曾令明，歐樂(lè)明

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某硫化鋅礦浮選新工藝及工藝礦物學(xué)特性分析

曾令明，歐樂(lè)明

(中南大學(xué) 資源加工與生物工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410083)

運(yùn)用礦物解離分析(Mineral liberation analysis，MLA)技術(shù)，對(duì)某硫化鋅礦混合浮選工藝產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)的工藝礦物學(xué)分析，查明產(chǎn)品中閃鋅礦單體解離度及連生體礦物的共生特性。結(jié)果表明：銅尾礦中閃鋅礦單體解離度為85.97%，該部分閃鋅礦單體可直接進(jìn)行快速浮選回收而不需再磨解離。此外，鋅精掃尾礦中閃鋅礦單體解離度為82.09%，且大部分分布在?10 μm粒級(jí)。根據(jù)MLA結(jié)果，采用快速浮選新工藝對(duì)原工藝進(jìn)行革新。閉路試驗(yàn)結(jié)果表明，新工藝相比原工藝鋅精礦品位提高0.90%、回收率提高0.38%。閉路試驗(yàn)產(chǎn)品的MLA結(jié)果表明，新工藝可有效解決再磨過(guò)程中閃鋅礦單體過(guò)磨及連生體解離不充分的問(wèn)題。工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明新工藝鋅精礦品位大于48%、回收率提高0.87%，驗(yàn)證了快速浮選新工藝在工業(yè)應(yīng)用的可行性。

MLA；硫化鋅礦；工藝礦物學(xué)；解離；閃鋅礦；浮選工藝

根據(jù)USGS統(tǒng)計(jì)，中國(guó)銦資源總量為8000 t，占全球總儲(chǔ)量的74%，但我國(guó)銦資源礦主要以含錫的硫化鋅多金屬?gòu)?fù)雜難選礦為主。銦在含錫多金屬硫化鋅礦中與錫、銅、鉛、鋅礦物礦共生，通常以固溶體形式存在于閃鋅礦中，是選鋅產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)品[1?2]。此外，從二次資源含銦鐵釩渣焙燒濕法處理工藝也可生產(chǎn)回收銦資源[3]。含錫硫化鋅礦的選別，涉及多種目的礦物的綜合回收利用，而多金屬硫化礦之間密切共生，礦物組成及嵌布關(guān)系復(fù)雜，要求先進(jìn)的工藝礦物學(xué)研究技術(shù)來(lái)指導(dǎo)制定合理的浮選再磨工藝。傳統(tǒng)工藝礦物學(xué)研究方法[4]，無(wú)論是在處理金屬礦還是非金屬礦方面都是正確擬定磨礦浮選工藝試驗(yàn)方案的基礎(chǔ)，但是在適應(yīng)復(fù)雜難選礦選礦工藝需求方面存在頗多不足，急需新技術(shù)來(lái)滿足從定性轉(zhuǎn)為定量，快速、低成本的提供工藝礦物學(xué)參數(shù)滿足生產(chǎn)實(shí)際的需求[5?6]。工藝礦物學(xué)首先是對(duì)礦石的物質(zhì)組成研究、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征等進(jìn)行研究，然后是對(duì)選礦產(chǎn)品的考察來(lái)研究礦物的解離度和共生連生體特征分析[7?9]。

