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        淺析高硫鉛鋅礦選礦工藝

        2019-07-29 02:00:18李文勘
        中國金屬通報 2019年4期

        李文勘

        (新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)大隊,新疆 鄯善 838204)

        鉛鋅礦作為一種重要的礦產(chǎn)資源,在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中占據(jù)非常重要的地位,無論是冶金、機械、化學、電氣、軍事以及輕工業(yè)中,鉛鋅礦資源的應(yīng)用非常廣泛。尤其是在現(xiàn)代工業(yè)高速的發(fā)展背景下,對于鉛鋅礦資源的需求不斷增加,鉛鋅資源在我國工業(yè)領(lǐng)域的重要性更加凸顯。為此,為了得到這些重要的鉛鋅礦產(chǎn)資源,研究相應(yīng)的選礦技術(shù)變得越發(fā)重要起來。然而,相較于一些發(fā)達國家,在高硫鉛鋅礦的選礦方面,我國的技術(shù)水平還亟待提升,無法實現(xiàn)高硫化親鉛鋅礦浮選的高利用率,引發(fā)一些資源浪費。下文主要針對某鉛鋅礦選礦工藝展開分析,旨在進一步提升硫、鉛、鋅的利用效率,推動工業(yè)建設(shè)的不斷發(fā)展[1-3]。

        1 礦石性質(zhì)簡述

        礦石為鉛鋅硫多金屬硫化礦,主要金屬礦物為黃鐵礦、閃鋅礦、鐵閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦,其次含少量褐鐵礦、白鉛礦,輝銀礦。非金屬礦物主要是碳酸鹽礦物,其次是絹云母、石英、重晶石,少量的長石、黑云母、磷灰石。伴生的有用組分為銀、金、鎘、鍺、鎵等。方鉛礦鉛灰色,半自形粒狀,粒徑一般1~3mm;閃鋅礦多呈塊狀,棕黑或黑色,它形粒狀集合體,粒徑一般0.5~3mm。粒間及粒中有黃鐵礦分布,可見閃鋅礦熔蝕交代毒砂、黃鐵礦。銀礦物主要為輝銀礦形式與方鉛礦、閃鋅礦共生,粒徑一般0.05~0.5mm。

        2 生產(chǎn)現(xiàn)場考察

        (1)生產(chǎn)工藝描述。礦石經(jīng)過破碎磨礦后,進行鉛鋅分離浮選。鉛浮選回路用石灰調(diào)漿至PH=9,用丁銨黑藥+丁基黃藥做捕收劑,起泡劑2#油,經(jīng)一次粗選、三次掃選、四次精選后,得到鉛精礦和抑鋅尾礦。鋅浮選回路用石灰調(diào)漿至PH=12,活化劑硫酸銅,捕收劑丁基黃藥,起泡劑2#油,經(jīng)一次粗選、三次掃選和三次精選,得到鋅精礦和最終尾礦。

        (2)磨礦濃細度及生產(chǎn)技術(shù)指標。對歷年來生產(chǎn)現(xiàn)場主要生產(chǎn)技術(shù)指標和磨礦濃細度(分級機溢流)進行了檢測和統(tǒng)計,數(shù)據(jù)見表1。

        表1 歷年來生產(chǎn)現(xiàn)場主要生產(chǎn)技術(shù)指標和磨礦濃細度

        從歷年生產(chǎn)實踐可以看出,鉛、鋅回收率下降趨勢較為明顯,精礦產(chǎn)品互含呈上升趨勢。

        3 選礦試驗

        結(jié)合國內(nèi)鉛鋅選礦的理論與實踐經(jīng)驗,同時考慮到現(xiàn)場實際情況,試驗仍采用優(yōu)先浮選的原則流程,重點對部分工藝條件進行考察。試驗樣品采自現(xiàn)場球磨機給料皮帶,采取礦樣約100公斤(粒度25mm以下),經(jīng)實驗室破碎機再次破碎至3mm以下,經(jīng)混勻后,縮分成20份試樣,每份試樣1公斤。經(jīng)化驗分析,礦樣含量為:鉛1.54%,鋅3.35%,銀60.2g/t,硫13.84%。

        為保證試驗結(jié)果的準確性,每個工藝條件考察試驗均同時做兩個平行樣品試驗,以平均數(shù)值做為本工藝條件試驗的結(jié)果。

        (1)磨礦細度試驗。磨礦時間選取3min,5min,8min,10min,測得磨礦細度-200目分別為:52.32%,59.52%,69.45%,76.25%。磨后的礦樣分別進行一次粗選試驗。試驗條件為:調(diào)整劑碳酸鈉500g/t,抑制劑硫酸鋅1000g/t,亞硫酸鈉500g/t;捕收劑丁銨黑藥80g/t,起泡劑2#油20g/t;浮選濃度30%; 浮選時間5min。實驗顯示鉛回收率隨細度的增加呈上升趨勢,在接近70%時達到最高值。當磨礦細度達到76.25%時,尾礦品位反而出現(xiàn)上升,推測可能部分鉛礦物發(fā)生過磨,不容易被捕收,損失在尾礦中。故確定最佳磨礦細度為-200目70%。后續(xù)試驗均采用此磨礦細度。

