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        江西地區(qū)銀鉛鋅多金屬礦選礦試驗研究

        2021-04-25 00:55:28嚴(yán)偉平
        湖南有色金屬 2021年2期
        關(guān)鍵詞:磨礦細(xì)度石灰

        葉 超,嚴(yán)偉平

        (1.鷹潭市九一二地質(zhì)大隊,江西 鷹潭 335413;2.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所,四川 成都 610041)

        我國鉛鋅礦資源儲量豐富,鉛、鋅資源儲量居世界第四位,我國鉛鋅礦資源產(chǎn)區(qū)主要集中在云南、廣東、內(nèi)蒙古、甘肅、江西、湖南等地區(qū)[1]。鉛鋅礦是重要的戰(zhàn)略性資源,在鉛鋅硫化礦中常伴生多種有價元素,如金、銀等金屬元素,綜合回收價值高[2,3]。首先要保證鉛鋅精礦的品位及回收率,在此基礎(chǔ)上綜合回收其伴生的有價元素,實現(xiàn)資源的綜合利用。隨著對鉛鋅礦資源的開發(fā)利用,硫含量較低的鉛鋅礦石儲量逐漸減少,即鉛鋅礦石中的硫化鐵礦含量占比越來越高。為實現(xiàn)硫化鉛鋅礦的有效回收利用,在工業(yè)現(xiàn)場中通常采用高堿工藝來抑制硫化鉛鋅礦石中伴生的硫化鐵礦等[4~6]。通過對江西地區(qū)的銀鉛鋅多金屬礦石進(jìn)行選鉛試驗以及選鋅試驗研究,為該礦區(qū)的開發(fā)利用提供技術(shù)參考依據(jù)。

        1 礦石性質(zhì)

        1.1 原礦化學(xué)組成

        對試驗樣品進(jìn)行化學(xué)多元素分析,分析結(jié)果見表1。

        1.2 原礦礦物組成

        礦石中的金屬礦物主要包含:含錳菱鐵礦、閃鋅礦、菱鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、磁黃鐵礦、含鐵菱錳礦及磁鐵礦,其次礦石組成中還包含少量的自然銀、毒砂、螺狀硫銀礦-輝銀礦、黃銅礦等。礦石組成復(fù)雜且種類繁多,超過了30種。

        表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

        1.3 主要有價元素物相分析

        對原礦中的有價元素(Pb、Zn、Ag)進(jìn)行物相分析,分析結(jié)果見表2。

        表2 原礦Pb、Zn、Ag的物相分析結(jié)果

        由表1、表2可知,原礦品位Pb 2.01%、Zn 2.95%、S 4.71%、含Ag 158.9 g/t,礦石中鉛、鋅、硫元素具有回收利用價值,伴生的銀元素也具有綜合回收利用價值。

        2 選礦試驗

        目前綜合回收硫化鉛鋅礦的選礦方法主要為浮選法[7],現(xiàn)場通常采用的浮選工藝流程有:鉛鋅等可浮浮選、鉛鋅混合浮選再分離、鉛鋅優(yōu)先浮選3種[8,9]。礦石中的銀元素通常賦存于方鉛礦中[10,11],在浮選作業(yè)中通常隨鉛一起浮出進(jìn)入到鉛精礦。

        2.1 磨礦細(xì)度條件試驗

        磨礦細(xì)度是影響浮選作業(yè)的重要因素之一,對最佳磨礦細(xì)度進(jìn)行條件試驗。在石灰用量1 500 g/t、鋅抑制劑硫酸鋅和亞硫酸鈉用量為1 500 g/t、配比為2∶1、捕收劑乙硫氮與丁銨黑藥的用量為80 g/t、起泡劑2#油用量為30 g/t條件下,進(jìn)行最佳磨礦細(xì)度探索試驗,試驗流程如圖1所示,試驗結(jié)果見表3。

        圖1 試驗原則流程圖

        表3 磨礦細(xì)度條件試驗結(jié)果 %

        從表3結(jié)果可知,隨著磨礦細(xì)度的增加,鉛、鋅及銀的品位都出現(xiàn)了降低的趨勢,回收率逐漸升高,當(dāng)磨礦細(xì)度從-0.074 mm占比為85%時,銀的回收率有顯著的提升,同時鉛、鋅的回收率也得以保障。繼續(xù)增加磨礦細(xì)度,鉛、鋅及銀的品位及回收率變化不明顯,最終選擇最佳磨礦細(xì)度為-0.074 mm占比為85%。

