廖詩(shī)進(jìn)，何玉良，岳國(guó)利，付少英

（1.河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南 鄭州 450001;2.河南省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南 鄭州 450001）

鉛、鋅是與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系密切的全球性的戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源，在全球工業(yè)化進(jìn)程中占有重要的地位[1]，它們廣泛應(yīng)用于電氣、機(jī)械、軍事、冶金、化學(xué)、輕工和醫(yī)藥等領(lǐng)域[2-3]。我國(guó)的鉛鋅礦資源豐富，探明資源儲(chǔ)量大，綜合利用價(jià)值大，但貧礦多，富礦少。鉛鋅礦床物質(zhì)成分復(fù)雜，共伴生組分多，礦物種類復(fù)雜[4-9]，通常情況下其脈石礦物和有用礦物共生簡(jiǎn)單，但有用礦物之間的嵌布關(guān)系極復(fù)雜，其嵌布或浸染粒度很不均勻，由于大部分呈細(xì)粒浸染并伴生著多種有價(jià)成分，導(dǎo)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(guò)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(jìn)入鉛精礦影響鉛精礦品質(zhì)降低鋅精礦回收率[10-12]。為了實(shí)現(xiàn)鉛鋅礦物有效分離、獲得優(yōu)異浮選指標(biāo)，必須優(yōu)化浮選工藝和改進(jìn)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(diǎn)，根據(jù)礦石性質(zhì)特征，通過(guò)條件實(shí)驗(yàn)采用優(yōu)先浮選方案對(duì)原礦中鉛、鋅、銀和硫進(jìn)行回收。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，鉛粗精礦的鉛回收率達(dá)到89.72%，鋅回收率為20.10%；通過(guò)精選鉛精礦鉛品位可達(dá)60.52%，回收率達(dá)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(xué)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(jìn)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(guò)對(duì)原礦、選礦產(chǎn)品、選礦尾礦的鏡下檢測(cè)（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(lán)、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(duì)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(shí)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(guān)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(chǎn)出與磁黃鐵礦關(guān)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(duì)較粗，但不均勻，含量2%~ 10%，局部可達(dá)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(jiàn)獨(dú)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(jiàn)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(zhì)，礦物間的嵌布關(guān)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(jù)礦石的物質(zhì)組成、粒度、嵌布特征等，選擇合理的冶煉工藝會(huì)使產(chǎn)品的品位和回收率更加理想[17]。對(duì)于多金屬硫化礦的浮選分離，國(guó)內(nèi)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(xì)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(jù)原礦的礦石性質(zhì)特征，實(shí)驗(yàn)采用優(yōu)先浮選方案。

2.1 鉛浮選實(shí)驗(yàn)

2.1.1 磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)

礦石磨碎至基本單體解離[20-22]，鉛、鋅有用礦物在浮選過(guò)程中才能有效分離富集回收，磨礦細(xì)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(duì)浮選回收率有較大影響[23]。本次試樣可磨度測(cè)定實(shí)驗(yàn)在型號(hào)為XMQ-240 mm×90 mm的錐形球磨機(jī)中進(jìn)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(diào)整劑及捕收劑用量，進(jìn)行粗選磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：磨礦細(xì)度越細(xì)，鉛粗精礦中鉛回收率越高，其中鋅含量呈緩慢下降趨勢(shì)，而銀的回收率增加速度不明顯，在磨礦細(xì)度-74 μm 80%左右時(shí)（圖2），鉛粗精礦中鉛、銀的回收率達(dá)到較高值，再增大磨礦細(xì)度，鉛粗精礦中鉛、銀的品位變化不大，其回收率增長(zhǎng)也趨于平緩。

圖2 磨礦細(xì)度條件實(shí)驗(yàn)Fig.2 Condition test of grinding fineness

2.1.2 捕收劑種類及用量實(shí)驗(yàn)

不同的捕收劑種類對(duì)浮選效果影響很大[4]，不同組合捕收劑種類實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖3，其結(jié)果表明：乙硫氮+ 2#油作為捕收劑時(shí)，粗精礦中鉛的回收率最高，可達(dá)92.34%；乙硫氮與丁黃藥作為浮鉛捕收劑時(shí)，鉛粗精礦中鉛的回收率較高，同時(shí)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(duì)較低。

