鄧春虎呂宏芝黃虎輝趙忠花羅 旋萬利利

（1.長沙礦山研究院有限責任公司2.江西金碳科技有限公司）

我國鉛鋅礦儲量豐富，分布廣泛，但礦石類型復雜，貧礦多，富礦少［1］。湖南花垣縣鉛鋅礦探明儲量居湖南省第二、全國第三，有“有色金屬之鄉(xiāng)”之稱。該地區(qū)某大型鉛鋅礦資源儲量豐富，設(shè)計利用礦石量超過8 000萬t，但原礦品位較低，Zn品位為1.40%，伴生Pb品位為0.20%，擬新建1座1萬t/d的選礦廠。

1 礦石性質(zhì)

礦石的自然類型主要為硫化鉛鋅礦石，工業(yè)類型為原生硫化鉛鋅礦石。

1.1 礦石成分分析

礦石主要化學成分分析結(jié)果見表1，主要礦物組成見表2。

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

從表1 可以看出，礦石中主要有價元素是Pb、Zn，品位分別為0.20%和1.40%，伴生元素Ag、Cd 達到綜合利用指標，其他金屬元素含量較低，無回收價值。

從表2 可以看出，礦石中金屬礦物主要有閃鋅礦、黃鐵礦、方鉛礦等，脈石礦物主要有方解石，白云石、重晶石、石英、絹云母等少量。

1.2 主要鉛鋅礦物的嵌布特征

礦石中的鋅主要為硫化鋅，分布率為93.06%，氧化鋅分布率為6.01%；礦石中的鉛主要為硫化鉛，分布率為88.24%。

（1）閃鋅礦。閃鋅礦一般粒度較粗大，多在100 μm 以上，甚至可達5 mm 以上；閃鋅礦常交代和包裹一些相對較粗的黃鐵礦（20～500 μm 不等，常在50 μm以上），有時還可見一些方鉛礦；閃鋅礦外側(cè)為細晶或微晶方解石（單晶粒徑一般小于50 μm，多在30 μm以下）基底；閃鋅礦和細晶方解石之間常見黃鐵礦微粒（一般小于30 μm，多在20 μm 以下）密集分布，構(gòu)成一個“圈”，圈內(nèi)礦物以黃鐵礦為主，與基底方解石和微細粒閃鋅礦等結(jié)合緊密，有時還可見一些螢石；閃鋅礦內(nèi)側(cè)常見粗粒方解石，單晶粒徑一般≥200 μm，甚至可達數(shù)毫米，有時可見一些螢石。見圖1、圖2。

（2）方鉛礦。方鉛礦主要呈他形晶粒狀，在礦石中常見與閃鋅礦、黃鐵礦等一起呈斑點狀聚集，偶見呈脈狀嵌布；部分礦石具角礫狀構(gòu)造，可見方鉛礦與閃鋅礦、黃鐵礦等一起充填角礫間的空隙；常見方鉛礦嵌布于閃鋅礦和黃鐵礦粒間，偶見方鉛礦交代黃鐵礦，方鉛礦自身可見被閃鋅礦交代。見圖3、圖4。

2 選礦試驗結(jié)論

根據(jù)礦石性質(zhì)，長沙礦山研究院有限責任公司選礦所分別開展了試驗室小型試驗和擴大連續(xù)試驗。試驗室小型試驗確定的流程：磨礦細度-0.074 mm 占70%，采用先鉛后鋅優(yōu)先浮選工藝，鉛浮選流程結(jié)構(gòu)為1 粗4 精1 掃，鋅浮選流程結(jié)構(gòu)為1粗3 精2 掃，試驗取得了良好指標。按照試驗室小型試驗確定的工藝流程及參數(shù)，進行了擴大連選試驗，當原礦鉛品位為0.22%、鋅品位為1.42%情況下，獲得了鉛品位為55.42%、含鋅2.26%、鉛回收率為86.91% 的鉛精礦，以及鋅品位為51.99%、含鉛0.33%、鋅回收率為91.99%的鋅精礦，選礦指標良好。

從原礦中銀和鎘的走向來看，只有少量的銀富集于鉛精礦中，大部分被脈石礦物包裹而進入了尾礦；大部分鎘富集于鋅精礦中，在冶煉環(huán)節(jié)可考慮綜合回收。

3 選礦工藝流程設(shè)計

設(shè)計的選礦原則流程：兩段一閉路破碎，產(chǎn)品粒度為-20 mm；一段閉路磨礦，產(chǎn)品粒度為-0.074 mm占70%；先鉛后鋅優(yōu)先浮選工藝，鉛浮選流程結(jié)構(gòu)為1粗4精2掃，鋅浮選流程結(jié)構(gòu)為1粗3精2掃。

前瞻性研究。采用SPSS 17.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布用± s 表示。各指標組間比較采用兩樣本t檢驗，組內(nèi)各時間點比較采用重復測量方差分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

