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        提高某微細(xì)粒鉛鋅礦選鋅指標(biāo)的試驗(yàn)研究

        2021-06-09 12:18:32常永強(qiáng)王榮生曾繁森
        金屬礦山 2021年5期

        李 強(qiáng) 常永強(qiáng) 王榮生 曾繁森

        (1.中國(guó)有色金屬建設(shè)股份有限公司,北京100029;2.礦冶科技集團(tuán)有限公司,北京102628)

        鋅是重要的有色金屬之一,廣泛應(yīng)用于軍事、機(jī)械、電氣和醫(yī)療等領(lǐng)域[1-2]。我國(guó)鋅資源儲(chǔ)量豐富,居世界第二位,但呈現(xiàn)貧礦多、富礦少、礦床組成復(fù)雜、共伴生礦物較多的特點(diǎn)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),我國(guó)對(duì)鋅資源的需求持續(xù)增加,已連續(xù)多年成為鋅凈進(jìn)口國(guó)[3-4]。在資源保護(hù)主義抬頭、新冠疫情威脅全球礦產(chǎn)資源供應(yīng)的背景下,提高我國(guó)微細(xì)粒難處理鋅資源的綜合利用水平,保障鋅礦產(chǎn)資源供給能力,具有重要意義[5-6]。

        某鉛鋅礦鉛品位為7.31%、鋅品位為13.70%,硫含量高且含炭質(zhì)。鉛鋅礦物主要以方鉛礦和閃鋅礦的形式存在,氧化率較低。閃鋅礦與方鉛礦、黃鐵礦嵌布關(guān)系密切,嵌布粒度分布不均勻且整體偏細(xì),為鋅選別帶來了一定的困難。原采用浮選脫碳—鉛鋅依次優(yōu)先浮選—鉛鋅粗精礦再磨精選流程處理該鉛鋅礦石,其中,選鋅采用1次粗選、3次掃選、粗精礦再磨至-25 μm占79%后2次精選、中礦順序返回流程,得到了鋅品位為52.32%、鋅作業(yè)回收率為90.44%的鋅精礦。針對(duì)該選鋅工藝存在鋅粗精礦再磨選擇性差、鋅精礦粒度微細(xì)且品位不高等問題,為實(shí)現(xiàn)“早收快收”目標(biāo),避免已單體解離的閃鋅礦進(jìn)入再磨流程而導(dǎo)致過磨和鋅精礦粒度過細(xì),同時(shí)降低藥劑消耗,本試驗(yàn)根據(jù)工藝礦物學(xué)研究成果,采用快速分支浮選—中礦再磨精選流程進(jìn)行了選鋅工藝技術(shù)條件研究。

        1 試樣性質(zhì)

        1.1 試樣化學(xué)成分及礦物組成分析

        試樣取自某鉛鋅礦山,其化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1,礦物組成及相對(duì)含量見表2。

        注:Au、Ag的品位單位為g/t。

        由表1、表2可知,試樣鉛、鋅品位分別為7.31%、13.70%,為主要回收元素;硫含量較高,為31.22%;金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦,脈石礦物主要為石英、鉀長(zhǎng)石和鐵白云石。此外,試樣中含一定量的炭質(zhì)。

        由于炭質(zhì)可浮性較好,藥劑吸附作用較強(qiáng),不僅會(huì)增加藥劑消耗,還會(huì)影響鉛、鋅精礦的品位,影響流程的穩(wěn)定性。因此,鉛鋅浮選前需進(jìn)行脫碳處理[7-8]。由于本試驗(yàn)主要開展鋅礦物浮選流程優(yōu)化,故暫不研究鉛和硫的回收工藝。

        1.2 閃鋅礦嵌布特征

        閃鋅礦與其他礦物嵌布關(guān)系見圖1。由圖1可知,閃鋅礦主要呈他形晶粒狀和微細(xì)粒浸染狀產(chǎn)出(圖1(a)),與黃鐵礦相互包裹,關(guān)系密切,部分閃鋅礦分布在黃鐵礦裂隙中(圖1(b));此外,閃鋅礦與方鉛礦嵌布關(guān)系也較為密切(圖1(c)),常與其形成連生體,共同分布在脈石礦物中。