近年來(lái)，工藝礦物學(xué)的研究技術(shù)得到了飛躍的發(fā)展，首先是QEMSCAN，全稱是掃描電鏡礦物定量評(píng)價(jià)，是一種綜合自動(dòng)礦物巖石學(xué)檢測(cè)方法[10?11]。其次是MLA技術(shù)[6, 12?14]，由澳大利亞昆士蘭大學(xué)研制的礦物自動(dòng)分析儀。MLA技術(shù)能夠快速、準(zhǔn)確測(cè)定礦物組成及含量、礦物單體解離度及其連生體礦物共生特性和工藝產(chǎn)品粒度分析等，能夠滿足生產(chǎn)中快速分析礦石可選性、對(duì)生產(chǎn)工藝流程存在問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)等[15]。針對(duì)貧、細(xì)、雜的礦物資源及二次資源利用，可在傳統(tǒng)工藝礦物學(xué)研究方法基礎(chǔ)上應(yīng)用MLA技術(shù)能夠進(jìn)行礦石性質(zhì)和選礦產(chǎn)品進(jìn)行快速考察研究。然而現(xiàn)在運(yùn)用MLA分析技術(shù)提供理論基礎(chǔ)進(jìn)行浮選工藝革新的研究還很少，選礦資源利用率通過(guò)MLA技術(shù)快速指導(dǎo)浮選工藝革新得到提高的空間很大[16?18]。采用MLA技術(shù)快速分析礦樣工藝礦物學(xué)性質(zhì)，可突破傳統(tǒng)工藝礦物學(xué)方法研究的應(yīng)用局限[19]。

研究礦樣與試驗(yàn)樣均取自云南新田8000 t/d多金屬選廠，該選廠是產(chǎn)能全球最大的單系列多金屬選廠，處理銅鋅錫硫化多金屬礦采用優(yōu)先選銅?鋅硫混合浮選?粗精礦再磨?鋅硫精選分離的工藝，生產(chǎn)效益顯著，鋅和銦金屬每天產(chǎn)值在500萬(wàn)元左右。然而，原選鋅混合浮選工藝存在鋅硫分離困難、鋅精礦指標(biāo)不穩(wěn)定(品位44%~49%、回收率88%~93%)和鋅精掃尾礦鋅損失率較大(品位≥5%、回收率≥5%)的生產(chǎn)問(wèn)題。本文作者旨在通過(guò)MLA技術(shù)來(lái)指導(dǎo)硫化鋅礦浮選工藝革新，對(duì)該混合浮選工藝的礦樣進(jìn)行了詳細(xì)的工藝礦物學(xué)研究，快速地為工藝革新提供了技術(shù)基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，穩(wěn)定浮選指標(biāo)及提高鋅金屬回收率潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值約15萬(wàn)元/天。

1 原礦性質(zhì)及試驗(yàn)研究

試驗(yàn)對(duì)原礦進(jìn)行了工藝礦物學(xué)分析，用于測(cè)試的原礦及工藝礦樣均取自新田選廠。原礦用常規(guī)的工藝礦物學(xué)檢測(cè)方法，化學(xué)多元素定量分析及鋅的化學(xué)物相分析測(cè)定礦石中主要有價(jià)金屬的含量及元素賦存狀態(tài)。同時(shí)采用MLA技術(shù)測(cè)定了原礦中的主要目的礦物的礦物組成，結(jié)合掃描電鏡對(duì)鋅礦物能譜區(qū)成分分析確定原礦中稀有金屬銦(In)的賦存狀態(tài)。

1.1 化學(xué)元素分析

原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表1，由結(jié)果分析可知：礦石中可供選礦回收的元素主要是銅和鋅，二者品位分別為0.16%和4.43%；硫含量達(dá)6.80%，可作為綜合回收的對(duì)象考慮。礦石中稀有金屬銦、鎘和貴金屬銀等金屬元素均含量較低，由于銦的資源特性無(wú)法單獨(dú)作為礦物來(lái)綜合利用。但是稀有金屬銦通常賦存在閃鋅礦中而銀與硫化物共生，可通過(guò)掃描電鏡對(duì)目的礦物能譜區(qū)成分進(jìn)行分析，確定其賦存狀態(tài)后，可通過(guò)在硫化礦中富集實(shí)現(xiàn)回收。

表1 礦石多元素化學(xué)分析結(jié)果

(Fe2+)/(S2+)=6.72.

