肖駿 ， 陳代雄 ， 楊建文 ， 祁忠旭 ， 董艷紅 ， 曾惠明

（1.湖南有色金屬研究院復(fù)雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長沙410100；2.中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，長沙410083）

0 引 言

通過循環(huán)伏安法測試[1]及熱力學(xué)分析[2]可知經(jīng)銅離子活化后的閃鋅礦表面會(huì)產(chǎn)生類似于銅蘭、輝銅礦（Cu2S）的活化產(chǎn)物，該活化產(chǎn)物的可浮性與銅蘭相近而難以被抑制，同時(shí)分子力學(xué)法[3]研究表明Cu2+可在閃鋅礦表面發(fā)生牢固的化學(xué)吸附，致使黃藥類的捕收劑在閃鋅礦表面吸附結(jié)合能急劇增大，這些都對鉛鋅混合精礦的分離產(chǎn)生較大的障礙.國內(nèi)外鉛鋅混合精礦的分離研究工作分為分離工藝及藥劑的研究2個(gè)方面，在分離工藝方面，張世豪[4]在處理金沙鉛鋅礦混合精礦時(shí)，采用浮鋅抑鉛的工藝實(shí)現(xiàn)了混合精礦的再分選.但由于浮鋅抑鉛過程中需加入有毒性的重鉻酸鉀，所以現(xiàn)階段的研究重點(diǎn)為分離藥劑的研究，如使用亞硫酸鈉+硫酸鋅[5]的組合抑制劑中的HSO3-組分，可在活化后的閃鋅礦表面對黃原酸鋅起到一定的解吸作用，該作用與當(dāng)使用硫化鈉+硫酸鋅組合中HS-[6]所起的作用相近，此外，采用硫化鈉+硫酸鋅或硫化鈉+亞硫酸鈉+硫酸鋅組合[7]還可以調(diào)節(jié)礦漿電位，實(shí)現(xiàn)對活化后的閃鋅礦的抑制[8].單一抑制劑的研究較少，如Pulido[9]使用接觸角測定的方式，驗(yàn)證對比了亞硫酸鹽和偏亞硫酸鹽在有黃藥的條件下對銅離子活化后的閃鋅礦抑制效果，研究表明使用偏亞硫酸鹽時(shí)抑制效果更優(yōu)，其機(jī)理為溶解氧與硫酸氫根的協(xié)同作用[10].國內(nèi)有部分選廠如廣西華錫集團(tuán)大廠選廠在處理鉛銻鋅錫石多金屬礦時(shí)，使用氰化鈉用于分離硫化礦混浮所得的鉛鋅混合精礦，可有效抑制經(jīng)銅離子活化后的鐵閃鋅礦，但氰化鈉具有劇毒性，其將來勢必被無毒環(huán)保的新型抑制劑所取代.

廣東韶關(guān)凡口鉛鋅礦是我國特大型硫化鉛鋅礦，其選礦工藝的變革歷經(jīng)40余年，一直沿循著“單一精礦——混合精礦——單一精礦產(chǎn)品”的過渡，其過程一方面取決于選礦技術(shù)及理論水平的進(jìn)步，另一方面嚴(yán)重受制于市場經(jīng)濟(jì)形勢的變化[11]，尤其是自2013年以來，隨著國際上鉛鋅金屬價(jià)格的大幅下降，原有的新四產(chǎn)品工藝生產(chǎn)出的鉛鋅混合精礦因受限于過高的冶煉成本及混合精礦冶煉過程中無法消除重金屬鉈的污染，已不能滿足現(xiàn)有的市場和環(huán)境要求，這就要求其一方面將原有的生產(chǎn)鉛鋅混合精礦工藝再次改造為單一精礦生產(chǎn)工藝，同時(shí)對已有的大量的已生產(chǎn)出鉛鋅混合精礦產(chǎn)品進(jìn)行分離試驗(yàn)研究，為選廠進(jìn)行下一步新增分離工段的技術(shù)可行性提供依據(jù).

1 原樣性質(zhì)

圖1 凡口鉛鋅礦現(xiàn)場生產(chǎn)原則流程

1.1 原樣的化學(xué)組成及礦物組成

原礦樣多元素分析如表1所示.

表1 原礦樣多元素分析結(jié)果/%

主要礦物組成及相對含量如表2所示.

表2 原礦樣主要礦物組成/%

由表1、表2可看出，該原樣中主要礦物為方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦，且硫化礦物基本未被氧化，脈石礦物為少量的云母、石英、長石、方解石等.

2 試驗(yàn)研究及結(jié)果討論

2.1 選礦原則流程的確定

根據(jù)原礦性質(zhì)研究可知，礦樣中基本由方鉛礦、閃鋅礦及黃鐵礦3種礦物組成.研究的重點(diǎn)在于如何將這3種有用礦物有效分離為獨(dú)立的單一組成的產(chǎn)品.因現(xiàn)場生產(chǎn)混合精礦原工藝中加入了大量的石灰調(diào)節(jié)礦漿pH及礦漿電位使得混合精礦中的黃鐵礦的可浮性受到抑制，但易被硫酸活化.同時(shí)混合精礦中閃鋅礦因銅離子的活化而具有較高的可浮性而極難受到抑制.本研究采取鉛硫混浮然后鉛硫分離，鉛硫混浮尾礦即為鋅精選的原則工藝流程.

