陳忠玉 杜顯彥 江皇義

(1.凡口鉛鋅礦；2.江特礦業(yè)發(fā)展有限公司)

某鐵閃鋅礦選礦回收新工藝試驗(yàn)

陳忠玉1杜顯彥2江皇義1

(1.凡口鉛鋅礦；2.江特礦業(yè)發(fā)展有限公司)

為綜合高效回收某低品位難選鐵閃鋅礦中的鐵、鋅、硫有價(jià)元素，根據(jù)該礦石性質(zhì)，采用優(yōu)先浮鉛—弱磁選回收磁黃鐵礦—浮鋅—浮黃鐵礦工藝方案進(jìn)行回收，最終試驗(yàn)獲得了鉛品位為46.37%、鉛回收率為73.16%的鉛精礦，鋅品位為43.88%、鋅回收率為69.02%的鋅精礦，硫品位為36.82%、硫回收率為86.13%的綜合硫精礦，達(dá)到了綜合回收的目的。

鐵閃鋅礦 磁黃鐵礦 弱磁選 綜合硫精礦

鐵閃鋅礦回收是目前硫化礦選礦的難點(diǎn)之一，尤其是在回收鐵閃鋅礦時(shí)，其與磁黃鐵礦的分離是世界一大技術(shù)難題[1]。目前工業(yè)上主要采用單一的浮選法分離鐵閃鋅礦與磁黃鐵礦，但由于浮選藥劑性能的缺陷或藥劑制度的不完善以及礦石性質(zhì)的特殊性，它們分離的效果往往不理想，難以獲得高品質(zhì)的精礦或鋅回收率很低。鐵閃鋅礦及磁黃鐵礦都具有磁性，其比磁化系數(shù)存在一定差異[2]，因此借助這一特性對(duì)它們采用磁選法處理，將有助于提高鐵閃鋅礦的選別指標(biāo)。

某鐵閃鋅礦中鉛、鋅含量較低，其中鉛主要以方鉛礦形式存在，鋅主要賦存于鐵閃鋅礦中，閃鋅礦含量較少；硫品位較高，主要以磁黃鐵礦和黃鐵礦的形式存在。采用常規(guī)的鉛—鋅—硫依次優(yōu)先浮選工藝回收該礦中的有價(jià)金屬時(shí)，盡管可以獲得合格的鉛精礦，但無(wú)法獲得合格的鋅精礦或鋅回收率極低。為此，本文在選別某鐵閃鋅礦時(shí)采用了磁浮聯(lián)合流程進(jìn)行分選回收，最終獲得了較好的選礦指標(biāo)。

1 鐵閃鋅礦及磁黃鐵礦的性質(zhì)

通常鐵以類質(zhì)同象混入閃鋅礦中，閃鋅礦中含鐵量大于6%時(shí)即稱之為鐵閃鋅礦，其化學(xué)式為(Zn，F(xiàn)e)S；當(dāng)含鐵量大于12%時(shí)又稱之為高鐵閃鋅礦；含鐵量大于18%稱為超高鐵閃鋅礦，鐵閃鋅礦含鐵最高可達(dá)26.2%。鐵閃鋅礦含鐵的多少主要取決于礦床成因與礦床的形成過(guò)程。由于閃鋅礦晶格上的鋅原子被Fe3+取代，使化合價(jià)和電荷狀態(tài)失去平衡，導(dǎo)致了2個(gè)Zn2+變?yōu)閆n+，降低了空穴濃度，增加了電子密度，當(dāng)閃鋅礦與黃原酸陰離子作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的排斥力，不利于捕收劑的吸附，從而影響其可浮性。因此，鐵閃鋅礦可浮性比閃鋅礦的可浮性低，鐵閃鋅礦中鐵含量較高，因此其又具有一定的磁性，且鐵含量越高磁性越強(qiáng)。

磁黃鐵礦中含鐵量通常不同，通常以Fe1-xS表示，一般x為0～0.223左右。磁黃鐵礦的可浮性與其晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成和氧化性質(zhì)等密切相關(guān)。當(dāng)其結(jié)晶構(gòu)造為單斜晶格構(gòu)造時(shí)，為鐵磁性，可浮性較差；其為六方晶格構(gòu)造時(shí)，磁性弱，可浮性好，但可浮性均低于黃鐵礦。

2 礦石性質(zhì)

某鐵閃鋅礦礦石中主要有價(jià)礦物為方鉛礦、鐵閃鋅礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦等，次要礦物有黃銅礦、輝銀礦、銀黝銅礦、磁鐵礦、白鐵礦、褐鐵礦等，非金屬礦物主要有石英、方解石、綠泥石、黑云母、絹云母、白云母、電氣石、透閃石等。