        (2)調(diào)整劑試驗。分別用碳酸鈉500g/t、1000g/t、石灰500g/t、1000g/t調(diào)漿,其它條件不變,進行一次粗選試驗。實驗顯示用碳酸鈉調(diào)漿,鉛的回收率相對較高。石灰對方鉛礦、特別是表面略有氧化的方鉛礦有一定的抑制作用,而碳酸鈉沒有這一負面作用。根據(jù)試驗結(jié)果,確定碳酸鈉用量為1000g/t。后續(xù)試驗均采用此條件。

        (3)捕收劑試驗。①捕收劑種類試驗。分別進行不同捕收劑試驗:丁銨黑藥;丁銨黑藥+丁黃藥;乙硫氮;乙硫氮+丁銨黑藥。乙硫氮對鉛、銅等硫化礦物有良好的選擇性及捕收能力,浮選速度快,對鉛、鉍、銻、銅等金屬的硫化礦物有更強的捕收力;丁銨黑藥的選擇性較好,有利于保證較高的精礦品位,但捕收力相對較弱。二者配合使用,能充分發(fā)揮捕收劑之間的協(xié)同效應(yīng)。根據(jù)試驗結(jié)果,捕收劑選用乙硫氮與丁銨黑藥配合使用。②捕收劑用量比例試驗。試驗條件不變,捕收劑總用量60g/t,考查二者不同比例時的浮選效果。隨著乙硫氮比例的增加,精礦品位有所下降,回收率有所提高,同時含鋅有所增加。綜合考慮,選取乙硫氮:丁銨黑藥=1:2。后續(xù)試驗均采用此條件。

        (4)鋅浮選捕收劑種類試驗。將以上試驗的尾礦混勻縮分成1000克的試樣,進行了鋅浮選的捕收劑種類試驗。試驗采用一次粗選6min。捕收劑分別擬定為:丁黃藥;z-200;丁黃藥+乙黃藥。其它條件為:礦漿濃度28%;石灰調(diào)漿至PH=12;硫酸銅600g/t;2#油40g/t。Z-200號對被活化的閃鋅礦捕收能力強,對黃鐵礦捕收能力弱,因此常用于鋅浮選作業(yè)。從試驗情況來看,選用Z-200做為鋅捕收劑,從回收率和精礦品位兩方面考慮,是合適的。因此,確定用Z-200為選鋅捕收劑。后續(xù)試驗均采用此條件。

        (5)驗證試驗。綜合以上條件試驗,根據(jù)各最佳條件,進行了驗證試驗。驗證試驗采用一次粗選一次掃選的試驗流程。掃選藥劑用量為粗選的1/3,掃選時間4分鐘。試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表2。

        表2 工藝調(diào)整前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計對比表

        4 生產(chǎn)調(diào)整及工藝條件優(yōu)化

        根據(jù)試驗結(jié)果,對生產(chǎn)工藝進行了調(diào)整。有以下幾方面措施。①提高磨礦濃度;每隔三天補加一定量的Φ40小鋼球,加量按前一天處理量乘0.5kg/t,當班不再補加鋼球。②鉛浮選用碳酸鈉替換石灰,加在球磨機中,用量1000g/t。 ③鉛浮選用乙硫氮+丁銨黑藥(1:2)替代原用的捕收劑,總用量120g/t。粗、掃選用量按4:2:1:1遞減。 ④鋅浮選仍用石灰調(diào)漿。捕收劑替換為Z-200,總用量110g/t。粗、掃選用量按6:3:1:1遞減。⑤起泡劑、活化劑、抑制劑等按照原用量及添加方式添加。

        5 生產(chǎn)調(diào)整后指標統(tǒng)計

        工藝技術(shù)條件優(yōu)化調(diào)整后,生產(chǎn)了半年時間,生產(chǎn)指標統(tǒng)計及與以前對比,在原礦品位下降的前提下,鉛回收率提高1.97%,鋅回收率提高2.12%,精礦產(chǎn)品互含情況均有所下降。

        6 工藝優(yōu)化調(diào)整后,經(jīng)濟效益測算

        目前鉛、鋅市場價格基本上在10000元/金屬噸。原礦品位鉛1.58%,鋅3.27% ,每噸礦石多創(chuàng)造效益:鉛:1噸*1.58%*1.97%*10000元/噸=3.11元 ;鋅:1噸*3.27%*2.12%*10000元/噸=6.93元;合計:3.11元+6.93元=10.04元。

        因鉛回收率的提高,鉛精礦中的計價元素金、銀附加值相應(yīng)也增加,在此不做具體測算。優(yōu)化工藝所采用的藥劑成本與原使用的藥劑成本略有增加,但不會超過1元/噸,金銀附加產(chǎn)品的增加值完全可以抵消這一成本的上漲。

        7 結(jié)語

        ①通過定期補加磨礦介質(zhì)小鋼球,有效的提高了磨礦細度,為浮選作業(yè)的金屬回收及精礦質(zhì)量起到了積極作用。②在鉛浮選循環(huán)中,采用乙硫氮與丁銨黑藥混合用藥,兼顧了鉛的回收率與鉛精礦的質(zhì)量。用碳酸鈉替代石灰做為調(diào)整劑,避免了使用石灰對金、銀礦物的抑制。③使用Z-200做為鋅礦物的捕收劑,有效的提高了鋅的回收率。④實施工藝技術(shù)條件優(yōu)化調(diào)整后,在對原生產(chǎn)工藝不做大的改動的前提下,每噸礦石增加了10元的產(chǎn)值,年增收入300余萬元,經(jīng)濟效益十分可觀。

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