礦石中鋅礦物的物相分析結(jié)果見(jiàn)表2，由結(jié)果可知礦石中鋅的存在形式亦較為簡(jiǎn)單，賦存于礦石中的硫化鋅所占比例為 96.84%，可通過(guò)浮選獲得較高的回收率。綜合化學(xué)成分特點(diǎn)，可以認(rèn)為區(qū)內(nèi)礦石屬氧化程度較低的原生銅鋅錫多金屬硫化共生礦石。

表2 礦石中鋅物相化學(xué)分析結(jié)果

1.2 礦物組成分析

原礦進(jìn)行MLA分析測(cè)定主要礦物的礦物組成，分析結(jié)果見(jiàn)表3。同時(shí)為了確定礦石中稀有金屬銦的賦存狀態(tài)，采用掃描電鏡對(duì)閃鋅礦的能譜微區(qū)成分進(jìn)行了分析，查明閃鋅礦的化學(xué)成分特點(diǎn)，分析結(jié)果見(jiàn)表4。

由表3分析可知，礦石中鋅礦物以閃鋅礦的形式存在含量為5.61%，其他目的礦物為黃銅礦含量0.35%和錫石含量0.41%。礦物種類較為復(fù)雜，金屬礦物主要是磁黃鐵礦8.53%，少量銅藍(lán)、黃鐵礦和褐鐵礦，該部分礦物比較難磨，若是解離不充分會(huì)影響鋅精礦的浮選指標(biāo)。脈石礦物以綠泥石為主占9.90%，其次是角閃石、輝石、石英、斜長(zhǎng)石、絹云母、黑云母和方解石。其中綠泥石屬于易磨礦物，在磨礦、浮選過(guò)程中需要避免形成礦泥對(duì)浮選指標(biāo)造成影響[20]。

由表4分析可知，閃鋅礦由于類質(zhì)同像置換普遍含有較高的鐵而屬于鐵閃鋅礦的范疇，同時(shí)還含有少量的鎘、銦和銅，平均含 Zn 55.12%、Fe 12.58%、Cd 0.14%、In 0.04%、Cu 0.31%，這即為選礦分選礦石中鋅礦物時(shí)鋅精礦的理論品位。礦石通過(guò)浮選可獲得高品位的鋅精礦，理論品位值達(dá)到55.12%、回收率為鋅礦物中以硫化物形式存在的比例達(dá)到96.84%。此外，根據(jù)閃鋅礦的化學(xué)成分還可以推斷閃鋅礦是礦石中銦的主要載體礦物，按礦物含量計(jì)算礦石中銦基本上均賦存于閃鋅礦中。

表3 礦石組成的MLA分析結(jié)果

表4 閃鋅礦的能譜微區(qū)成分分析結(jié)果

1.3 實(shí)驗(yàn)室閉路及工業(yè)試驗(yàn)

通過(guò)快速浮選新工藝條件優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果，確定了新工藝的關(guān)鍵工藝參數(shù)，然后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全流程開(kāi)路和閉路試驗(yàn)，對(duì)比分析新工藝與原工藝可獲得的浮選指標(biāo)。最后采用MLA技術(shù)對(duì)閉路試驗(yàn)產(chǎn)品進(jìn)行工藝礦物學(xué)分析，分析新工藝具備的工藝特性優(yōu)勢(shì)。

在云南華聯(lián)鋅銦公司新田選廠，進(jìn)行快速浮選新工藝工業(yè)試驗(yàn)。在工業(yè)上確定快浮選新工藝的最優(yōu)流程結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)之后，比較工業(yè)浮選指標(biāo)，驗(yàn)證其應(yīng)用的可行性，同時(shí)也可為快速浮選新工藝應(yīng)用推廣及MLA技術(shù)快速指導(dǎo)選礦工藝革新提供技術(shù)借鑒。