礦石中礦物嵌布特征較為復(fù)雜，其中方鉛礦、鐵閃鋅礦、(磁)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)狀和浸染狀形態(tài)分布，礦物之間相互交代、包裹關(guān)系密切。同時(shí)礦物組成分析表明，鋅在鐵閃鋅礦中的分布率大于90%，磁黃鐵礦與黃鐵礦的含量比約為2∶3。試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

元素CuPbZnSTFeAgAu含量0.030.451.8519.1128.897.000.30元素MgOCaOSiO2Al2O3Na2OK2O含量4.129.1128.424.580.340.84

注：Au、Ag含量單位為g/t。

由表1可知，該鐵閃鋅礦礦物組成復(fù)雜，含鋅1.85%、含硫19.11%，屬于低品位難選鐵閃鋅礦。

3 選礦試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)方案的擬定

目前，鐵閃鋅礦的選別方法主要采用單一浮選法。該礦中鋅主要以可浮性較差的鐵閃鋅礦形式存在，同時(shí)該礦磁黃鐵礦含量較高，而磁黃鐵礦與鐵閃鋅礦的可浮性、礦物表面特性又十分相近[2]，因此采用單一的浮選法抑磁黃鐵礦浮選鐵閃鋅礦時(shí)，難以獲得合格的鋅精礦或鋅回收率極低。綜合考慮，對(duì)浮鉛尾礦優(yōu)先采用弱磁選選出絕大部分磁黃鐵礦及部分高鐵閃鋅礦，使鐵閃鋅礦與磁黃鐵礦達(dá)到初步分離的目的，為后續(xù)浮選鋅降低分選壓力，以提高鋅礦物的選別指標(biāo)。因此，采用優(yōu)先浮鉛—弱磁選回收磁黃鐵礦—浮鋅—浮黃鐵礦工藝流程進(jìn)行選別。

3.2 鉛浮選試驗(yàn)及結(jié)果

鉛浮選過(guò)程中，經(jīng)捕收劑種類及用量、抑制劑種類及用量、磨礦細(xì)度等條件試驗(yàn)確定了鉛浮選的最佳工藝條件，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

由表2可知，鉛粗選可獲得鉛品位為5.74%、鉛回收率為77.55%，含鋅2.42%、鋅回收率為7.95%的鉛精礦，鉛浮選指標(biāo)較好，鉛鋅分離效果顯著。

表2 鉛浮選試驗(yàn)結(jié)果 %

3.3 磁黃鐵礦弱磁選試驗(yàn)

該礦石中磁黃鐵礦含量較高，鋅主要以鐵閃鋅礦形式存在，而磁黃鐵礦與鐵閃鋅礦的可浮性非常接近，且它們的比磁化系數(shù)又較為接近，若浮鉛尾礦直接進(jìn)行浮鋅作業(yè)，所獲得的鋅粗精礦中含有大量磁黃鐵礦，在鋅精選過(guò)程中很難將他們分離。因此，在鋅精選作業(yè)中僅采用浮選，無(wú)法實(shí)現(xiàn)鐵閃鋅礦與磁黃鐵礦的有效分離。當(dāng)對(duì)浮選精選鋅精礦進(jìn)行磁選除鐵時(shí)，又由于鐵閃鋅礦磁性較好，被磁黃鐵礦夾帶損失嚴(yán)重，鋅回收率較低。若在浮選過(guò)程中鋅先采用磁選除鐵，可解決磁黃鐵礦對(duì)鋅精礦品位的影響，又不至于對(duì)鋅回收率造成較大的影響。

根據(jù)上述所存在的因素，采用試驗(yàn)型鼓形弱磁選機(jī)(RK/CRSφ400 mm×300 mm)對(duì)鉛尾礦進(jìn)行不同磁場(chǎng)強(qiáng)度弱磁選試驗(yàn)，考察磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)選礦指標(biāo)的影響，試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖2 弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)流程

由圖3可見，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，硫回收率上升，鋅在磁性礦物中的分布率升高；當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為39.81 kA/m時(shí)，可獲得含硫26.34%、硫回收率為26.70%,含鋅1.59%、鋅分布率為16.44%的磁黃鐵礦精礦；此后若繼續(xù)增加磁場(chǎng)強(qiáng)度，鋅在磁黃鐵礦中的分布率顯著提高，為了盡量降低磁黃鐵礦對(duì)后續(xù)浮選選鋅的影響，同時(shí)盡可能減少鋅在磁黃鐵礦精礦中的損失，確定磁選最佳磁場(chǎng)強(qiáng)度為39.81 kA/m。

圖3 磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)鋅硫磁選的影響

3.4 鋅浮選循環(huán)條件試驗(yàn)

