呂 超 謝 峰 謝立志 李 博 馬原琳

（1.昆明冶金研究院有限公司，云南昆明650031；2.云南省選冶新技術(shù)重點實驗室，云南昆明650031；3.共伴生有色金屬資源加壓濕法冶金技術(shù)國家重點實驗室，云南昆明650031；4.彝良馳宏礦業(yè)有限公司，云南昭通657602）

鉛鋅礦是重要的戰(zhàn)略資源，在國民經(jīng)濟建設(shè)中有著不可替代的作用，廣泛應(yīng)用于機械、軍事、電氣、冶金等工業(yè)領(lǐng)域［1-4］。鉛鋅礦產(chǎn)資源作為云南（特別是云南東北地區(qū)）的優(yōu)勢礦種之一，具有較高的經(jīng)濟利用價值，因此，對礦石開展綜合利用研究具有重要意義。隨著礦山資源開采點的不斷變化，井下采出礦石的性質(zhì)會發(fā)生不同程度的變化，甚至與礦山最初設(shè)計相差較大，進入選廠的物料性質(zhì)（包括原礦的化學(xué)成分、礦物組成、礦物嵌布特征等）也會相應(yīng)地發(fā)生改變，造成現(xiàn)有生產(chǎn)工藝不適應(yīng)入選原礦的情況，浮選指標隨之變差［5-7］。

滇東北某鉛鋅選廠生產(chǎn)工藝流程為“鉛硫混合浮選—鉛硫混合精礦抑硫浮鉛分離—鉛硫混合浮選尾礦選鋅”的一段磨選工藝流程［8］，生產(chǎn)指標存在鉛精礦含鋅較高，硫精礦鉛、鋅含量較高的問題，造成鉛鋅金屬損失，且硫精礦和鉛精礦的價格因雜質(zhì)含量高而受影響。分析原因為礦石粒度特性發(fā)生變化，有用礦物嵌布粒度變細，特別是鉛鋅礦物與黃鐵礦伴生緊密，現(xiàn)有流程未能實現(xiàn)礦石的有效分選［9］。為解決這一難題，本研究對礦石進行工藝礦物學(xué)研究，并進行流程優(yōu)化試驗。目前，現(xiàn)場依據(jù)優(yōu)化工藝完成了選廠改造，采用立式螺旋攪拌磨機進行二段磨礦，生產(chǎn)運營良好，生產(chǎn)指標較之前有一定提高。

1 原礦性質(zhì)

1.1 原礦的化學(xué)成分分析

對原礦進行化學(xué)多元素分析，結(jié)果見表1。

注：帶“*”的品位單位為g/t。

由表1可知，原礦中主要有價元素為Pb、Zn、S，含量分別為8.15%、16.98%、31.11%，主要脈石成分為SiO2和CaO，含量分別為6.24%、9.03%，其次為Al2O3和MgO，由分析結(jié)果可知該礦石為典型的高硫鉛鋅礦石。

對原礦進行鉛鋅物相分析，結(jié)果見表2和表3。

由表2和表3可知，原礦中的鉛主要以硫化物形式賦存在礦石中，分布率為93.98%；原礦中的鋅主要以硫化物形式賦存在礦石中，分布率為95.88%。綜上可知該礦石為硫化鉛鋅礦石。

1.2 原礦的礦物組成

礦石的礦物種類復(fù)雜，主要含有硫化物、氧化物、碳酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽六類17種礦物。金屬硫化物主要為閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦，其次為白鐵礦、黃銅礦、毒砂等；金屬氧化物為褐鐵礦、赤鐵礦；脈石礦物主要為白云石、石英、方解石，其次為螢石、絹云母、黏土礦物等。主要礦物相對含量見表4。

1.3 原礦中主要礦物嵌布特征

（1）方鉛礦。方鉛礦沿閃鋅礦裂隙充填交代，呈脈狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出，其形狀和大小隨閃鋅礦裂隙而變化，部分粗粒方鉛礦中包含有閃鋅礦，或包含黃鐵礦晶體。方鉛礦的嵌布粒度極不均勻，主要嵌布粒度為0.01～2 mm。

