.8%時(shí)，粗細(xì)粒級分帶明顯，中礦細(xì)粒級與尾礦粒度較細(xì)，有價(jià)成分與脈石礦物基本解離。經(jīng)搖床重選后，鉛鋅在粗級別中品位由10.65%和12.50%降至10.23%和11.64%，在細(xì)級別中品位升至11.33%和13.87%。但鉛鋅在粗、細(xì)級別中均未實(shí)現(xiàn)有效富集，搖床主要起到了分級的作用。細(xì)級別中-325目含量為89.3%，直接入浮選。而搖床精礦需磨礦再入浮選。

2.2 搖床粗粒級浮選試驗(yàn)

搖床精礦需經(jīng)過磨礦入浮選。試驗(yàn)考察磨礦細(xì)度、硫化鉛捕收劑、鉛氧化礦硫化鈉用量、氧化鋅礦物硫化鈉用量等主要選別條件。

磨礦細(xì)度試驗(yàn)。金屬礦物與脈石礦物是否充分解離，是影響浮選指標(biāo)的重要因素，而且磨礦細(xì)度決定了各礦物之間的單體解離程度。適宜的磨礦細(xì)度，可脫除更多的脈石礦物，并使金屬礦物充分富集，還要保證金屬礦物不因過細(xì)而泥化消耗能源且影響金屬礦物的回收率，因此，合理的磨礦細(xì)度至關(guān)重要。磨礦細(xì)度試驗(yàn)采用乙基黃藥和丁銨黑藥各100 g/t，2#油20 g/t，經(jīng)一次粗選。試驗(yàn)結(jié)果見表6。

從表6中的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到72.3%時(shí)，選別指標(biāo)較好，確定對搖床精礦磨礦至-200目72.30%進(jìn)行其他條件試驗(yàn)。

表6 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

硫化礦捕收劑用量試驗(yàn)。在金屬硫化礦的浮選工藝中，常用的捕收劑是黃藥和黑藥，其極性基(親固基)中含有與硫化礦表面產(chǎn)生化學(xué)吸附的二價(jià)硫原子，因此，可以很好的實(shí)現(xiàn)硫化礦與脈石的分離。通過調(diào)整捕收劑用量，使礦石中的硫化鉛有效分離。試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

從表7中的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著捕收劑的增加，精礦品位逐漸下降，回收率逐漸提高，精礦中夾雜的礦泥對精礦影響隨著捕收劑用量的增加而增大。綜合品位及回收率指標(biāo)，選擇乙黃藥100g/t、丁胺黑藥100 g/t為宜。

鉛氧化礦浮選硫化鈉用量試驗(yàn)。搖床精礦經(jīng)乙黃藥和丁胺黑藥各100 g/t，2#油20 g/t條件下一次粗選，乙黃藥和丁胺黑藥各60g/t條件下一次掃選選別硫化鉛，對選硫化鉛尾礦進(jìn)行氧化鉛的選別。浮選氧化鉛礦物時(shí)，硫化鈉的用量至關(guān)重要。采用丁基黃藥120 g/t、2#油10 g/t進(jìn)行硫化鈉用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 硫化鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

從表8中的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，當(dāng)硫化鈉用量為1500 g/t時(shí)，選別指標(biāo)好于其它用量，因此確定硫化鈉用量為1500 g/t。掃選硫化鈉用量為500g/t，丁基黃藥用量60 g/t。

鋅氧化礦浮選硫化鈉用量試驗(yàn)。對選別硫化鉛、氧化鉛后的尾礦進(jìn)行選氧化鋅試驗(yàn)。試驗(yàn)采用二次粗選流程，二次粗選條件相同，均為：碳酸鈉1000 g/t、水玻璃800 g/t、十二胺100 g/t、2#油10 g/t。在此條件下，考查硫化鈉用量對鋅氧化礦浮選效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

從表9中的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，硫化鈉用量對鋅的氧化礦選別影響非常明顯，硫化鈉過低，鋅的氧化礦很難從礦泥中分離出來。硫化鈉用量過高，精礦指標(biāo)也不理想。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定硫化鈉一次粗選用量為8kg/t，二次粗選用量為4kg/t，選別指標(biāo)和試驗(yàn)現(xiàn)象較為理想。

表9 硫化鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

綜合流程試驗(yàn)。綜合流程試驗(yàn)采用原礦粗磨、搖床重選、搖床精礦進(jìn)行再磨后經(jīng)一次粗選一次掃選三次精選選別硫化鉛礦物、一次粗選一次掃選三次精選選別氧化鉛礦物、兩次粗選一次掃選三次精選選別氧化鋅礦物試驗(yàn)流程。搖床尾礦采用與搖床精礦浮選類似流程直接進(jìn)行浮選。試驗(yàn)結(jié)果見表10，精礦全分析見表11。

由表10可以看出，試驗(yàn)獲得了鉛的硫化礦精礦產(chǎn)率為7.65%、鉛品位為61.00%、鉛回收率為43.82%；鉛的氧化礦精礦產(chǎn)率10.15%、鉛品位51.41%、鉛回收率49.00%；鋅的氧化礦精礦產(chǎn)率為23.22 %、鋅品位為45.77%、鋅回收率為85.02%較好的選別指標(biāo)。

表10 閉路試驗(yàn)結(jié)果

表11 精礦化學(xué)多項(xiàng)分析

由表11可以看出，鉛鋅精礦質(zhì)量較高，硫化鉛精礦質(zhì)量達(dá)到Y(jié)S/T319-1997三級品標(biāo)準(zhǔn)，氧化鉛精礦質(zhì)量達(dá)到Y(jié)S/T319-1997四級品標(biāo)準(zhǔn)，鋅精礦質(zhì)量達(dá)到Y(jié)S/T320-1997三級品標(biāo)準(zhǔn)[3]。

3 結(jié) 語

(1) 試驗(yàn)礦石為多金屬氧化礦，還有部分硫化狀態(tài)的鉛，有價(jià)成分有硫化鉛以及氧化的鉛鋅礦,可綜合回收的元素有鉛、鋅。該礦石屬于難選的氧化鉛鋅礦。

(2) 礦石中的金屬礦物主要有方鉛礦(PbS)，氧化礦有碳酸鉛、碳酸鋅、硅酸鋅等。其它金屬礦物有閃鋅礦、藍(lán)銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、纖鐵礦、針鐵礦等少許；非金屬礦物有石英、斜綠泥石、碳酸鹽、矽線石、絹云母、堇青石、綠簾石、重晶石等。

(3) 經(jīng)試驗(yàn)流程及條件考察，最終確定了原礦粗磨，利用搖床將重礦物合并粗粒級礦物與礦泥分離，再分別入浮選，分別選出硫化鉛、鉛的氧化礦、鋅的氧化礦。通過多個條件試驗(yàn)，最終確定搖床精礦再磨-鉛礦物(硫化鉛、鉛的氧化礦)通過一次粗選一次掃選三次精選-鋅的氧化礦通過兩次粗選一次掃選三次精選的試驗(yàn)流程。使鉛和鋅得到較理想的富集。

[1] 魏德洲.固體物料分選學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2008，10.

[2] 朱建光.浮選藥劑[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1993，4.

[3] 礦產(chǎn)資源綜合利用手冊編輯委員會. 礦產(chǎn)資源綜合利用手冊[M].北京：科學(xué)出版社，2000.