        2 原選鋅工藝流程及模擬現(xiàn)場(chǎng)選鋅流程的產(chǎn)品分析

        2.1 原選鋅工藝流程

        原選鋅工藝流程見圖2,現(xiàn)場(chǎng)鋅浮選給礦鋅品位為15.02%,鋅精礦鋅品位為52.32%、鋅作業(yè)回收率為90.44%。

        2.2 模擬現(xiàn)場(chǎng)選鋅流程的產(chǎn)品分析

        模擬現(xiàn)場(chǎng)選鋅流程的鋅精礦、尾礦粒度篩析結(jié)果分別見表3和表4。為了解鋅精礦中閃鋅礦的嵌布特征和尾礦中閃鋅礦的損失形式,對(duì)鋅精礦和尾礦進(jìn)行SEM分析,結(jié)果分別見圖3和圖4。

        由圖3及表3可知,閃鋅礦在鋅精礦中主要以單體形式存在(圖3(a)),少量與方鉛礦、黃鐵礦連生(圖3(b)),黃鐵礦主要以單體形式存在;鋅精礦-7 μm粒級(jí)含量高達(dá)47.54%,說明存在過磨現(xiàn)象。

        由表4及圖4可知,尾礦中鋅主要損失在-49+18 μm粒級(jí),閃鋅礦以與黃鐵礦和脈石礦物連生的形式損失為主(圖4(a)),微量與黃鐵礦、方鉛礦和脈石礦物連生(圖4(b)),說明需進(jìn)一步改善鋅再磨效果,使貧連生體充分解離。

        3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

        3.1 鋅快速分支浮選時(shí)間的確定試驗(yàn)

        快速分支浮選是指根據(jù)入選礦物可浮性、粒度和解離特征的不同,讓浮選速度快的礦物先浮,浮選速度慢、品位低的礦物后浮,再根據(jù)不同的需要進(jìn)一步精選的工藝[9-10]??焖俜种Ц∵x工藝具有可盡早產(chǎn)出部分合格精礦、減少礦物過磨和降低藥劑用量的優(yōu)點(diǎn)[11]。

        鋅快速分支浮選時(shí)間確定的試驗(yàn)流程見圖5,試驗(yàn)結(jié)果見表5。

        由表5可知,部分閃鋅礦可浮性較好,浮選2 min可獲得鋅品位為38.93%、鋅作業(yè)回收率為76.35%的鋅粗精礦1;當(dāng)浮選時(shí)間為4 min時(shí),鋅累計(jì)回收率高達(dá)89.47%,該部分閃鋅礦可通過快速浮選回收。綜合考慮品位和回收率,快速浮選時(shí)間定為4 min。

        3.2 鋅快速浮選粗選條件試驗(yàn)

        3.2.1 石灰用量試驗(yàn)

        通過對(duì)原工藝流程所得鋅精礦工藝礦物學(xué)研究可知,鋅精礦中存在部分可浮性較好的單體黃鐵礦,因此需強(qiáng)化鋅硫分離。石灰是黃鐵礦的有效抑制劑,且可調(diào)節(jié)礦漿pH值,為鋅浮選創(chuàng)造適宜的浮選環(huán)境[12]。石灰用量試驗(yàn)采用1次粗選流程,固定硫酸銅用量為300 g/t、丁基黃藥用量為90 g/t、松醇油用量為9 g/t,試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

        由圖6可知,隨著石灰用量的增加,鋅快浮粗精礦鋅品位和作業(yè)回收率呈上升趨勢(shì);當(dāng)石灰用量為2 500 g/t時(shí),鋅快浮粗精礦鋅品位和鋅作業(yè)回收率較高,因此確定鋅粗選石灰用量為2 500 g/t。

        3.2.2 硫酸銅用量試驗(yàn)

        硫酸銅是閃鋅礦浮選常用活化劑[13]。硫酸銅用量試驗(yàn)采用1次粗選流程,固定石灰用量為2 500 g/t、丁基黃藥用量為90 g/t、松醇油用量為9 g/t,試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

        由圖7可知,隨著硫酸銅用量的增加,鋅快浮粗精礦作業(yè)回收率呈先上升后下降趨勢(shì);硫酸銅用量的增加對(duì)鋅精礦鋅品位影響不大;當(dāng)硫酸銅用量為600 g/t時(shí),鋅快浮粗精礦作業(yè)回收率最高。因此確定鋅粗選硫酸銅用量為600 g/t。

        3.2.3 丁基黃藥用量試驗(yàn)

