羅仙平杜顯彥趙云翔鄒麗萍

（1.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院；2.內(nèi)蒙古東升廟礦業(yè)有限公司）

內(nèi)蒙古某低品位難選鉛鋅礦石選礦工藝研究*

羅仙平1杜顯彥1趙云翔2鄒麗萍1

（1.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院；2.內(nèi)蒙古東升廟礦業(yè)有限公司）

內(nèi)蒙古某鉛鋅礦石由于鉛鋅品位低、鋅主要以鐵閃鋅礦形式存在、鉛鋅礦物嵌布粒度細(xì)且與其他礦物共生密切、含有較多與鐵閃鋅礦可選性相近的磁黃鐵礦而難選。根據(jù)礦石性質(zhì)，采用優(yōu)先浮鉛—鉛尾礦弱磁選分離磁黃鐵礦—弱磁選尾礦浮鋅—鋅尾礦浮黃鐵礦工藝流程處理該礦石，閉路試驗(yàn)獲得了鉛品位為42.27%、鉛回收率為71.46%的鉛精礦，鋅品位為44.11%、鋅回收率為70.93%的鋅精礦及硫品位為34.89%、硫回收率為85.66%的綜合硫精礦，從而為該礦石的合理開發(fā)利用提供了依據(jù)。

低品位難選鉛鋅礦石 鉛浮選 磁黃鐵礦弱磁選 鋅浮選 黃鐵礦浮選

內(nèi)蒙古某鉛鋅礦石鉛、鋅品位較低，鉛主要以方鉛礦形式存在，鋅多以鐵閃鋅礦形式存在。礦石中磁黃鐵礦和黃鐵礦含量較高，而磁黃鐵礦與鐵閃鋅礦可浮性、比磁化系數(shù)都很相近［1］，分離困難；鉛、鋅礦物多呈微細(xì)粒嵌布，與其他礦物連生包裹嚴(yán)重，單體解離性差，增加了選礦的難度［2］。本試驗(yàn)根據(jù)礦石性質(zhì)進(jìn)行選礦工藝研究，為該礦石的合理開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

原礦鉛含量為0.42%、鋅含量為1.73%、硫含量為19.30%（見表1），其中鉛主要賦存于方鉛礦中，鋅主要賦存于鐵閃鋅礦中，閃鋅礦含量較少，硫主要以磁黃鐵礦、黃鐵礦形式存在。脈石礦物主要為石英、方解石、綠泥石、黑云母、絹云母、白云母、電氣石、透閃石等。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

礦石中方鉛礦、鐵閃鋅礦、黃鐵礦多呈不規(guī)則狀、脈狀、條紋狀、團(tuán)塊狀、微脈狀、星點(diǎn)狀和浸染狀分布，互相之間交代、包裹關(guān)系密切，常見方鉛礦、鐵閃鋅礦交代黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦，還與多種其他礦物交代呈復(fù)雜鑲嵌，并組成致密的集合體。黃鐵礦多與磁黃鐵礦連生、交代密切，有的則包裹方鉛礦。部分目的礦物也呈細(xì)脈狀沿脈石礦物裂縫充填，或分布于脈石礦物粒間。

2 試驗(yàn)方案

目前，鉛鋅硫化礦的選別方法主要有混合浮選、等可浮、優(yōu)先浮選3種工藝流程。試驗(yàn)礦石中鉛、鋅礦物嵌布粒度細(xì)，單體解離性差，且鋅主要以可浮性較差的鐵閃鋅礦形式存在，同時(shí)含量較高的磁黃鐵礦與鐵閃鋅礦具有相近的可浮性和比磁化系數(shù)，因此鐵閃鋅礦與磁黃鐵礦的有效分離是獲得合格鋅精礦的關(guān)鍵。綜合考慮，本研究選擇采用優(yōu)先浮鉛—鉛尾礦弱磁選分離磁黃鐵礦—弱磁選尾礦浮鋅—鋅尾礦浮黃鐵礦的試驗(yàn)方案，即在鉛鋅硫依次浮選流程的基礎(chǔ)上，于浮鋅前先通過弱磁選選出絕大部分磁黃鐵礦，以削弱磁黃鐵礦對鐵閃鋅礦浮選的干擾。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 鉛浮選條件試驗(yàn)