2 MLA技術(shù)與快速浮選新工藝

在浮選工藝中，有用礦物既要充分解離又要避免過(guò)磨才能被有效地回收，這需要確定合適的鋅礦物單體解離度，同時(shí)結(jié)合礦物浮選性質(zhì)確定浮選再磨工藝流程結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的工藝礦物學(xué)研究手段是通過(guò)顯微鏡下觀察統(tǒng)計(jì)礦物的嵌布粒度來(lái)確定合適的磨礦細(xì)度，礦物粒度又對(duì)浮選具有重要影響[21?22]。閃鋅礦是易脆礦物，在磨礦過(guò)程中容易過(guò)粉碎形成微細(xì)粒級(jí)礦物，因此在顯微鏡下觀察工藝產(chǎn)品中的細(xì)粒鋅礦物很有難度；類似的礦物還有微細(xì)粒錫石，都很難通過(guò)傳統(tǒng)工藝礦物學(xué)研究技術(shù)來(lái)分析礦石工藝特性。MLA技術(shù)充分利用了背散射電子像區(qū)分礦物相，利用X射線能譜進(jìn)行多點(diǎn)分析，優(yōu)化了掃描電鏡的距離，使得背散射相更加清晰、礦物鑒定更準(zhǔn)確，可快速、準(zhǔn)確測(cè)定礦物組成及含量、礦物單體解離度及其連生體礦物共生特性、工藝產(chǎn)品粒度等礦石工藝礦物參數(shù)，為浮選工藝研究提供了先進(jìn)的技術(shù)支持。

試驗(yàn)對(duì)新田選廠原混合浮選工藝的選銅尾礦、鋅再磨溢流、鋅精礦、鋅精掃選尾礦等4個(gè)具有充分代表性的工藝礦樣，采用MLA技術(shù)進(jìn)行分析?？焖俜治鲈谠に嚿a(chǎn)中鋅礦物的單體解離度及連生體礦物共生嵌布特性，由此獲得鋅礦物在原工藝流程中的分選富集規(guī)律及鋅礦物在粗、精選過(guò)程中的粒度變化情況，分析礦物解離度和粒度對(duì)浮選過(guò)程的影響，查找原工藝生產(chǎn)不穩(wěn)定等問(wèn)題產(chǎn)生的原因，為實(shí)現(xiàn)硫化鋅礦浮選工藝革新提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.1 閃鋅礦單體解離度及粒度分析

對(duì)原混合浮選工藝礦樣銅尾礦(選鋅給礦)、鋅再磨溢流、鋅精礦和鋅精選尾礦等4個(gè)產(chǎn)品中閃鋅礦的單體解離度測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。同時(shí)從MLA彩圖可統(tǒng)計(jì)礦樣中閃鋅礦的顆粒大小，進(jìn)一步查找原工藝存在問(wèn)題的原因，結(jié)果由圖1所示。

綜合分析表5和圖1可知，4個(gè)產(chǎn)品中閃鋅礦單體解離度分別為85.97%、90.34%、91.56%和82.08%，說(shuō)明原工藝中鋅礦物在再磨浮選過(guò)程中具有三方面特點(diǎn)：第一，選鋅給礦中含有大量的閃鋅礦單體，該部分鋅礦物單體可通過(guò)快速浮選獲得高品位鋅粗精礦；第二，鋅再磨溢流與鋅精礦中鋅礦物單體解離度均大于90%，但是相對(duì)選鋅給礦來(lái)說(shuō)，再磨提高鋅礦物單體解離度并不明顯；第三，鋅精掃選尾礦中鋅礦物單體解離度已經(jīng)達(dá)到82.08%，但是在穩(wěn)定的浮選工藝中卻不能有效回收，原因可能是鋅礦物粒度太細(xì)，導(dǎo)致泡沫浮選很難回收而損失在尾礦中。

表5 各工藝礦樣中閃鋅礦的解離度

圖1 原浮選工藝產(chǎn)品閃鋅礦MLA彩圖

銅尾礦中閃鋅礦粒度分布在＞19 μm較粗粒度范圍，而鋅精掃選尾礦中閃鋅礦粒度相對(duì)而言最為細(xì)小，大部分在＜10 μm微細(xì)粒度范圍，直接導(dǎo)致鋅礦物損失在精掃選尾礦中而不能有效回收。同時(shí)在鋅精掃尾礦中鋅礦物連生體與嵌連礦物顆粒粒度較大，該部分礦物又沒(méi)有充分單體解離。