2.2 磨礦試驗(yàn)

磨礦方式對比試驗(yàn)研究.由文獻(xiàn)[12]可知，凡口鉛鋅混合精礦主要為較難浮選的方鉛礦、閃鋅礦以及大量的微細(xì)粒的鉛鋅礦物連生體（粒徑小于20μm），該部分連生體因體積小、比表面大的原因，使用傳統(tǒng)球磨很難將其解離.研究使用超細(xì)攪拌磨進(jìn)行處理該部分含連生體的鉛鋅礦物.立式攪拌磨是采用水平攪動(dòng)研磨剝蝕的原理，使入磨物料由外至內(nèi)解離，該過程對比傳統(tǒng)球磨是結(jié)合了磨礦介質(zhì)間的碰撞和剝離雙重作用從而達(dá)到使礦物單體解離的目的[13]，同時(shí)立式攪拌磨在磨削過程中兼具了擦洗活化后的閃鋅礦表面的作用，脫除表面吸附的藥劑使閃鋅礦的可浮性下降.該作用及影響已被蒙自礦業(yè)白牛選礦廠現(xiàn)場生產(chǎn)所證實(shí)[14].磨礦方式對比試驗(yàn)流程如圖2所示.所得結(jié)果如表3所示.

表3 磨礦方式對比試驗(yàn)結(jié)果/%

由表3可看出，在相同的再磨細(xì)度和藥劑制度條件下，使用立式攪拌磨處理鉛鋅混合精礦獲得的鉛硫粗精礦中Zn的互含明顯低于使用傳統(tǒng)球磨時(shí)的Zn互含，表明立磨機(jī)的水平磨削擦洗作用可明顯降低經(jīng)銅離子活化后的閃鋅礦的可浮性，有利于閃鋅礦的抑制.

2.3 浮選試驗(yàn)

2.3.1 閃鋅礦抑制劑種類條件試驗(yàn)

本研究中的重點(diǎn)為經(jīng)銅離子活化后閃鋅礦的抑制，抑制劑的選擇決定了分離的成功和效果.由文獻(xiàn)[5]可知，在中性介質(zhì)中的大量的ZnSO4存在使銅活化的閃鋅礦及鐵閃鋅礦的浮游率有所下降，但Zn2+與溶液中的黃原酸根離子結(jié)合成Zn（BX）2或Zn2+-BuX-的絡(luò)合物，不足于解吸原有的Cu2+-（BX）2絡(luò)合物，對浮選無影響.所以在抑制劑的選擇上，一般選擇大量的硫酸鋅+其它抑制劑的組合抑制劑.本研究中對比了亞硫酸鈉+硫酸鋅、二甲基二硫代氨基甲酸鈉（EDL）+亞硫酸氫鈉+硫酸鋅、硫化鈉+硫酸鋅3組抑制劑對混合精礦中的閃鋅礦浮選的影響.試驗(yàn)流程如圖3所示.試驗(yàn)結(jié)果如表4所示.

綜上所述，為了提高國土資源所檔案管理工作的水平，使其能更好地適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，更好地服務(wù)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)，建議國土資源所檔案管理從以下幾個(gè)方面加以改進(jìn)。

由表4可以看出，當(dāng)使用二甲基二硫代氨基甲酸鈉+亞硫酸氫鈉+硫酸鋅組合抑制劑時(shí)，鉛硫粗精礦中鋅含量及回收率最低，表明該組合抑制劑對銅離子活化后的閃鋅礦抑制效果最好.文獻(xiàn)[15]表明，二甲基二硫代氨基甲酸鋅的溶度積遠(yuǎn)小于黃原酸鋅的溶度積，可取代閃鋅礦表面吸附態(tài)的黃藥，其疏水性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足于使單體閃鋅礦與礦漿中的泡沫附著，同時(shí)方鉛礦與該藥劑形成的金屬鹽溶度積與黃原酸鉛的溶度 積相近，所以不易取代黃原酸根，從而實(shí)現(xiàn)鉛鋅分離.