3.1.1 鉛粗選條件試驗(yàn)

按照圖1流程進(jìn)行鉛粗選條件試驗(yàn)。

圖1 鉛粗選條件試驗(yàn)流程

3.1.1.1 鉛粗選乙硫氮用量試驗(yàn)

常見的鉛捕收劑有乙黃藥、丁黃藥、苯胺黑藥、丁銨黑藥、乙硫氮等，其中乙硫氮的選鉛效果較好［3-4］，因此選擇乙硫氮作為鉛浮選的捕收劑。固定磨礦細(xì)度為－0.074 mm占70%、礦漿pH值為11、ZnSO4＋Na2SO3用量為500＋500 g／t，考察乙硫氮用量對鉛粗選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

由圖2可知，隨著乙硫氮用量的增加，鉛粗精礦鉛品位不斷下降而鉛回收率逐漸上升，但當(dāng)乙硫氮用量達(dá)到80 g／t后，鉛粗精礦鉛回收率上升不明顯。因此，選擇鉛粗選時(shí)乙硫氮用量為80 g／t。

圖2 鉛粗選乙硫氮用量試驗(yàn)結(jié)果

3.1.1.2 鉛粗選礦漿pH值試驗(yàn)

礦漿pH值對鉛浮選的影響較大［5］，而石灰是硫化礦浮選常用的pH調(diào)整劑。固定磨礦細(xì)度為－0.074 mm占70%、ZnSO4＋Na2SO3用量為500＋500 g／t、乙硫氮用量為80 g／t，考察用石灰改變礦漿pH值時(shí)鉛粗選指標(biāo)的變化，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 鉛粗選礦漿pH值試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可知，隨著礦漿pH值的升高，鉛粗精礦鉛品位逐漸上升而鉛回收率不斷下降，但當(dāng)?shù)V漿pH值達(dá)到12后，鉛粗精礦鉛品位變化不大。綜合考慮，選擇礦漿pH值為12，此時(shí)石灰用量為5 000 g／t。

3.1.1.3 ZnSO4＋Na2SO3用量試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度為－0.074 mm占70%、礦漿pH值為12、乙硫氮用量為80 g／t，考察了鋅抑制劑Zn-SO4和Na2SO3的用量比對鉛粗選指標(biāo)的影響，結(jié)果表明，ZnSO4與Na2SO3合適的用量比為2∶1。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考察ZnSO4＋Na2SO3總用量對鉛粗選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

由圖4可知：隨著ZnSO4＋Na2SO3用量增大，鉛粗精礦的鋅含量逐漸降低；當(dāng)ZnSO4＋Na2SO3用量為900 g／t時(shí)，可獲得鉛品位為5.83%、鉛回收率為74.18%、鋅含量為2.11%、鋅混入率為8.56%的鉛粗精礦。此后繼續(xù)增加ZnSO4＋Na2SO3用量，鉛粗精礦鋅含量無明顯變化而鉛回收率顯著下降。因此，鉛粗選時(shí)ZnSO4＋Na2SO3的合適用量為600＋300 g／t，即ZnSO4用量600 g／t、Na2SO3用量300 g／t。

圖4 鉛粗選ZnSO4＋Na2SO3用量試驗(yàn)結(jié)果

3.1.1.4 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

礦石中鉛、鋅、硫礦物嵌布特征復(fù)雜，因此，選擇一個(gè)適宜的磨礦細(xì)度對分選具有重要意義。固定礦漿pH值為12、乙硫氮用量為80 g／t、ZnSO4＋Na2SO3用量為600＋300 g／t，考察磨礦細(xì)度對鉛粗選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

表5表明：隨著磨礦細(xì)度的提高，鉛粗精礦鉛回收率逐漸上升；當(dāng)磨礦細(xì)度為－0.074 mm占75%時(shí)，鉛粗精礦的鉛回收率為76.35%，此后繼續(xù)提高磨礦細(xì)度，鉛回收率上升幅度很小。因此，選取磨礦細(xì)度為－0.074 mm占75%。

3.1.2 鉛精選條件試驗(yàn)