（2）閃鋅礦。閃鋅礦呈塊狀、不規(guī)則粒狀產(chǎn)出，常含有早期結(jié)晶的自形、半自形粒狀黃鐵礦。閃鋅礦呈粗細粒嵌布，嵌布粒度極不均勻，主要嵌布粒度為0.04～2 mm。

（3）黃鐵礦。黃鐵礦主要呈粒狀集合體分布于晶粒間和碎裂隙中，且在粗粒方鉛礦或閃鋅礦中常包含有黃鐵礦殘晶。黃鐵礦的嵌布粒度相對較細，主要嵌布粒度為0.01～0.16 mm。

從主要礦物特征可以看出，該礦石中主要礦物方鉛礦、閃鋅礦粒度粗細分布不均，宜采用“階段磨礦、階段選別”的流程處理［10-13］，從而對粗粒和細粒嵌布有用礦物分階段磨礦和分選。若采用一段粗磨，易導(dǎo)致部分細粒級礦物未能完全解離，造成浮選回收率偏低、產(chǎn)品質(zhì)量不高等問題。若采用細磨工藝以提高有用礦物單體解離度，則一方面造成部分有用礦物過磨，降低浮選回收率；另一方面細磨產(chǎn)生較多礦泥，影響浮選礦漿環(huán)境，并且影響產(chǎn)品濃縮、過濾的正常進行，甚至?xí)斐蓾饪s跑渾和陶瓷過濾機堵孔等問題［13-16］。

2 試驗方案制定

現(xiàn)場采用的流程為“鉛硫混合浮選—鉛硫混合精礦抑硫浮鉛分離—鉛硫混合浮選尾礦選鋅”的一段磨礦工藝流程，生產(chǎn)得到鉛精礦、鋅精礦、硫精礦和尾礦。存在問題：部分細粒級嵌布的方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦連生，造成金屬損失，且影響精礦產(chǎn)品質(zhì)量。本研究將以現(xiàn)場生產(chǎn)原礦為研究對象，針對現(xiàn)有流程存在不足進行優(yōu)化試驗研究，采用“階段磨礦、階段選別”工藝［8］進行流程優(yōu)化，對鉛硫混合精礦再磨再選。

3 模擬現(xiàn)場生產(chǎn)工藝并考查鉛硫混合精礦

3.1 模擬現(xiàn)場工藝流程試驗

采用現(xiàn)場流程進行條件試驗、開路試驗和全流程閉路試驗，得到現(xiàn)場流程下的閉路試驗指標，現(xiàn)場工藝閉路試驗流程見圖1，具體結(jié)果見表5。

由表5可知，通過閉路試驗可得到：Pb品位60.32%、Pb回收率85.82%的鉛精礦；Zn品位48.55%、Zn回收率91.48%的鋅精礦；Pb品位1.88%、Pb回收率6.08%、Zn品位1.99%、Zn回收率3.22%的硫精礦。其中，鉛精礦中Pb品位較低，且含Zn較高；硫精礦中Pb、Zn含量較高，以致在硫精礦中的Pb、Zn損失較大。分析原因為：鉛硫混合精礦中存在方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦的連生體，造成鉛精礦中Pb的品位不高，Zn含量高，且硫精礦中Pb、Zn金屬損失較大。

3.2 鉛硫混合精礦有用礦物單體解離度分析

為進一步查明鉛硫混合精礦中有用礦物的解離情況，對鉛硫混選精礦進行了單體解離度分析，結(jié)果如表6所示。

由表6可知，全樣單體解離度為：閃鋅礦72.13%，方鉛礦73.56%，黃鐵礦83.38%，各礦物單體解離度均不高，因此，考慮對鉛硫粗精礦進行再磨，再磨精礦再選，以提高浮選指標。

