廖詩進，何玉良，岳國利，付少英

（1.河南省地質調查院，河南 鄭州 450001;2.河南省金屬礦產成礦地質過程與資源利用重點實驗室,河南 鄭州 450001）

鉛、鋅是與經濟發(fā)展關系密切的全球性的戰(zhàn)略礦產資源，在全球工業(yè)化進程中占有重要的地位[1]，它們廣泛應用于電氣、機械、軍事、冶金、化學、輕工和醫(yī)藥等領域[2-3]。我國的鉛鋅礦資源豐富，探明資源儲量大，綜合利用價值大，但貧礦多，富礦少。鉛鋅礦床物質成分復雜，共伴生組分多，礦物種類復雜[4-9]，通常情況下其脈石礦物和有用礦物共生簡單，但有用礦物之間的嵌布關系極復雜，其嵌布或浸染粒度很不均勻，由于大部分呈細粒浸染并伴生著多種有價成分，導致其可浮性有明顯差別，從而使其在選礦工藝和藥劑制度等方面存在不少差異[4]。在鉛鋅分離過程中，閃鋅礦常受礦石中共生銅礦物中銅離子的活化使得鉛鋅難以分離，部分閃鋅礦隨鉛浮選作業(yè)進入鉛精礦影響鉛精礦品質降低鋅精礦回收率[10-12]。為了實現(xiàn)鉛鋅礦物有效分離、獲得優(yōu)異浮選指標，必須優(yōu)化浮選工藝和改進藥劑制度[10,12-16]。

西藏某鉛鋅礦金屬礦物以硫化礦為主，兼含銀特點，根據礦石性質特征，通過條件實驗采用優(yōu)先浮選方案對原礦中鉛、鋅、銀和硫進行回收。從實驗結果來看，鉛粗精礦的鉛回收率達到89.72%，鋅回收率為20.10%；通過精選鉛精礦鉛品位可達60.52%，回收率達90.09%，鋅精礦鋅品位46.25%，回收率80.58%，硫精礦硫品位39.72%，回收率47.49%，效果良好。

1 礦石工藝礦物學研究

將原礦配礦至鉛+鋅品位5% ~ 7%（鉛高鋅低），破碎至-2 mm按比例進行摻和混勻得綜合樣，最終的綜合樣含鉛2.72%，鋅2.58%，硫5.45%，銀95.78 g/t。

1.1 主要礦物組成

通過對原礦、選礦產品、選礦尾礦的鏡下檢測（表1），主要金屬礦物有方鉛礦、閃鋅礦、鐵閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦，少量黃銅礦、黝銅礦、含銀鋅砷黝銅礦、輝銅礦、銅藍、毒砂、白鐵礦、輝銀礦等。非金屬礦物主要有石英、方解石、白云母、絹云母，少量綠泥石、粘土礦物等。

表1 原礦主要礦物組成及其相對含量Table 1 Main mineral composition and relative content of the raw ore

1.2 主要回收礦物的嵌布特征

礦石中主要有用組分礦物為方鉛礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦。方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦礦物顆粒粒徑+0.08 mm 90%，磁黃鐵礦嵌布粒度主要在0.32 ~ 0.01 mm之間（圖1）。

圖1 礦石主要礦物粒度分布Fig.1 Particle size distribution of main minerals

方鉛礦，鉛灰色，不規(guī)則粒狀，粒徑大小不一，以中粗粒為主，在礦石中呈他形-半自形粒狀，大部分與黃鐵礦及閃鋅礦連生，有時沿黃鐵礦晶體邊緣及裂隙呈不規(guī)則脈狀分布，與閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦有包裹和交代關系，在部分礦石中方鉛礦呈條帶狀聚集，或呈不規(guī)則孤島狀殘布于閃鋅礦晶體及集合體中，總體上大部分產出與磁黃鐵礦關系密切；閃鋅礦嵌布粒度以中粗粒為主，絕大多數(shù)為他形晶粒狀，多與黃鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦、赤鐵礦接觸嵌生；黃鐵礦（磁黃鐵礦）嵌布粒度相對較粗，但不均勻，含量2%~ 10%，局部可達50%以上，黃鐵礦常與閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦等接觸嵌生，也見獨立嵌布于石英、方解石、磁鐵礦、赤鐵礦粒間。