由以上分析可知，導(dǎo)致原工藝存在問(wèn)題的原因是：鋅礦物單體在再磨過(guò)程中，發(fā)生了礦物過(guò)磨，造成部分鋅礦物粒度在＜10 μm而不能通過(guò)泡沫浮選進(jìn)行回收，而再磨過(guò)程中，未充分解離的粗粒鋅礦物連生體則由于其可浮性較好、未能被石灰充分抑制而影響鋅精礦品位。

2.2 閃鋅礦連生體特性研究

對(duì)原混合浮選工藝銅尾礦、鋅再磨溢流、鋅精礦和鋅精選尾礦礦等4個(gè)產(chǎn)品中閃鋅礦連生體與嵌連礦物比例測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表6。

由表6分析可知，4個(gè)產(chǎn)品中鋅礦物連生體中比例最多的金屬礦物是磁黃鐵礦，其次是黃銅礦、毒砂和鐵礦物，該部分連生體金屬礦物通?？筛∵x性較好，較難通過(guò)石灰抑制而影響鋅精礦指標(biāo)。結(jié)合MLA彩圖可知(見(jiàn)圖1)，各個(gè)產(chǎn)品中較難磨的鋅礦物連生體就是磁黃鐵礦、毒砂、鐵礦物等金屬礦物，因其解離不充分而影響鋅精礦指標(biāo)，此外，毒砂還是鋅精礦里的有害礦物。在呈連生體產(chǎn)出的閃鋅礦中，與其嵌連關(guān)系最密切的礦物除了磁黃鐵礦、毒砂等金屬礦物外，還有含鐵硅酸鹽類礦物包括輝石、角閃石、綠泥石和云母。脈石礦物顆粒粒度對(duì)浮選目的礦物的回收率具有重要影響，在磨礦過(guò)程中需要同時(shí)考慮脈石礦物的粒度[23]。尤其是綠泥石，再磨過(guò)程中不可避免的會(huì)泥化形成礦泥，會(huì)惡化浮選環(huán)境。

由以上分析可知，原選鋅工藝需要強(qiáng)化再磨浮選作業(yè)條件，降低磁黃鐵礦或含鐵硅酸鹽類礦物的含量，從而使鋅精礦品位得到一定提高。對(duì)于原工藝中鋅精礦品位波動(dòng)大的問(wèn)題，可通過(guò)提高再磨效率來(lái)促進(jìn)連生體的解離，保持精礦品位的穩(wěn)定，但同時(shí)要避免鋅礦物的過(guò)磨。

2.3 快速浮選新工藝技術(shù)思路

通過(guò)MLA技術(shù)分析可知，原工藝回收鋅礦物需要通過(guò)再磨來(lái)充分解離連生體礦物，鋅與硫的礦物解離時(shí)必須有足夠的磨礦細(xì)度。而再磨過(guò)程中脆性的單體閃鋅礦容易發(fā)生過(guò)磨而難磨的閃鋅礦連生體又解離不足，導(dǎo)致原工藝鋅硫分離困難、鋅精礦指標(biāo)不穩(wěn)定及鋅精掃選尾礦鋅損失等問(wèn)題。MLA結(jié)果表明，銅尾礦中鋅礦物單體解離度達(dá)到85.97%，且均分布在＞19 μm較粗粒度范圍，這是鋅礦物單體通過(guò)鋅快速浮選新工藝實(shí)現(xiàn)回收的前提條件。