        2.2 選鉛試驗研究

        2.2.1 乙硫氮與丁銨黑藥配比及用量條件試驗

        在磨礦細(xì)度-0.074 mm含量大于85%、石灰用量1 500 g/t、鋅抑制劑硫酸鋅和亞硫酸鈉用量為1 500 g/t、配比為2∶1條件下進(jìn)行捕收劑乙硫氮和丁銨黑藥的用量及配比探索試驗,試驗流程如圖1所示,試驗結(jié)果見表4。

        表4 乙硫氮與丁銨黑藥用量及配比試驗結(jié)果

        由表4可知,當(dāng)乙硫氮和丁銨黑藥為1∶1時,鉛、銀在鉛精礦中的回收率較高。當(dāng)減少乙硫氮和丁銨黑藥的用量時,鉛、銀的回收率均降低,當(dāng)增加乙硫氮和丁銨黑藥用量時,鉛、銀的回收率變化不明顯。最終選擇捕收劑乙硫氮與丁銨黑藥的最佳用量為60 g/t、配比為1∶1。

        2.2.2 硫酸鋅和亞硫酸鈉配比及用量條件試驗

        在磨礦細(xì)度-0.074 mm含量大于85%、石灰用量3 000 g/t、捕收劑乙硫氮與丁銨黑藥的最佳用量為60 g/t、配比為1∶1時,進(jìn)行鋅抑制劑硫酸鋅和亞硫酸鈉用量及配比探索試驗,試驗流程如圖1所示,試驗結(jié)果見表5。

        從表5可知,在用量相同條件下對比配比分別為1∶1和2∶1時,對閃鋅礦的抑制效果相近,綜合考慮藥劑價格,選擇二者的配比為2∶1。綜合考慮鉛粗精礦的鉛、銀的回收率及品位,最終選擇硫酸鋅和亞硫酸鈉的最佳用量為3 000 g/t、配比為2∶1。

        表5 硫酸鋅和亞硫酸鈉配比及用量條件試驗結(jié)果

        2.2.3 石灰用量條件試驗

        在采用磨礦細(xì)度-0.074 mm含量大于85%、鋅抑制劑硫酸鋅和亞硫酸鈉的用量為3 000 g/t、配比為2∶1、捕收劑乙硫氮與丁銨黑藥的最佳用量為60 g/t、配比為1∶1時,進(jìn)行石灰的用量探索試驗,試驗流程如圖1所示,試驗結(jié)果見表6。

        表6 石灰用量條件試驗結(jié)果

        由表6石灰用量條件試驗結(jié)果可知,隨著石灰用量由0 g/t增加至2 000 g/t時,鉛粗精礦中鉛、銀的回收率逐漸上升;當(dāng)石灰用量從2 000 g/t增加至3 000 g/t時,鉛粗精礦中的鋅占有率和鋅回收率都開始下降。綜合考慮鉛、銀的回收率,最終選擇石灰用量為2 000 g/t,且此時的礦漿pH值約為10.5。

        2.3 選鋅試驗研究

        2.3.1 石灰用量條件試驗

        在選鋅粗選作業(yè)采用石灰做pH值調(diào)整劑,選擇活化劑硫酸銅用量200 g/t,鋅捕收劑丁黃藥用量為30 g/t,起泡劑2#油用量為15 g/t,進(jìn)行了鋅粗選石灰用量探索試驗。試驗流程如圖2所示,試驗結(jié)果如圖3所示。

        圖2 選鋅試驗流程圖

        圖3 鋅粗選石灰用量條件試驗結(jié)果

        從圖3可知,隨著石灰用量的增加,鋅粗精礦的鋅品位逐漸上升,當(dāng)石灰用量增至3 500 g/t時,鋅粗精礦中的鋅回收率和銀回收率降低約1%,因此,最終選擇石灰最佳用量為2 500 g/t,此時礦漿pH>12。

        2.3.2 硫酸銅用量條件試驗

        在選鋅粗選作業(yè)采用石灰做pH值調(diào)整劑且用量為2 500 g/t、鋅捕收劑丁黃藥用量為30 g/t、起泡劑2#油用量為15 g/t條件下,進(jìn)行了鋅粗選活化劑硫酸銅用量探索試驗。試驗流程如圖2所示,試驗結(jié)果如圖4所示。

        由圖4可知,當(dāng)硫酸銅用量為200 g/t時,鋅粗精中鋅的回收率及品位最高,繼續(xù)增加硫酸銅用量鋅回收率增加不明顯且品位略微降低,減少硫酸銅用量則鋅回收率及品位都略微降低,因此,最終選擇硫酸銅最佳用量為200 g/t。