設(shè)計產(chǎn)品方案為鉛精礦、鋅精礦，其中鉛精礦為Ⅳ級品，鋅精礦為Ⅱ級品，Ag 和Cd 得到了綜合回收。選礦廠設(shè)計指標見表3。

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3.1 破碎流程

基于磨浮系統(tǒng)按2 個系列進行設(shè)計。根據(jù)國內(nèi)外礦山現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗，單系列5 000 t/d的處理規(guī)模偏小，不推薦采用粗碎+半自磨+球磨工藝［2］。因此，本次設(shè)計選擇破碎+磨礦工藝流程。運至選礦廠的原礦（-500 mm）屬于石灰?guī)r質(zhì)礦石，硬度低，易碎磨，設(shè)計磨礦細度為-0.074 mm 占70%?；谝陨蠗l件，對兩段錘破+一段閉路磨礦和三段一閉路破碎+一段閉路磨礦2種碎磨工藝方案進行了比較，發(fā)現(xiàn)兩段錘破工藝只能將礦石破碎至-20 mm，而三段一閉路破碎工藝可將礦石破碎至-10 mm，前者雖然后續(xù)磨礦成本較高，但可充分利用礦石易碎的特性，破碎系統(tǒng)配置簡單、占地面積小，可較大地節(jié)約建設(shè)投資，生產(chǎn)運行成本低，易于管理。因此，最終碎礦采用兩段錘破工藝。

3.2 磨浮流程

原礦浮選系統(tǒng)處理能力為1 萬t/d，分為2 個系列，單系列處理能力為5 000 t/d，入磨粒度為-20 mm，產(chǎn)品細度為-0.074 mm 占70%，采用一段磨礦+旋流器分級的閉路磨礦工藝流程。

先鉛后鋅優(yōu)先浮選工藝的鉛浮選流程結(jié)構(gòu)為1粗4精2掃，鋅浮選流程結(jié)構(gòu)為1粗3精2掃。

3.3 精礦處理流程

鉛、鋅精礦采用濃縮+過濾的兩段脫水工藝［3］?；谔沾蛇^濾機過濾真空度高，濾餅干燥性好，因此，精礦過濾采用陶瓷過濾機［4］。按照30 d存儲能力設(shè)計鉛、鋅精礦倉，采用抓斗起重機進行精礦的裝運。

4 主要設(shè)備的選擇

4.1 破碎篩分設(shè)備

錘式破碎機具有破碎比高、生產(chǎn)能力大、體型緊湊、過粉碎少等優(yōu)點，廣泛用于石灰石、煤礦、石膏、燒結(jié)磚等行業(yè)。該礦山原礦硬度低，易碎易磨，根據(jù)周邊類似礦山的生產(chǎn)實踐，符合錘式破碎機的適用要求。粗、細碎都選用PCS1822 型單段錘式破碎機，型號相同，生產(chǎn)管理更便捷，其中粗碎2 臺、細碎1臺。

與細碎錘式破碎機組成閉路的篩分設(shè)備選用2臺YKR3660 型圓振動篩，篩孔尺寸為24 mm×30 mm。

4.2 磨礦分級設(shè)備

根據(jù)磨礦介質(zhì)的不同，磨機一般分為4 種類型：棒磨機、球磨機、自磨機和礫磨機［5］，本項目選用球磨機作為磨礦設(shè)備。

磨礦設(shè)備的計算有容積法和功耗法2種，我國多采用容積法進行計算，即按照磨機中新生成計算級別計的單位容積生產(chǎn)能力計算法。以棲霞山鉛鋅礦石為對照礦樣，進行相對可磨度試驗，測出相對可磨度K=1.042，棲霞山鉛鋅礦現(xiàn)場1 350 t/d處理能力，采用了1 臺MQG3236 型球磨機，容積為26.30 m3，給礦粒度為-6 mm，磨礦產(chǎn)品細度為-0.074 mm 占70%，磨機按新生成計算級別（-0.074 mm 粒級）計的單位生產(chǎn)能力q0為1.20 t/（m3h）。對q0進行修正得本項目設(shè)計磨礦機按新生成計算級別（-0.074 mm 粒級）計的單位生產(chǎn)能力q為1.55 t/（m3h）。因此，每系列配1 臺MQY4561型球磨機，采用10 kV高壓供電。

常用分級設(shè)備有螺旋分級機、水力旋流器、細篩等［6］，因水力旋流器具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備價格低、處理量大、占地面積小、投資費用省等優(yōu)點，設(shè)計選用水力旋流器作為分級設(shè)備［7］，每臺磨機配1 組φ500 mm×8旋流器組構(gòu)成一段閉路磨礦。