4 流程優(yōu)化試驗研究

本研究采用“階段磨礦、階段選別”工藝進行流程優(yōu)化，對鉛硫粗精礦進行再磨，再磨精礦進入鉛硫分離作業(yè)，因此，確定鉛硫混合精礦再磨細度和再磨后鉛硫混合精礦單體解離度測定為重點考查工作。

4.1 鉛硫混合精礦再磨細度試驗

對鉛硫混合精礦進行再磨細度試驗，試驗流程見圖2，試驗結(jié)果見圖3。

由圖3可知，隨著鉛硫混合粗精礦再磨細度的增加，鉛粗精礦中Pb品位逐漸升高，Pb回收率變化不明顯，Zn品位和回收率呈下降的趨勢。說明鉛硫混合精礦經(jīng)再磨后，部分連生體解離，鉛粗精礦中鋅含量降低，Pb品位提高，但磨礦時間較長又會造成一定程度的過磨。鉛硫混合精礦磨礦細度為-0.045 mm占70%時，鉛粗精礦的Zn含量較低，再提高鉛硫混合精礦細度，鉛粗精礦Zn含量的變化不明顯。綜合考慮，再磨細度選擇-0.045 mm占70%。

4.2 再磨后鉛硫混合精礦單體解離度分析

鉛硫混合粗精礦再磨細度為-0.045 mm占70%的條件下，各目的礦物的單體解離情況如表7所示。

由表7可知，全樣綜合單體解離度為：閃鋅礦85.21%，方鉛礦83.11%，黃鐵礦87.65%。說明通過鉛硫混合精礦再磨后，各目的礦物單體解離度均有提高，有助于提高鉛精礦產(chǎn)品質(zhì)量，且可以減少金屬損失。在此磨礦細度下，可較好地實現(xiàn)鉛硫混合精礦的解離。

4.3 全流程閉路優(yōu)化試驗研究

在上述條件試驗的基礎(chǔ)上，進行全流程閉路優(yōu)化試驗，具體流程見圖4，試驗結(jié)果見表8。

由表8可知，對比流程優(yōu)化前后閉路試驗指標，通過鉛硫混合精礦再磨流程優(yōu)化后，鉛精礦Pb品位提高1.57個百分點，Pb回收率相近，同時Zn的含量下降1.35個百分點，硫精礦中Pb、Zn含量均有所降低，鋅精礦Zn的回收率提高2.43個百分點。綜上可知，鉛硫精礦再磨優(yōu)化流程可有效提高該礦石的浮選指標。

5 結(jié) 論

（1）原礦含Pb 8.15%、Zn 16.98%、S 31.11%，為典型的高硫鉛鋅礦石，具有較高的經(jīng)濟價值，礦石中礦物種類復(fù)雜，主要有用礦物為方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦，其中閃鋅礦和方鉛礦嵌布粒度極其不均勻，黃鐵礦嵌布相對較細。

（2）礦石中有用礦物嵌布粒度不均勻，一般采用階段磨礦、階段選別的工藝流程，現(xiàn)場流程為“鉛硫混合浮選—鉛硫混合精礦抑硫浮鉛分離—鉛硫混合浮選尾礦選鋅”的一段磨選工藝流程，存在部分有用礦物解離不充分的弊端。

（3）通過流程優(yōu)化試驗研究，確定鉛硫混合精礦再磨再選的優(yōu)化流程，流程優(yōu)化前和優(yōu)化后的試驗結(jié)果表明，在鉛硫混合精礦再磨細度-0.045 mm占70%的條件下，鉛硫混合精礦中方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦解離較充分，優(yōu)化后閉路試驗指標較優(yōu)化前有較大的提高，鉛精礦Pb的品位提高1.57個百分點，Pb回收率相近，同時Zn的含量下降1.35個百分點，硫精礦中Pb、Zn含量均有所降低；鋅精礦Zn的回收率提高2.43個百分點。該結(jié)果為選廠提高經(jīng)濟效益提供了重要的技術(shù)支撐。