礦石中方鉛礦嵌布粒度較細(xì)且與其他礦物連生交代嚴(yán)重，將鉛粗精礦直接進(jìn)行精選無法獲得合格的鉛精礦，因此對上述選定條件下獲得的鉛粗精礦進(jìn)行了再磨—精選試驗(yàn)，并最終確定了鉛粗精礦再磨細(xì)度為－0.038 mm占85%，精選次數(shù)為4次（各次精選都用石灰調(diào)礦漿pH為12，第1次精選加ZnSO4200 g／t、Na2SO3100 g／t，第2、第3次精選均加ZnSO4100 g／t、Na2SO350 g／t，第4次精選加ZnSO450 g／t、Na2SO325 g／t），此時(shí)鉛精礦鉛品位為44.15%、鉛回收率為55.32%、鋅含量為2.22%、鋅混入率為0.62%，指標(biāo)較好。

3.2 磁黃鐵礦弱磁選試驗(yàn)

若直接對浮鉛尾礦進(jìn)行浮鋅，鋅精礦中會(huì)含有大量與鐵閃鋅礦可浮性相近的磁黃鐵礦，此時(shí)再通過弱磁選分離磁黃鐵礦，將因鐵閃鋅礦被磁黃鐵礦夾帶嚴(yán)重而造成鋅回收率較低。若在浮鋅前先通過弱磁選脫除磁黃鐵礦及部分高鐵閃鋅礦［6］，則可為后續(xù)獲得合格鋅精礦奠定基礎(chǔ)，同時(shí)又不至于使鋅造成太大的損失。

采用φ400 mm×300 mm鼓形弱磁選機(jī)對1次粗選、1次掃選（掃選時(shí)用石灰調(diào)礦漿pH為12，并添加200 g／t ZnSO4、100 g／t Na2SO3、20 g／t乙硫氮、7 g／t2號(hào)油）產(chǎn)生的浮鉛尾礦進(jìn)行弱磁選條件試驗(yàn)，結(jié)果表明，在0.025 T磁感應(yīng)強(qiáng)度下，經(jīng)過1粗3精弱磁選，可獲得硫品位為26.79%、鐵含量為48.75%、硫回收率為24.47%的磁黃鐵礦精礦。

3.3 鋅浮選條件試驗(yàn)

3.3.1 鋅粗選條件試驗(yàn)

按照圖6流程進(jìn)行鋅粗選條件試驗(yàn)。

圖6 鋅粗選條件試驗(yàn)流程

3.3.1.1 鋅粗選丁黃藥用量試驗(yàn)

固定硫酸銅用量為200 g／t，考察丁黃藥用量對鋅粗選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

由圖7可見，隨著丁黃藥用量的增加，鋅粗精礦的鋅回收率逐漸提高而鋅品位逐漸下降。綜合考慮，選擇鋅粗選丁黃藥用量為40 g／t。

3.3.1.2 鋅粗選硫酸銅用量試驗(yàn)

鋅礦物在浮鉛作業(yè)中受到了強(qiáng)烈的抑制，浮鋅時(shí)必須對其進(jìn)行活化，而硫酸銅是鋅礦物最常用最有效的活化劑［7-8］。固定丁黃藥用量為40 g／t，考察硫酸銅用量對鋅粗選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖8。

圖7 鋅粗選丁黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

圖8 鋅粗選硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖8可見，鋅粗精礦的鋅回收率隨著硫酸銅用量的增加先不斷上升后逐漸下降，并在硫酸銅用量為200 g／t時(shí)達(dá)到最大值。因此，選取鋅粗選硫酸銅用量為200 g／t。

3.3.2 鋅精選條件試驗(yàn)

對選定條件下獲得的鋅粗精礦進(jìn)行再磨—精選試驗(yàn)，最終確定鋅粗精礦再磨細(xì)度為－0.038 mm占80%，精選次數(shù)為4次（各次精選都用石灰調(diào)礦漿pH為12），此時(shí)可以獲得合格的鋅精礦。

3.4 黃鐵礦浮選條件試驗(yàn)