        丁基黃藥用量試驗(yàn)采用1次粗選流程,固定石灰用量為2 500 g/t、硫酸銅用量為600 g/t、松醇油用量為9 g/t,試驗(yàn)結(jié)果如圖8所示。

        由圖8可知,隨著丁基黃藥用量的增加,鋅快浮粗精礦鋅品位降低,鋅作業(yè)回收率升高。綜合考慮品位及回收率,確定鋅快浮粗選丁基黃藥用量為150 g/t。

        3.3 鋅快浮精選石灰用量試驗(yàn)

        在鋅快浮粗選試驗(yàn)確定的浮選條件下,獲得了鋅品位為34.12%、鋅作業(yè)回收率為90.65%的鋅快浮粗精礦。為了進(jìn)一步提高鋅精礦品位,強(qiáng)化對(duì)黃鐵礦的抑制,考察了鋅快浮精選石灰用量,試驗(yàn)流程如圖9所示,試驗(yàn)結(jié)果見圖10。

        由圖10可知,隨著石灰用量的增加,鋅快浮精礦鋅品位提高,鋅作業(yè)回收率下降;當(dāng)石灰用量為600 g/t時(shí),鋅快浮精礦鋅品位為51.08%、鋅作業(yè)回收率為89.75%。綜合考慮,確定鋅快浮精選的石灰用量為600 g/t。

        3.4 鋅中礦再磨細(xì)度試驗(yàn)

        為了解決鋅礦物的單體解離問題,考察了鋅中礦再磨細(xì)度對(duì)鋅精選指標(biāo)的影響。試驗(yàn)流程見圖11,試驗(yàn)結(jié)果見圖12。

        由圖12可知,隨著鋅中礦再磨細(xì)度的提高,鋅精礦鋅品位升高,鋅作業(yè)回收率下降。綜合考慮,確定鋅中礦再磨細(xì)度為-25 μm占79%。

        3.5 閉路試驗(yàn)

        在條件試驗(yàn)和全流程開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,開展了實(shí)驗(yàn)室閉路試驗(yàn),試驗(yàn)流程見圖13,試驗(yàn)結(jié)果見表6。將圖13閉路試驗(yàn)流程所得鋅快精和鋅精礦合并,進(jìn)行了粒度篩析,結(jié)果見表7。

        由表6和表7可知,采用快速分支浮選—中礦再磨精選流程處理該鋅給礦,可獲得鋅品位為53.88%、鋅回收率為91.57%的鋅精礦。較原工藝流程,鋅精礦品位和回收率分別提升了1.56和1.13個(gè)百分點(diǎn);鋅精礦粒度分布明顯改善,+38 μm粒級(jí)含量由5.93%提高到22.50%,-7 μm粒級(jí)含量由47.54%降低到29.41%,可有效減少鋅在后續(xù)冶煉環(huán)節(jié)的損失;解決了原工藝流程鋅再磨選擇性不高,部分閃鋅礦過磨,部分閃鋅礦連生體無法充分解離的問題。

        4 結(jié)論

        (1)某鉛鋅礦含鉛7.31%,含鋅13.70%,含硫量高且含炭質(zhì),鋅礦物主要以閃鋅礦形式存在,氧化率較低。閃鋅礦主要呈他形晶粒狀和微細(xì)粒浸染狀產(chǎn)出,與方鉛礦和黃鐵礦嵌布關(guān)系密切,嵌布粒度分布不均勻且整體偏細(xì),為鋅選別帶來一定的困難。通過對(duì)原工藝流程選別產(chǎn)品分析可知,鋅精礦粒度微細(xì),存在一定的過磨現(xiàn)象;尾礦中鋅主要以與黃鐵礦、脈石礦物連生的形式損失。

        (2)采用“快速分支浮選—中礦再磨精選”流程處理該鋅給礦,可獲得鋅品位為53.88%,鋅回收率為91.57%的鋅精礦。較原工藝流程,鋅精礦的品位和作業(yè)回收率分別提升了1.56和1.13個(gè)百分點(diǎn);鋅精礦粒度分布明顯改善,+38 μm粒級(jí)含量由5.93%提高到22.50%,-7 μm粒級(jí)含量由47.54%降低到29.41%,解決了原工藝流程鋅再磨選擇性不高、部分閃鋅礦過磨、部分閃鋅礦連生體無法充分解離的問題,也顯著降低了再磨負(fù)荷。

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