圖3 抑制劑種類條件試驗(yàn)流程

表4 抑制劑種類條件試驗(yàn)結(jié)果/%

2.3.2 二甲基二硫代氨基甲酸鈉（EDL）用量條件試驗(yàn)

圖4 抑制劑EDL用量條件試驗(yàn)流程

閃鋅礦抑制劑二甲基二硫代氨基甲酸鈉（EDL）用量條件試驗(yàn)流程如圖4所示.所得結(jié)果如圖5所示（掃選EDL用量較粗選減半）.由圖5可看出，對比不加EDL時(shí)，僅加入100 g/t亞硫酸氫鈉和3 000 g/t硫酸鋅時(shí)，鉛硫精礦中的鋅互含達(dá)到了14.05%，與表4中加入150 g/t亞硫酸鈉及3 000 g/t硫酸鋅時(shí)結(jié)果接近.隨著EDL用量的增大，鉛硫精礦中鋅互含降低，表明其對銅離子活化后的閃鋅礦有明顯的抑制作用.但隨著EDL用量的增大，鉛硫粗精礦中鉛品位明顯上升，鉛回收率略有降低，這是因?yàn)槎谆虼被姿徕c在超出一定用量時(shí)可對黃鐵礦有抑制效果，所以致使鉛硫精礦產(chǎn)率下降.綜合考慮鉛鋅分離效率及已確定好的原則流程，EDL最適合用量為15 g/t.

2.3.3 鉛硫分離CaO用量條件試驗(yàn)

鉛硫分離所給礦為原礦兩段粗選所得的鉛硫混合粗精礦經(jīng)2次精選后所得的鉛硫混合精礦，該混合精礦中含Pb 32.96%、Zn 4.01%、含S 27.12%.在分離過程中使用石灰作為黃鐵礦的抑制劑，采用“重壓輕拉”的分離方式，使用對方鉛礦有特效選擇性的捕收劑乙硫氮作為分離捕收劑，固定乙硫氮用量為100 g/t，以石灰用量為變量.分離流程如圖6所示.分離結(jié)果如圖 7（a）及圖 7（b）所示.

圖6 鉛硫分離石灰用量條件試驗(yàn)流程

圖7 鉛硫分離石灰用量條件結(jié)果

由圖 7（a）及圖 7（b）可看出，在石灰用量達(dá)到3 kg時(shí)，再增大石灰用量時(shí)，硫精礦中鉛作業(yè)回收率超過了10%，所以鉛硫分離作業(yè)最適石灰用量為3 kg.

2.3.4 全流程閉路試驗(yàn)

全流程閉路試驗(yàn)是在已有浮選條件試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，本研究采用鉛硫混浮然后鉛硫分離，鉛硫混浮尾礦即為鋅精選的原則工藝流程，鉛硫混浮為兩粗兩掃兩精作業(yè)，作業(yè)尾礦即為鋅精礦，作業(yè)精礦為鉛硫混合精礦，再進(jìn)行鉛硫分離作業(yè)，鉛硫分離為一粗一精一掃流程.全流程閉路試驗(yàn)流程及藥劑制度如圖8所示，所得結(jié)果如表5所示.

由表5可看出，在使用圖7所示流程和藥劑制度下，全流程閉路可獲得含Pb 54.62%、Zn 4.66%，鉛回收率達(dá)到了82.35%的鉛精礦，含Zn 59.51%、Pb 1.71%，鋅回收率達(dá)到90.35%的鋅精礦，含S 48.51%的硫精礦3個(gè)產(chǎn)品，分離指標(biāo)較好，尤其是鉛、鋅精礦互含明顯低于一級(jí)精礦產(chǎn)品的要求，為選廠進(jìn)行下一步新增混合精礦分離工段提供了依據(jù).

表5 全流程閉路試驗(yàn)結(jié)果/%

圖8 全流程閉路試驗(yàn)流程圖

3 結(jié) 論

1）廣東凡口鉛鋅礦所產(chǎn)出的鉛鋅硫混合精礦中的閃鋅礦經(jīng)銅離子活化后，極難被抑制，由原礦性質(zhì)可知，該混合精礦主要礦物為方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦，如要獲得高品位、低互含的鉛、鋅精礦，需考慮新型環(huán)保的組合抑制劑實(shí)現(xiàn)鉛、鋅、硫的高效分離.

2）使用立式攪拌磨處理鉛鋅硫混合精礦，一方面可提高鉛-鋅、鉛-硫連生礦物的解離度，同時(shí)可對閃鋅礦表面起到一定的擦洗作用，并脫除吸附在閃鋅礦表面的藥劑及活化產(chǎn)物，可降低閃鋅礦的可浮性.

3）閃鋅礦抑制劑種類對比試驗(yàn)及用量條件結(jié)果表明，采用二甲基二硫代氨基甲酸鈉（EDL）+亞硫酸氫鈉+硫酸鋅組合，對銅離子活化后的閃鋅礦有明顯的抑制作用，可推廣使用.

4）在采取鉛硫混浮然后鉛硫分離，鉛硫混浮尾礦即為鋅精選的原則工藝流程的基礎(chǔ)上，使用新藥劑及新工藝分離凡口鉛鋅硫混合精礦，可獲得如下指標(biāo)：

鉛精礦含Pb 54.62%、Zn 4.66%，鉛回收率為82.35%；

鋅精礦含Zn 59.51%、Pb 1.71%，鋅回收率為90.35%；

硫精礦含 Pb 2.05%、Zn 6.51%、S 48.51%，S回收率為49.25%.

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