鋅快速浮選新工藝將鋅粗選分為快速粗選作業(yè)和慢速粗選作業(yè)?？焖俅诌x作業(yè)主要選別可浮選性好、浮選速度快的單體閃鋅礦，根據(jù)鋅精礦產(chǎn)品品位、鋅精選作業(yè)給礦中鋅礦物單體解離度分析和精選作業(yè)礦漿分配需要的要求，產(chǎn)出鋅品位為45%左右、回收率為50%左右的鋅粗精礦。慢速粗選作業(yè)主要回收鋅硫連生體礦物，提高鋅礦物的粗選回收率，同時(shí)加強(qiáng)硫的回收，降低選鋅尾礦粗粒錫石脫硫難度?？焖俅诌x精礦不進(jìn)再磨而直接進(jìn)入鋅精選作業(yè)，慢速粗選的鋅硫混合精礦再磨后進(jìn)行鋅硫精選分離。相比原工藝，采用鋅快速浮選新工藝可實(shí)現(xiàn)鋅礦物能收早收、選擇性磨礦。新工藝在實(shí)際應(yīng)用中也具有極高的適應(yīng)性，將快速粗選粗精礦直接加入鋅精選作業(yè)，具有以下明顯的優(yōu)勢(shì)：

表6 閃鋅礦連生體與嵌連礦物的比例

1) 選鋅給礦中浮選速度快、可浮性好的閃鋅礦單體礦物部分不經(jīng)過(guò)再磨直接進(jìn)入精選作業(yè)，避免了鋅礦物單體在再磨過(guò)程中發(fā)生過(guò)磨，減少鋅礦物在精掃選尾礦中的損失率，提高再磨作業(yè)的穩(wěn)定性。

2) 再磨給礦中鋅礦連生體的比例增加，經(jīng)過(guò)慢速粗選富集的鋅粗精礦進(jìn)行再磨，再磨針對(duì)性得到提高，可提高連生體礦物的解離，避免再磨不充分對(duì)鋅精礦品位造成影響。

3) 快速粗選精礦中，粗粒閃鋅礦可發(fā)揮載體效應(yīng)，促進(jìn)微細(xì)粒鋅礦物的有效回收，進(jìn)一步降低微細(xì)粒級(jí)鋅礦物的損失。

3 新工藝閉路及工業(yè)試驗(yàn)

3.1 閉路試驗(yàn)

通過(guò)系統(tǒng)地進(jìn)行工藝條件優(yōu)化試驗(yàn)，確定了快速浮選新工藝和原混合浮選工藝關(guān)鍵的參數(shù)條件。其中新工藝通過(guò)調(diào)整泡沫層厚度、充氣量及優(yōu)化藥劑制度分點(diǎn)加藥獲得高品位的快速粗選精礦，鋅再磨細(xì)度＜37 μm粒級(jí)含量79.30%，原工藝則采用最優(yōu)的工藝參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)室條件下初步確定了新工藝的流程結(jié)構(gòu)即掃選1和混合浮選作業(yè)中礦順序返回慢速粗選給礦、快速粗選精礦加入精選Ⅱ作業(yè)。不同浮選工藝條件下工藝對(duì)比閉路試驗(yàn)結(jié)果如表7所列，稀有金屬銦在鋅精礦中的分布情況如表8所列。

由閉路試驗(yàn)結(jié)果表7分析可知，相比原工藝，快速浮選新工藝鋅精礦品位提高0.90%，回收率提高0.38%。由表8分析可知，采用快速浮選新工藝后，稀有金屬銦的回收率提高4.31%、品位提高51.24 g/t，從另一個(gè)方面說(shuō)明在閃鋅礦單體解離度高的情況下，鋅精礦中稀有金屬的回收率更高。此外，就貴金屬Ag在鋅精礦中的回收率而言，新工藝比原工藝提高1.76%，品位提高2.85%。

3.2 產(chǎn)品閃鋅礦單體解離度及粒度分析

為了分析快速浮選工藝的工藝特征，采用MLA技術(shù)對(duì)工藝對(duì)閉路試驗(yàn)產(chǎn)品鋅精礦、鋅精掃尾礦4個(gè)產(chǎn)品中閃鋅礦的單體解離度進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表9，產(chǎn)品中閃鋅礦的MLA彩圖則如圖2所示。