各類有用礦物嵌布粒度見表2。

表2 礦石礦物嵌布粒度Table 2 Table of particle size distribution of ore minerals

2 選礦工藝研究

選礦工藝研究方案取決于礦石性質，礦物間的嵌布關系、賦存狀態(tài)、可浮性差異，以及上浮礦物量的大小等[13],根據礦石的物質組成、粒度、嵌布特征等，選擇合理的冶煉工藝會使產品的品位和回收率更加理想[17]。對于多金屬硫化礦的浮選分離，國內外采用的浮選流程方案主要有：優(yōu)先浮選、等可浮、混合浮選等[17-20]。

本次礦樣中鉛鋅以中細粒嵌布為主，鉛、鋅、硫主要以方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦及磁鐵礦的形式存在，根據原礦的礦石性質特征，實驗采用優(yōu)先浮選方案。

2.1 鉛浮選實驗

2.1.1 磨礦細度實驗

礦石磨碎至基本單體解離[20-22]，鉛、鋅有用礦物在浮選過程中才能有效分離富集回收，磨礦細度是影響礦物的解離程度和藥劑用量的重要因素[4],而入選粒度對浮選回收率有較大影響[23]。本次試樣可磨度測定實驗在型號為XMQ-240 mm×90 mm的錐形球磨機中進行，試樣粒度為-2.0 mm，每次磨礦量為600 g,磨礦濃度為65%（重量濃度）。固定了礦漿pH值、調整劑及捕收劑用量，進行粗選磨礦細度實驗，結果表明：磨礦細度越細，鉛粗精礦中鉛回收率越高，其中鋅含量呈緩慢下降趨勢，而銀的回收率增加速度不明顯，在磨礦細度-74 μm 80%左右時（圖2），鉛粗精礦中鉛、銀的回收率達到較高值，再增大磨礦細度，鉛粗精礦中鉛、銀的品位變化不大，其回收率增長也趨于平緩。

圖2 磨礦細度條件實驗Fig.2 Condition test of grinding fineness

2.1.2 捕收劑種類及用量實驗

不同的捕收劑種類對浮選效果影響很大[4]，不同組合捕收劑種類實驗，結果見圖3，其結果表明：乙硫氮+ 2#油作為捕收劑時，粗精礦中鉛的回收率最高，可達92.34%；乙硫氮與丁黃藥作為浮鉛捕收劑時，鉛粗精礦中鉛的回收率較高，同時鋅的含量也較高；以25#黑藥+丁銨黑藥或乙丁黃藥+ 2#油為組合捕收劑浮鉛，粗精礦中鉛的回收率較低，鋅的含量也相對較低。

圖3 捕收劑組合實驗Fig.3 collector agent combination test

乙硫氮對方鉛礦、黃銅礦的捕收能力強，浮選速度較快，考慮乙硫氮較強的捕收性，同時要盡量降低鉛粗精礦中鋅含量，最終確定乙硫氮+丁銨黑藥組合為浮鉛捕收劑。由乙硫氮用量實驗結果可知（圖4），捕收劑乙硫氮用量在20 g/t時，鉛產品回收率可達90%。

圖4 乙硫氮用量實驗Fig.4 Ethel thio carbamate dosage test

2.1.3 調整劑種類及用量實驗

否則的話，如果認為著作權也如同物權一樣，除了賦予著作權人禁止及許可他人以法律規(guī)定的方式利用其作品外，還賦予了著作權人以法律規(guī)定的方式利用自己作品的自由，那將得出一些荒謬的結論。作者對自己作品的利用，本來就是每個公民的自由，無須法律授權。著作權法中未規(guī)定的權利，是著作權人所不能控制的，公眾合理利用作品的自由。而保護著作權人自己使用作品的自由不被侵害，根本不是著作權法所要解決的問題。

二氧化硫、亞硫酸及其鹽類、石灰、硫酸鋅或與其他藥劑配合可以抑制方鉛礦的浮選。硫化鈉對方鉛礦的可浮性很敏感，適當添加硫化鈉有利于鉛礦物的上浮，過量硫離子的存在可抑制方鉛礦的浮選[24]，硫化鈉可以沉淀礦漿中解離出的銅離子，減弱其對鋅礦物的活化作用。通過不同調整劑種類組合實驗（圖5），發(fā)現(xiàn)適量石灰+硫化鈉硫酸鋅可有效抑制鋅、硫上浮，提高鉛精礦品位。

圖5 鉛粗精礦抑制劑組合實驗Fig.5 Test of depressant combination for lead coarse concentrate

通過調整硫化鈉及硫酸鋅用量（表3）可以發(fā)現(xiàn)，當硫化鈉用量在150 ~ 300 g/t范圍時鋅礦物的上浮量較少，隨著硫化鈉用量的增加，粗精礦中鉛品位、回收率變化不顯著，硫化鈉用量在200 g/t左右較為合適；硫酸鋅以1200 g/t用量比較合適，再增大其用量，鉛粗精礦中鋅含量亦無明顯降低。