        圖4 鋅粗選硫酸銅用量條件試驗結(jié)果

        2.3.3 丁黃藥用量條件試驗

        在選鋅粗選作業(yè)采用石灰做pH值調(diào)整劑且用量為2 500 g/t、選擇活化劑硫酸銅用量為200 g/t、起泡劑2#油用量為15 g/t條件下,進(jìn)行了鋅粗選捕收劑丁黃藥用量探索試驗。試驗流程如圖2所示,試驗結(jié)果如圖5所示。

        圖5 鋅粗選丁黃藥用量條件試驗結(jié)果

        由圖5可知,隨著丁黃藥用量的增加,鋅粗精礦的品位和回收率都出現(xiàn)了先增高再降低的現(xiàn)象。當(dāng)丁黃藥為35 g/t時,鋅粗精礦的鋅品位和回收率都達(dá)到最高,繼續(xù)增加或減少丁黃藥用量都會使鋅回收率產(chǎn)生不利影響,因此,最終選擇最佳丁黃藥用量為35 g/t。

        2.3.4 鋅粗精礦再磨細(xì)度條件試驗

        對鋅粗精礦進(jìn)行再磨細(xì)度條件試驗,試驗流程如圖6所示,試驗結(jié)果如圖7所示。

        由圖7試驗結(jié)果可知,對鋅粗精礦進(jìn)行再磨作業(yè),隨著再磨細(xì)度(-0.044 mm)占比越來越高,鋅精礦的品位及回收率都有明顯的升高。當(dāng)再磨細(xì)度-0.044 mm占比達(dá)到90%時,再提高磨礦細(xì)度,鋅精礦的品位略微降低,同時鋅精礦的回收率升高并不明顯。因此,鋅粗精礦的再磨細(xì)度最終選定-0.044 mm占90%。

        圖6 鋅粗精礦再磨細(xì)度條件試驗流程

        圖7 鋅粗精礦再磨細(xì)度條件試驗結(jié)果

        2.4 閉路試驗

        在上述選鉛、選鋅條件試驗的基礎(chǔ)上,為確保礦物的品位及回收率,在條件試驗藥劑用量的基礎(chǔ)上適當(dāng)增大藥劑用量,開展閉路試驗,閉路試驗流程如圖8所示,閉路試驗結(jié)果見表7。

        圖8 閉路試驗流程圖

        表7 閉路試驗結(jié)果 %

        由表7閉路流程結(jié)果可知,浮選閉路試驗最終可獲得品位為43.32%、回收率為86.17%的鉛精礦產(chǎn)品,品位40.32%、回收率為76.79%的鋅精礦產(chǎn)品,品位為30.97%、回收率為39.80%的硫精礦產(chǎn)品,有效地實現(xiàn)了江西地區(qū)銀鉛鋅多金屬礦的分離與回收。

        3 結(jié) 論

        1.為實現(xiàn)礦物的綜合回收利用,需適當(dāng)提升磨礦細(xì)度提高礦物解離度,使磨礦細(xì)度-0.074 mm占85%左右,實現(xiàn)礦石有效分離。選鉛選別需控制pH介于10.5左右,可實現(xiàn)鉛精礦的有效回收利用,此外應(yīng)在精選作業(yè)適當(dāng)添加適量的水玻璃抑制鋅礦物。

        2.為實現(xiàn)鋅精礦的有效回收利用,需對鋅粗精礦進(jìn)行再磨再選,使磨礦細(xì)度-0.044 mm含量為90%左右,可有效提高鋅精礦的回收率。此外,在pH>12的浮選礦漿體系下,鋅精礦的品位及回收率得到有效提高。

        3.選用“硫化銀鉛浮選—鋅硫混合浮選再分離鋅—鋅硫混浮尾礦再選硫”流程工藝進(jìn)行浮選,閉路試驗最終獲得指標(biāo):鉛精礦鉛的品位為43.32%、回收率為86.17%,銀品位為2 667.6 g/t、回收率為66.41%,鋅品位8.95%;鋅精礦的鋅品位為40.32%、回收率為76.79%,銀品位為392.3 g/t、回收率為14.43%,含鉛品位1.36%;硫精礦指標(biāo)為硫品位為30.97%、回收率為39.80%,銀品位為195.9 g/t、回收率為7.23%。較好地實現(xiàn)了礦石中鉛、鋅、硫元素及其伴生銀元素的回收利用。

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