陳明宇 廖 祥

(武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢430070)

硫化鋅礦物在自然界中以閃鋅礦、鐵閃鋅礦、纖維鋅礦等3 種形式存在［1］。鐵閃鋅礦是閃鋅礦常見的存在形式之一，按含鐵量的差異又分為鐵閃鋅礦、高鐵閃鋅礦和超高鐵閃鋅礦［2］。

蒙古某鋅鐵多金屬礦為高鐵、高硫鐵閃鋅礦。受該國選礦工藝技術(shù)水平、資源狀況以及粗放型生產(chǎn)觀念的影響，建廠前確定的選礦工藝流程不夠完善，導(dǎo)致選礦廠投產(chǎn)后鋅精礦指標(biāo)一直不理想。為了充分利用資源、改善鋅精礦品質(zhì)、提高鋅精礦附加值，開展原礦石選鋅工藝優(yōu)化研究很有必要。

1 礦石性質(zhì)

礦石中金屬礦物主要有磁鐵礦、閃鋅礦、黃鐵礦、赤鐵礦，方鉛礦、褐鐵礦等少量;脈石礦物主要有石英，其次是綠簾石和碳酸鹽礦物。閃鋅礦呈不規(guī)則粒狀分布，多交代黃鐵礦、磁鐵礦等，或分布在脈石礦物裂隙中，偶見被方鉛礦交代，粒徑在0.02 ～0.5 mm之間;磁鐵礦呈半自形粒狀分布，多被赤鐵礦交代，呈殘余狀和假象結(jié)構(gòu)，其裂隙間偶見脈狀黃鐵礦分布，細(xì)粒狀磁鐵礦多分布在脈石礦物中，粒徑在0.02 ～0.5 mm 之間;黃鐵礦呈半自形或他形粒狀、細(xì)脈狀分布在脈石礦物及磁鐵礦裂隙中，偶見被閃鋅礦、褐鐵礦包裹和交代，粒徑在0.05 ～0.2 mm 之間。礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果Table 1 Main chemical composites analysis of the ore%

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 條件試驗(yàn)

條件試驗(yàn)流程見圖1，磨礦細(xì)度參照現(xiàn)場。

圖1 條件試驗(yàn)流程Fig.1 Conditional flotation process

2.1.1 CaO 用量試驗(yàn)

CaO 用量試驗(yàn)的CuSO4用量為0.8 kg/t，丁基黃藥為40 g/t，2 號油為30 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 石灰用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Test results on dosage of CaO

從圖3 可以看出，隨著CaO 用量的增加，鋅粗精礦鋅品位下降，回收率先升后降。綜合考慮，確定CaO 用量為1.2 kg/t。

2.1.2 CuSO4用量試驗(yàn)

CuSO4用量試驗(yàn)的CaO 用量為1.2 kg/t，丁基黃藥為40 g/t，2 號油為30 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

從圖3 可以看出，隨著CuSO4用量的增加，鋅粗精礦鋅品位上升，回收率先升后降。綜合考慮，確定鋅粗選CuSO4用量為0.8 kg/t。

圖3 CuSO4 用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Test results on dosage of CuSO4

2.1.3 丁基黃藥用量試驗(yàn)

丁基黃藥用量試驗(yàn)的CaO 用量為1.2 kg/t，Cu-SO4為0.8 kg/t，2 號油為30 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 丁基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Test results on dosage of butyl xanthate

從圖4 可以看出，隨丁基黃藥用量的增加，鋅粗精礦鋅品位呈先慢后快的下降趨勢，回收率呈先快后慢的上升趨勢。綜合考慮，確定鋅粗選丁基黃藥用量為40 g/t。

2.1.4 2 號油用量試驗(yàn)

2 號油用量試驗(yàn)的CaO 用量為1.2 kg/t，CuSO4為0.8 kg/t，丁基黃藥為40 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 2 號油用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Test results on dosage of 2# oil

從圖5 可以看出，隨著2 號油用量的增加，鋅粗精礦鋅品位下降，回收率先上升后維持在高位。綜合考慮，確定鋅粗選2 號油用量為30 g/t。

2.2 工藝流程確定試驗(yàn)

基于該礦石中有相當(dāng)數(shù)量的閃鋅礦以鐵閃鋅礦的形式存在，且黃鐵礦含量較高，因此，不充分實(shí)現(xiàn)目的礦物和非目的礦物的分離，勢必會使目的礦物的連生體以中礦的形式在流程中不斷循環(huán)，惡化浮選效果，影響選礦指標(biāo)的改善［3-5］。為改善選礦指標(biāo)，在條件試驗(yàn)和開路試驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場流程和磨礦細(xì)度，進(jìn)行了不同的中礦返回流程浮選效果對比試驗(yàn)［6-8］。

模擬現(xiàn)場的僅精選1 尾礦返回磨礦的選鋅閉路試驗(yàn)流程見圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表2;精選1 尾礦、掃選1精礦合并返回磨礦的選鋅閉路試驗(yàn)流程見圖7，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖6 模擬現(xiàn)場的選鋅閉路試驗(yàn)流程Fig.6 Simulated on-site closed circuit zinc flotation test process