表3 硫化鈉及硫酸鋅用量實驗Table 3 Aodium sulfide and zinc sulfate dosage test

2.2.4 時間實驗

確定較佳浮選藥劑種類及用量等條件后，進行浮選時間的實驗。由實驗可知（圖6），經過前3 min浮選，鉛金屬大部分被回收（表5），回收率達81.06%，鋅回收率為15.49%。時間經過4.5 min以后，鉛粗精礦中的鉛鋅回收率分別達到89.72%、20.10%。

圖6 浮選時間實驗Fig.6 Flotation time test

2.2 鋅浮選實驗

硫酸銅是鋅礦物最常最有效的的活化劑[19,25-26]，石灰是（磁）黃鐵礦最經典的抑制劑，主要用來調整礦漿的pH值[10]，石灰來源廣，價格便宜。對鉛的浮選尾礦以石灰作為（磁）黃鐵礦的抑制劑及pH值調整劑，硫酸銅為活化劑,丁黃藥為捕收劑浮選回收鋅。

表4 鉛粗選浮選時間實驗結果/%Table 4 Test results of flotation time of lead coarse concentrate

由實驗結果（表5）可知：硫酸銅用量大于150 g/t時，鋅粗精礦中鋅的回收率達95%以上；丁黃藥用量在30 g/t時，鋅回收率及經濟效益較大。

表5 鋅粗選調整劑用量實驗Table 5 Test for the dosage of zinc roughing regulator

2.3 硫浮選實驗

圖7 硫粗選實驗結果Fig.7 Test results of sulfur coarse separation

2.4 閉路全流程實驗

在條件實驗的基礎上，進行了實驗室全流程閉路實驗（圖8）。由于進行閉路實驗時中礦返回對鋅的浮選影響較大，導致閃鋅礦難以浮盡，鋅的粗選在閉路實驗中有較多量的硫酸銅，丁黃藥在鋅精選過程中也適當進行了補加。

圖8 優(yōu)先浮選工藝流程Fig.8 Technological process of preferential flotation

全流程閉路實驗結果表明（表6），礦石采用該浮選工藝流程進行閉路實驗可獲得鉛精礦鉛品位為60.52%（回收率90.09%），浮選鋅精礦通過磁選后可獲得鋅品位為46.25%（回收率80.58%）的鋅精礦（即磁選尾礦），浮選鋅尾礦回收硫可獲得含硫品位為39.72%（回收率47.49%）的硫精礦。

表6 全流程閉路實驗精礦產品Table 6 Concentrate products of the whole process closed-circuit test

從圖9可以看出：鉛鋅硫精礦均達到較高回收率，尾礦中鉛鋅銀含量均較低，采用鉛中礦順序返回-鋅全浮選-鋅精礦磁選工藝可獲得較好的鉛、鋅、硫等精礦指標，實驗較好解決了鉛鋅分離的問題。

圖9 鉛中礦順序返回作業(yè)產品回收率Fig.9 product recovery rate of sequential return operation in lead middlings

3 結 語

（1）礦石中鉛、鋅的品位分別為2.72%和2.58%，硫5.45%，銀95.78×10-6，閃鋅礦中普遍包含磁黃鐵礦的離溶物，閃鋅礦方鉛礦之間的接觸嵌生關系復雜，嵌布粒度多在適宜于浮選的0.04 mm。

（2）以乙硫氮+丁銨黑藥為捕收劑，適量石灰+硫化鈉硫酸鋅為調整劑，磨礦細度-74 μm在80%左右，浮選時間達4.5 min，可獲得較為滿意的鉛產品作業(yè)回收率；石灰作為抑制劑，硫酸銅為活化劑,丁黃藥為捕收劑對鉛尾礦進行磁浮選，取得比較滿意的鋅金屬回收率；硫產品以鋅精尾礦浮選，采用硫酸為活化劑，丁黃藥為捕收劑，獲得較好效果。

（3）礦樣為復雜難選類型，根據原礦礦石性質特性，實驗采用優(yōu)先浮選工藝流程對原礦中鉛、鋅、銀和硫進行回收，獲得了較好的鉛、鋅、硫精礦產品指標：鉛精礦Pb回收率90.09%，鋅精礦Zn回收率80.58%，Ag回收率5.34%；硫精礦S回收率47.49%。