葉 超，嚴(yán)偉平

（1.鷹潭市九一二地質(zhì)大隊(duì)，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(jià)元素，如金、銀等金屬元素，綜合回收價(jià)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(jià)元素，實(shí)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(shí)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(yàn)以及選鋅試驗(yàn)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(yàn)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(jià)元素物相分析

對原礦中的有價(jià)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(jià)值，伴生的銀元素也具有綜合回收利用價(jià)值。

2 選礦試驗(yàn)

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(yàn)

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(yàn)。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(yàn)，試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖1 試驗(yàn)原則流程圖

表3 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)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(shí)，銀的回收率有顯著的提升，同時(shí)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(yàn)研究

2.2.1 乙硫氮與丁銨黑藥配比及用量條件試驗(yàn)

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(yàn)，試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 乙硫氮與丁銨黑藥用量及配比試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，當(dāng)乙硫氮和丁銨黑藥為1∶1時(shí)，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(shí)，鉛、銀的回收率均降低，當(dāng)增加乙硫氮和丁銨黑藥用量時(shí)，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(yàn)

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(shí)，進(jìn)行鋅抑制劑硫酸鋅和亞硫酸鈉用量及配比探索試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)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(shí)，對閃鋅礦的抑制效果相近，綜合考慮藥劑價(jià)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(yàn)結(jié)果

2.2.3 石灰用量條件試驗(yàn)

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(shí)，進(jìn)行石灰的用量探索試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 石灰用量條件試驗(yàn)結(jié)果

由表6石灰用量條件試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著石灰用量由0 g／t增加至2 000 g／t時(shí)，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(shí)，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(shí)的礦漿pH值約為10.5。

2.3 選鋅試驗(yàn)研究

2.3.1 石灰用量條件試驗(yàn)

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(yàn)。試驗(yàn)流程如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖2 選鋅試驗(yàn)流程圖

圖3 鋅粗選石灰用量條件試驗(yàn)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(shí)，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(shí)礦漿pH＞12。

2.3.2 硫酸銅用量條件試驗(yàn)

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(yàn)。試驗(yàn)流程如圖2所示，試驗(yàn)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(shí)，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(yàn)結(jié)果

2.3.3 丁黃藥用量條件試驗(yàn)

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(yàn)。試驗(yàn)流程如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5 鋅粗選丁黃藥用量條件試驗(yàn)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(shí)，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(yàn)

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

由圖7試驗(yàn)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(shí)，再提高磨礦細(xì)度，鋅精礦的品位略微降低，同時(shí)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(yàn)流程

圖7 鋅粗精礦再磨細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果

2.4 閉路試驗(yàn)

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

圖8 閉路試驗(yàn)流程圖

表7 閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

由表7閉路流程結(jié)果可知，浮選閉路試驗(yàn)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(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)礦石有效分離。選鉛選別需控制pH介于10.5左右，可實(shí)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(shí)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(yàn)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(shí)現(xiàn)了礦石中鉛、鋅、硫元素及其伴生銀元素的回收利用。