表2 模擬現(xiàn)場的選鋅閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Simulated on-site closed circuit zinc flotation test results %

從表2 可以看出，采用圖6 所示的流程選鋅，最終可獲得鋅品位為50.98%，回收率為91.10%的鋅精礦。

從表3 可以看出，采用圖7 所示的流程選鋅，最終可以獲得鋅品位為52.02%，回收率為92.39%的鋅精礦。

不同流程下的試驗(yàn)結(jié)果比較表明，改進(jìn)后的流程可以獲得鋅品位高1.04 個(gè)百分點(diǎn)、鋅回收率高1.29個(gè)百分點(diǎn)的鋅精礦。

圖7 精選1 尾礦與掃選1 精礦合并返回磨礦的選鋅閉路試驗(yàn)流程Fig.7 Closed circuit zinc flotation test process of combining one cleaning tailings and one scavenging concentrate together and returned to grinding

表3 精選1 尾礦與掃選1 精礦合并返回磨礦的選鋅閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Closed circuit zinc flotation test results of combining one cleaning tailings and one scavenging concentrate together and returned to grinding %

3 結(jié) 論

(1)蒙古某鋅鐵多金屬礦為高鐵、高硫鐵閃鋅礦，礦石中金屬礦物主要有磁鐵礦、閃鋅礦、黃鐵礦、赤鐵礦等，閃鋅礦呈不規(guī)則粒狀分布，多交代黃鐵礦、磁鐵礦等，或分布在脈石礦物裂隙中，也可見被方鉛礦交代，粒徑在0.02 ～0.5 mm 之間。

(2)現(xiàn)場采用1 粗3 精2 掃、精選1 尾礦返回至磨礦的中礦順序返回流程選鋅，由于掃選精礦未能返回磨礦，導(dǎo)致現(xiàn)場鋅分離浮選效果不理想，生產(chǎn)指標(biāo)偏低。

(3)在相同藥劑制度下，模擬現(xiàn)場閉路流程和將現(xiàn)場掃選1 精礦也返回磨礦的優(yōu)化流程的對比試驗(yàn)表明，前者取得了鋅品位為50.98%、回收率為91.10%的鋅精礦，后者取得了鋅品位為52.02%、回收率為92.39%的鋅精礦。工藝流程的優(yōu)化使鋅精礦鋅品位和鋅回收率分別提高了1.04 和1.29 個(gè)百分點(diǎn)。

［1］ 周 躍，周李蕾，周賀鵬，等. 鐵閃鋅礦選礦技術(shù)的現(xiàn)狀與進(jìn)展［J］.四川有色金屬，2008(4):4-7.

Zhou Yue，Zhou Lilei，Zhou Hepeng，et al. Status and progress on marmatite ore processing［J］. Sichuan Nonferrous Metal，2008(4):4-7.

［2］ 童 雄，周慶華，何 劍，等. 鐵閃鋅礦的選礦研究概況［J］. 金屬礦山，2006(6):8-12.

Tong Xiong，Zhou Qinghua，He Jian，et al.Research on mineral processing of marmatite ore［J］.Metal Mine，2006(6):8-12.

［3］ 彭會清，胡海祥，李 驥，等. 浮選中礦選擇性分級再磨工藝機(jī)理研究［J］.礦業(yè)研究與開發(fā)，2010(5):29-31.

Peng Huiqing，Hu Haixiang，Li Ji，et al. Study on the mechanism of selective classification，regrinding and flotation of flotation middling［J］.Mining Research and Development，2010(5):29-31.

［4］ 卜顯忠，李 廣，楊燕青，等. 中礦再磨提高某礦山選銅回收率的試驗(yàn)研究［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010(18):78-83.

Bu Xianzhong，Li Guang，Yang Yanqing，et al.Experimental study of the mine and then choose a copper mine improved mill recoveries［J］.Journal of Wuhan University of Technology，2010(18):78-83.

［5］ 姜振勝，余 俊，安 平.中礦再磨提高低品位膠磷礦選礦回收率試驗(yàn)研究［J］.化工礦物與加工，2013(10):4-6.

Jiang Zhensheng，Yu Jun，An Ping. Research on improving recovery of low grade collophanite in beneficiation by regrinding of middlings［J］.Industrial Minerals ＆ Processing，2013(10):4-6.

［6］ 段希祥.完善磨礦過程提高磨礦及選別效率的研究［J］.云南冶金，2002(3):45-51.

Duan Xixiang.A research on improvement of ore grinding and separation efficiency in milling process［J］. Yunnan Metallurgy，2002(3):45-51.

［7］ 段希祥.選擇性碎磨及其在選礦上的意義［J］. 金屬礦山，1986(4):28-33.

Duan Xixiang.Selective comminution and its significance in the beneficiation［J］.Metal Mine，1986(4):28-33.

［8］ 胡 淼，彭會清，周海歡，等. 提高江西某高硫銅礦銅回收率試驗(yàn)［J］.金屬礦山，2012(7):76-78.

Hu Miao，Peng Huiqing，Zhou Haihuan，et al.Experiment on improving copper recovery of a high-sulfur copper mine from Jiangxi［J］.Metal Mine，2012(7):76-78.