由表9分析可知：新工藝和原工藝鋅精礦中閃鋅礦的單體解離度分別為95.10%和92.61%，均大于92%且新工藝解離度更高，說(shuō)明新工藝適當(dāng)提高了鋅礦物單體解離度。而新工藝鋅精掃選尾礦中單體閃鋅礦含量相對(duì)較低，僅占65.33%，而其連生體礦物解離度大于3/4相比原工藝中的多8.56%。從浮選作業(yè)及再磨效果來(lái)看，新工藝改善了精掃選尾礦中的單體鋅礦物的回收效果，同時(shí)又促進(jìn)了連生體礦物的解離。

表7 工藝閉路試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

表8 稀有金屬In和貴金屬Ag在鋅精礦中的分布情況

表9 閉路試驗(yàn)產(chǎn)品中閃鋅礦的解離度

圖2 不同浮選工藝產(chǎn)品閃鋅礦MLA彩圖

由圖2分析可知，新工藝精掃選尾礦中閃鋅礦顆粒更細(xì)而連生體礦物則顆粒較大，原工藝尾礦中鋅礦物與連生體都呈較大顆粒且解離不充分，說(shuō)明新工藝提高了再磨效率，促進(jìn)了閃鋅礦連生體礦物的充分 解離。

3.3 產(chǎn)品閃鋅礦連生體特性分析

采用MLA技術(shù)對(duì)閉路試驗(yàn)不同工藝的鋅精礦、鋅精掃尾礦4個(gè)產(chǎn)品中閃鋅礦連生體與嵌連礦物比例進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表10。根據(jù)閉路試驗(yàn)產(chǎn)品中鋅礦物連生體與嵌連礦物比例可分析鋅礦物在再磨過(guò)程中及再磨后在浮選工藝中的分選、富集情況，據(jù)此分析新工藝再磨浮選工藝特性。

由表10可知，在呈連生體產(chǎn)出的閃鋅礦中，與其嵌連關(guān)系最密切的礦物主要是磁黃鐵礦、含鐵硅酸鹽類礦物包括輝石、角閃石、綠泥石和云母。相比原工藝，新工藝鋅精礦中磁黃鐵礦等含鐵的難磨鋅礦物連生體礦物比例顯著減少，而含鐵硅酸鹽類礦物包括輝石、角閃石、綠泥石和云母的比例相差不多。由于閉路試驗(yàn)新工藝精掃選尾礦鋅品位更低，因此新工藝在再磨過(guò)程中有利于難磨的含鐵連生體礦物充分解離，同時(shí)又避免了閃鋅礦單體、綠泥石等礦物過(guò)磨形成礦泥。

同時(shí)，在精掃選尾礦中連生體礦物磁黃鐵礦、綠泥石比例明顯增加，但是有害的毒砂和難抑制的黃鐵礦比例卻顯著減少。結(jié)合圖2可知，新工藝精掃選尾礦中閃鋅礦、磁黃鐵礦、毒砂礦物粒度已經(jīng)非常細(xì)，說(shuō)明新工藝在再磨過(guò)程中促進(jìn)了鋅礦物難磨連生礦物的解離，提高了磨礦效率。在精掃選尾礦中閃鋅礦粒度更細(xì)的情況下，尾礦鋅品位還更低，這可能是快速浮選粗精礦作為載體促進(jìn)了微細(xì)粒閃鋅礦的回收。

3.4 工業(yè)試驗(yàn)

根據(jù)快速浮選新工藝小試研究確定的試驗(yàn)方案，在新田選廠進(jìn)行了為期46天的工業(yè)試驗(yàn)，在工業(yè)上對(duì)快速浮選新工藝進(jìn)行可行性驗(yàn)證。試驗(yàn)分別進(jìn)行了快速浮選快速粗精礦加精選I作業(yè)工藝、快速浮選快速粗精礦加精選Ⅱ作業(yè)工藝以及原混合浮選工藝3個(gè)工藝的交叉試驗(yàn)，每個(gè)工藝運(yùn)行7天，工業(yè)試驗(yàn)期間各工藝綜合指標(biāo)見(jiàn)表11。