3.4.1 礦漿濃度對(duì)鋅浮選的影響

在浮選過(guò)程中，存在著一系列影響浮選指標(biāo)的工藝因素，如磨礦細(xì)度、藥劑制度、礦漿pH值、浮選濃度等[3]。經(jīng)研究表明，浮選濃度對(duì)鋅礦物的浮選有著較大的影響，在一定范圍內(nèi)提高選鋅的浮選濃度將有利于提高鋅回收率[4]。本次試驗(yàn)固定捕收劑丁基黃藥用量為50 g/t、礦漿pH值為11.0、 CuSO4用量為200 g/t、起泡劑松醇油用量為21 g/t，考察鋅礦物浮選礦漿濃度對(duì)鋅浮選的影響，試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

由圖5可見，隨著鋅浮選礦漿濃度的增加，鋅回收率升高；當(dāng)?shù)V漿濃度大于45%時(shí)，鋅回收率提高不明顯，鋅品位降幅顯著；因此，鋅浮選礦漿濃度在45%左右作為后續(xù)試驗(yàn)的條件較為合適。

圖5 礦漿濃度對(duì)鋅浮選的影響

3.4.2 丁基黃藥用量對(duì)鋅浮選的影響

試驗(yàn)采用丁基黃藥作為鋅礦物捕收劑，固定浮選礦漿濃度為45%、礦漿pH值為11.0、CuSO4用量為200 g/t、松醇油用量為21 g/t，考察丁基黃藥用量對(duì)鋅浮選的影響，試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖6 丁基黃藥用量對(duì)鋅浮選的影響

由圖6可見，隨丁基黃藥用量的增加，鋅回收率升高；當(dāng)丁基黃藥用量為40 g/t時(shí)，鋅浮選指標(biāo)最佳，此時(shí)可獲得含鋅12.95%、鋅回收率為65.87%的鋅粗精礦；此后若繼續(xù)增大丁基黃藥用量，鋅回收率變化不明顯，而鋅品位降幅顯著；因此，后續(xù)試驗(yàn)選取丁基黃藥用量為40 g/t較為合適。

3.4.3 礦漿pH值對(duì)鋅浮選的影響

鐵閃鋅礦浮選過(guò)程中，礦漿pH值對(duì)其回收率的影響非常顯著，即鐵閃鋅礦對(duì)礦漿pH值十分敏感[5]。有學(xué)者認(rèn)為[6-7]鐵閃鋅礦浮選過(guò)程中礦漿pH值不宜超過(guò)11.0，過(guò)高的礦漿pH值會(huì)對(duì)鐵閃鋅礦產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制，降低鋅回收率。因此，試驗(yàn)采用石灰作為礦漿pH值調(diào)整劑，固定浮選礦漿濃度為45%、丁基黃藥用量為40 g/t、CuSO4用量為 200 g/t、起泡劑松醇油用量為21 g/t，考察礦漿pH值對(duì)鋅浮選的影響，試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

由圖7可見，隨礦漿pH值的增加，鋅品位升高；當(dāng)?shù)V漿pH值為11.0時(shí)，鋅浮選指標(biāo)最佳，此時(shí)可獲得含鋅13.01%、鋅回收率為66.07%的鋅粗精礦，此后若繼續(xù)增大礦漿pH值，鋅品位提高不明顯，而鋅回收率顯著下降；因此，鋅粗選最佳礦漿pH值為11.0。

圖7 pH值對(duì)鋅浮選的影響

3.4.4 CuSO4用量對(duì)鋅浮選的影響

由于鐵閃鋅礦可浮性較差，且在選鉛作業(yè)中又受到了強(qiáng)烈的抑制，因此，浮鋅作業(yè)中必須先對(duì)其進(jìn)行活化，而CuSO4是硫化鋅礦物最常用、最有效的活化劑[8-10]。因此，試驗(yàn)固定浮選礦漿濃度為45%、礦漿pH值為11.0、丁基黃藥用量為40 g/t、起泡劑松醇油用量為21 g/t，考察CuSO4用量對(duì)鋅浮選的影響。試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見圖8。

圖8 CuSO4用量對(duì)鋅浮選的影響

由圖8可見，隨著CuSO4用量的增加，鋅品位變化不明顯，鋅回收率升高；當(dāng)CuSO4用量為 300 g/t時(shí)，鋅浮選指標(biāo)最佳，此時(shí)鋅回收率為68.02%；此后若繼續(xù)增加CuSO4用量，鋅品位無(wú)明顯變化，而鋅回收率反而降幅顯著；因此，選取 CuSO4用量為300 g/t較合適。

3.5 硫浮選循環(huán)條件試驗(yàn)