4.3 浮選設(shè)備

浮選設(shè)備全部選用浮選機，浮選機型號的選擇和計算以浮選濃度為基礎(chǔ)，不同性質(zhì)的礦石，適宜的

浮選濃度不同，合理的浮選濃度是獲得良好指標的重 要條件之一［7］。浮選設(shè)備的選擇和計算結(jié)果見表4。

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5 尾礦處置工藝設(shè)計

尾礦CaO含量約為52.37%，MgO含量約為0.4%，適用于生產(chǎn)水泥。因此，采用尾礦庫堆存+建材原料外銷+井下充填多種方式相結(jié)合方案進行尾礦處置，充分進行尾礦綜合利用，盡量減少尾礦庫地表堆存。作為建材原料外銷的尾礦需要在選礦廠進行脫水，采用旋流器分級，底流經(jīng)脫水篩脫水，溢流經(jīng)板框壓濾機過濾脫水。

尾砂處置比例為建材綜合利用30%、井下充填53%、尾礦庫堆存17%，具體見表5。

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6 結(jié) 論

（1）湖南花垣某鉛鋅礦Pb、Zn 品位分別為0.20%和1.40%，有價金屬礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦，硫化鋅分布率為93.06%，硫化鉛分布率為88.24%；閃鋅礦粒度多在100 μm 以上，常交代和包裹一些相對較粗的黃鐵礦，閃鋅礦外側(cè)為細晶或微晶方解石基底，閃鋅礦和細晶方解石之間常見黃鐵礦微粒密集分布，構(gòu)成一個“圈”，圈內(nèi)礦物以黃鐵礦為主，與基底方解石和微細粒閃鋅礦等結(jié)合緊密，有時還可見一些螢石，閃鋅礦的內(nèi)側(cè)常見粗粒方解石，單晶粒徑一般在200 μm 以上，甚至可達數(shù)毫米；方鉛礦主要呈他形晶粒狀，在礦石中常見與閃鋅礦、黃鐵礦等一起呈斑點狀聚集，偶見呈脈狀嵌布，部分礦石具角礫狀構(gòu)造，可見方鉛礦與閃鋅礦、黃鐵礦等一起充填角礫間的空隙，常見方鉛礦嵌布于閃鋅礦和黃鐵礦粒間，偶見方鉛礦交代黃鐵礦，方鉛礦自身亦可見被閃鋅礦交代。

（2）試驗室試驗確定的流程為：磨礦細度-0.074 mm 占70%，采用先鉛后鋅優(yōu)先浮選工藝，鉛浮選流程結(jié)構(gòu)為1 粗4 精1 掃，鋅浮選流程結(jié)構(gòu)為1 粗3 精2掃，當原礦鉛品位為0.22%、鋅品位為1.42%情況下，獲得了鉛品位為55.42%、含鋅2.26%、鉛回收率為86.91% 的鉛精礦，以及鋅品位為51.99%、含鉛0.33%、鋅回收率為91.99%的鋅精礦，只有少量的銀富集于鉛精礦中，大部分鎘富集于鋅精礦中。

（3）設(shè)計的選礦原則流程：碎礦采用兩段錘破工藝，給礦粒度-500 mm，產(chǎn)品粒度-20 mm；磨浮系統(tǒng)分為2 個系列，入磨粒度為-20 mm，產(chǎn)品細度為-0.074 mm 占70%，采用一段磨礦+旋流器分級的閉路磨礦工藝；先鉛后鋅優(yōu)先浮選工藝的鉛浮選流程結(jié)構(gòu)為1粗4 精2 掃，鋅浮選流程結(jié)構(gòu)為1 粗3 精2 掃，設(shè)計的鉛精礦鉛品位為50.00%、回收率為85.00%，鋅精礦鋅品位為50.00%、回收率為91.00%；鉛、鋅精礦采用濃縮+過濾的兩段脫水工藝，過濾采用陶瓷過濾機；按照30 d 存儲能力設(shè)計鉛、鋅精礦倉，采用抓斗起重機進行精礦的裝運。

（4）粗、細碎均選用PCS1822型單段錘式破碎機，其中粗碎2 臺、細碎1 臺；與細碎錘式破碎機組成閉路的篩分設(shè)備選用2 臺YKR3660 型圓振動篩，篩孔尺寸為24 mm×30 mm；每系列配1 臺MQY4561 型球磨機，1 組φ500 mm×8 旋流器組構(gòu)成一段閉路磨礦；鉛粗選和掃選分別用4、3 臺24 m3浮選機，精選1 用2臺8 m3浮選機，精選2、精選3、精選4 各用2、1、1 臺2 m3浮選機；鋅粗選、掃選1、掃選2 分別用4、3、3 臺24 m3浮選機，精選1、精選2、精選3 分別用3、2、1臺8 m3浮選機。

（5）本著盡量減少尾礦庫地表堆存的原則，采用尾礦庫堆存+建材原料外銷+井下充填相結(jié)合的方案處置尾礦，作為建材原料外銷的尾礦采用旋流器分級+底流脫水篩脫水+溢流板框壓濾機過濾的方式脫水，建材綜合利用30%、井下充填53%、尾礦庫堆存17%。