由表11中工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果可知，快速浮選新工藝不論是快速粗選精礦加精選I作業(yè)還是精選Ⅱ作業(yè)，均比原工藝獲得更好的浮選指標(biāo)。相比原工藝，其中快速粗選精礦加精Ⅱ作業(yè)工藝鋅精礦品位大于48%、回收率提高0.87%。工藝流程考察發(fā)現(xiàn)快速浮選工藝提高了鋅粗選、鋅精選的作業(yè)回收率和再磨作業(yè)效率，總體提升了選鋅生產(chǎn)指標(biāo)?？焖俅志V加精I(xiàn)作業(yè)工藝由于生產(chǎn)過(guò)程不穩(wěn)定，不考慮采用。

表10 閃鋅礦連生體與嵌連礦物的比例

表11 工業(yè)試驗(yàn)指標(biāo)對(duì)比

New process-Ⅱ cleaner: quick rough concentrate plus cleaner Ⅱ operation; New process-I cleaner: quick rough concentrate plus cleaner I operation.

4 結(jié)論

1) MLA結(jié)果表明，銅尾礦中閃鋅礦單體解離度為85.97%，鋅精掃尾礦中閃鋅礦單體解離度為82.09%，且大部分分布在＜10 μm粒級(jí)，說(shuō)明鋅礦物在原工藝中存在過(guò)磨問(wèn)題導(dǎo)致金屬損失在尾礦中，連生體礦物解離不充分影響鋅精礦品位。

2) 閉路試驗(yàn)結(jié)果表明新工藝相比原工藝，鋅精礦品位提高了0.90%，回收率提高了0.38%。產(chǎn)品MLA結(jié)果表明，新工藝可有效解決再磨過(guò)程中鋅礦物過(guò)磨及其連生體解離不充分的問(wèn)題。

3) 工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明，新工藝相比原工藝，鋅精礦品位大于48%，回收率提高了0.87%，顯著提高了硫化鋅礦浮選指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了資源高效利用。同時(shí)也驗(yàn)證了快速浮選新工藝在工業(yè)應(yīng)用的可行性，也可為MLA技術(shù)在浮選工藝革新中的應(yīng)用提供借鑒。

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Flotation process and process mineralogy analysis of certain zinc sulfide ore

ZENG Ling-ming,OU Le-ming

(School of Mineral Processing and Bioengineering, Central South of University, Changsha 410083, China)

Zinc sulfide ore bulk flotation process samples were investigated for mineralogy studying by using MLA(Mineral liberation analysis) to confirm the dissemination properties of sphalerite and intergrowth minerals. The MLA results indicate that the liberation degree of sphalerite in copper tailings is 85.97%, the minerals would be recovery by quick flotation rather than regrind for dissociation. Furthermore, the liberation degree in tailings is 82.09% and the minerals are mostly distributed at＜10 μm particle size. Based the MLA studying, the quick flotation process is proposed to reform the original bulk flotation process. The closed circuit test results illustrate that compared with original process the zinc grade and recovery rate of concentrate in new process increase by 0.90% and 0.38%, respectively. The test products are investigated by MLA indicated the new process can solve problems of sphalerite overgrinding and intergrowth minerals dissociation insufficient during regrinding. The industrial test result indicates that compared with original process the zinc grade of concentrate is greater than 48% and the recovery rate increases by 0.867%, which proves the feasibility of quick flotation in industrial application.

MLA; zinc sulfide ore; mineralogy; liberation; sphalerite; flotation process

Project(2014CB643402) supported by the National Key Basic Research Program of China; Project(51674291) supported by National Natural Science Foundation of China

2017-07-24;

2018-01-02

OU Le-ming; Tel: +86-731-88830913; E-mail: olm@csu.edu.cn

10.19476/j.ysxb.1004.0609.2018.09.17

1004-0609(2018)-09-1866-10

TD952

A

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(2014CB643402)；國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51674291)

2017-07-24；

2018-01-02

歐樂(lè)明，教授，博士，電話：0731-88830913；E-mail：olm@csu.edu.cn

(編輯 王 超)