對選定條件下經(jīng)1粗1掃鉛浮選—磁黃鐵礦弱磁粗選—1粗2掃鋅浮選（鋅掃選1用石灰調(diào)礦漿pH為12并添加硫酸銅60 g／t、丁黃藥10 g／t，掃選2添加硫酸銅30 g／t、丁黃藥10 g／t）產(chǎn)生的尾礦進(jìn)行黃鐵礦浮選條件試驗(yàn)，結(jié)果表明：當(dāng)用硫酸調(diào)礦漿pH值為8、丁黃藥用量為60 g／t、2號(hào)油用量為21 g／t時(shí)，可獲得硫品位為35.55%、硫回收率為44.56%的黃鐵礦粗精礦；黃鐵礦粗精礦經(jīng)2次空白精選，可獲得硫品位為40.86%、硫回收率為41.89%的黃鐵礦精礦。

3.5 閉路流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上，按圖8進(jìn)行優(yōu)先浮鉛—鉛尾礦弱磁選分離磁黃鐵礦—弱磁選尾礦浮鋅—鋅尾礦浮黃鐵礦全流程閉路試驗(yàn)，最終獲得了鉛品位為42.27%、鉛回收率為71.46%、含鋅2.21%的鉛精礦，鋅品位為44.11%、鋅回收率為70.93%、含鉛0.21%的鋅精礦，硫品位為40.07%、硫回收率為60.36%的黃鐵礦精礦及硫品位為26.65%、硫回收率為25.29%的磁黃鐵礦精礦，黃鐵礦精礦與磁黃鐵礦精礦構(gòu)成的綜合硫精礦硫品位為34.89%、硫回收率為85.66%（見表2）。

表2 閉路流程試驗(yàn)結(jié)果%

4 結(jié) 論

（1）內(nèi)蒙古某鉛鋅礦石中含鉛0.42%，含鋅1.73%，含硫19.30%，鉛主要以方鉛礦形式存在，鋅主要以鐵閃鋅礦形式存在，硫主要以磁黃鐵礦、黃鐵礦形式存在。由于鉛、鋅礦物嵌布粒度細(xì)，與其他礦物共生密切，加上鐵閃鋅礦可浮性差且與磁黃鐵礦性質(zhì)相近，因此該礦石屬低品位難選鉛鋅硫化礦石。

圖9 閉路試驗(yàn)流程

（2）采用優(yōu)先浮鉛—鉛尾礦弱磁選分離磁黃鐵礦—弱磁選尾礦浮鋅—鋅尾礦浮黃鐵礦工藝方案，可獲得鉛品位為42.27%、鉛回收率為71.46%的鉛精礦，鋅品位為44.11%、鋅回收率為70.93%的鋅精礦及硫品位為34.89%、硫回收率為85.66%的綜合硫精礦，試驗(yàn)指標(biāo)較好。

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Experimental Study on Beneficiation for a Refractory Low-grade Lead-zinc Ore of Inner M ongolia

Luo Xianping1Du Xianyan1Zhao Yunxiang2Zou Liping1
（1．Faculty of Resource and Environmental Engineering，Jiangxi University of Science and Technology；2．Inner Mongolia Dongshengmiao Mining Industry Co．，Ltd．）

A lead-zinc ore of Inner Monggia belongs to a refractory ore，because it contains low grade of lead and zinc，among which zincmainly occurs in marmatite，and lead-zinc minerals is fine embedded and closely associated with otherminerals.Also，there aremany pyrrhotitewhich has similar property withmarmatite.According to the ore properties，the process of preferential lead flotation-low intensitymagnetic separation to separate pyrrhotite from lead tailings-zinc flotation from low magnetic tailings-pyrite flotation from zinc tailings was adopted to treat this ore.Through the closed-circuit tests，lead concentrate with Pb grade of 42.27%and Pb recovery rate of 71.46%，zinc concentrate with Zn grade of 44.11%and Zn recovery of70.93%，and S concentratewith Sgrade of34.89%and S recovery of85.66%were obtained respectively.The test provides a basis for development and utilization of this ore.

Refractory low-grade lead-zinc ore，Lead flotation，Low intensity magnetic separation of pyrrhotite，Zinc flotation，F(xiàn)lotation of pyrite

2013-06-25）

*國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)：50704018），江西省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：20111BBE50015）。

羅仙平（1973—），男，教授，院長，博士研究生導(dǎo)師，341000江西省贛州市客家大道156號(hào)。