對(duì)浮鋅尾礦進(jìn)行了硫浮選循環(huán)條件試驗(yàn)，主要考察了捕收劑種類，硫酸用量對(duì)硫浮選的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)硫酸用量為2 000 g/t(礦漿pH值為8)，丁基黃藥用量為80 g/t時(shí)，可獲得含硫35.55%、硫回收率為52.56%的硫粗精礦。在此基礎(chǔ)上，為獲得質(zhì)量較高的硫精礦，對(duì)硫粗精礦進(jìn)行了空白精選次數(shù)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：硫粗精礦經(jīng)2次精選后，可獲得含硫40.76%、硫回收率為47.11%的硫精礦，指標(biāo)較好。

3.6 閉路試驗(yàn)

根據(jù)條件試驗(yàn)所確定的各工藝條件和藥劑制度，對(duì)該礦進(jìn)行了全流程閉路試驗(yàn)，閉路流程選鉛為1次粗選，粗精礦再磨后4次精選，1次掃選；磁選選磁黃鐵礦為1次粗選、3次精選；選鋅為1次粗選、4次精選、2次掃選；選黃鐵礦為1次粗選、2次精選、2次掃選。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 全流程閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率品位PbZnS回收率PbZnS鉛精礦0.7146.371.5118.2173.160.580.68磁黃鐵礦精礦14.810.221.8730.117.2414.9723.33鋅精礦2.910.8443.8821.735.4069.023.31黃鐵礦精礦29.890.110.4040.157.316.4662.80尾礦51.680.060.323.656.898.979.88原礦100.000.451.8519.11100.00100.00100.00

由表3可知，采用優(yōu)先浮鉛—弱磁選回收磁黃鐵礦—浮鋅—浮黃鐵礦新工藝方案，閉路流程試驗(yàn)可獲得含鉛46.37%、鉛回收率為73.16%、含鋅1.51%、含硫18.21%的鉛精礦；鋅品位為43.88%、鋅回收率為69.02%、含鉛0.84%、含硫21.73%的鋅精礦；硫品位為40.15%、硫回收率為62.80%、含鉛0.11%、含鋅0.40%的黃鐵礦精礦；硫品位為30.11%、硫回收率為23.33%的磁黃鐵礦精礦，黃鐵礦精礦與磁黃鐵礦精礦構(gòu)成綜合硫精礦含硫36.82%、硫回收率為86.13%。

4 結(jié) 語(yǔ)

(1)某鐵閃鋅礦原礦中含鉛0.45%、含鋅1.85%、含硫19.11%，其礦物種類繁多，組成復(fù)雜，其中鉛主要以方鉛礦的形式存在，鋅主要賦存于鐵閃鋅礦中，閃鋅礦含量較少，因此鋅礦物可浮性差，該礦中還含有大量磁黃鐵礦，增加了鋅礦物的分選難度，該礦屬低品位難選鐵閃鋅礦。

(2)試驗(yàn)采用優(yōu)先浮鉛—弱磁選回收磁黃鐵礦—浮鋅—浮黃鐵礦新工藝方案，可獲得含鉛46.37%、鉛回收率為73.16%、含鋅1.51%、含硫18.21%的鉛精礦；含鋅43.88%、鋅回收率為69.02%，含鉛0.84%、含硫21.73%的鋅精礦；含硫40.15%，硫回收率為62.80%、含鉛0.11%、含鋅0.40%的黃鐵礦精礦；含硫30.11%、硫回收率為23.33%的磁黃鐵礦精礦，黃鐵礦精礦與磁黃鐵礦精礦構(gòu)成綜合硫精礦含硫36.82%、硫回收率86.13%，試驗(yàn)指標(biāo)較好。

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Experiment on a New Technology for Beneficiation of Marmatite Recovery

Chen Zhongyu1Du Xianyan2Jiang Huangyi1

(1.Fankou Lead-zinc Mine; 2.Jiangte Mining Development Co., Ltd.)

In order to high efficiently recovery valuable elements of iron, zinc, sulfur in a low grade and refractory marmatite ore, lead preference flotation-pyrrhotite recovery by low intensity magnetic separation-zinc flotation-pyrite flotation process was conducted based on the ore property. Lead concentrate with 46.37% lead and recovery of 73.16%, zinc concentrate with 43.88% zinc and recovery of 69.02%, sulfur concentrate with 36.82% sulfur and recovery of 86.13% were obtained. Purpose of comprehensive elements recovery is achieved.

Marmatite， Pyrrhotite， Low intensity magnetic separation， Composite sulfur concentrate

2015-01-16)

陳忠玉(1988—)，男，助理工程師，512325 廣東省韶關(guān)市。