圖3 捕收劑組合實(shí)驗(yàn)Fig.3 collector agent combination test

乙硫氮對(duì)方鉛礦、黃銅礦的捕收能力強(qiáng)，浮選速度較快，考慮乙硫氮較強(qiáng)的捕收性，同時(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果可知（圖4），捕收劑乙硫氮用量在20 g/t時(shí)，鉛產(chǎn)品回收率可達(dá)90%。

圖4 乙硫氮用量實(shí)驗(yàn)Fig.4 Ethel thio carbamate dosage test

2.1.3 調(diào)整劑種類及用量實(shí)驗(yàn)

否則的話，如果認(rèn)為著作權(quán)也如同物權(quán)一樣，除了賦予著作權(quán)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(quán)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(jié)論。作者對(duì)自己作品的利用，本來(lái)就是每個(gè)公民的自由，無(wú)須法律授權(quán)。著作權(quán)法中未規(guī)定的權(quán)利，是著作權(quán)人所不能控制的，公眾合理利用作品的自由。而保護(hù)著作權(quán)人自己使用作品的自由不被侵害，根本不是著作權(quán)法所要解決的問(wèn)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(duì)方鉛礦的可浮性很敏感，適當(dāng)添加硫化鈉有利于鉛礦物的上浮，過(guò)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(duì)鋅礦物的活化作用。通過(guò)不同調(diào)整劑種類組合實(shí)驗(yàn)（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(shí)驗(yàn)Fig.5 Test of depressant combination for lead coarse concentrate

通過(guò)調(diào)整硫化鈉及硫酸鋅用量（表3）可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硫化鈉用量在150 ~ 300 g/t范圍時(shí)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(wú)明顯降低。

表3 硫化鈉及硫酸鋅用量實(shí)驗(yàn)Table 3 Aodium sulfide and zinc sulfate dosage test

2.2.4 時(shí)間實(shí)驗(yàn)

確定較佳浮選藥劑種類及用量等條件后，進(jìn)行浮選時(shí)間的實(shí)驗(yàn)。由實(shí)驗(yàn)可知（圖6），經(jīng)過(guò)前3 min浮選，鉛金屬大部分被回收（表5），回收率達(dá)81.06%，鋅回收率為15.49%。時(shí)間經(jīng)過(guò)4.5 min以后，鉛粗精礦中的鉛鋅回收率分別達(dá)到89.72%、20.10%。

圖6 浮選時(shí)間實(shí)驗(yàn)Fig.6 Flotation time test

2.2 鋅浮選實(shí)驗(yàn)

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(jīng)典的抑制劑，主要用來(lái)調(diào)整礦漿的pH值[10]，石灰來(lái)源廣，價(jià)格便宜。對(duì)鉛的浮選尾礦以石灰作為（磁）黃鐵礦的抑制劑及pH值調(diào)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(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果/%Table 4 Test results of flotation time of lead coarse concentrate

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果（表5）可知：硫酸銅用量大于150 g/t時(shí)，鋅粗精礦中鋅的回收率達(dá)95%以上；丁黃藥用量在30 g/t時(shí)，鋅回收率及經(jīng)濟(jì)效益較大。

表5 鋅粗選調(diào)整劑用量實(shí)驗(yàn)Table 5 Test for the dosage of zinc roughing regulator

2.3 硫浮選實(shí)驗(yàn)

圖7 硫粗選實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.7 Test results of sulfur coarse separation

2.4 閉路全流程實(shí)驗(yàn)

在條件實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室全流程閉路實(shí)驗(yàn)（圖8）。由于進(jìn)行閉路實(shí)驗(yàn)時(shí)中礦返回對(duì)鋅的浮選影響較大，導(dǎo)致閃鋅礦難以浮盡，鋅的粗選在閉路實(shí)驗(yàn)中有較多量的硫酸銅，丁黃藥在鋅精選過(guò)程中也適當(dāng)進(jìn)行了補(bǔ)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明（表6），礦石采用該浮選工藝流程進(jìn)行閉路實(shí)驗(yàn)可獲得鉛精礦鉛品位為60.52%（回收率90.09%），浮選鋅精礦通過(guò)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(shí)驗(yàn)精礦產(chǎn)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(dá)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(biāo)，實(shí)驗(yàn)較好解決了鉛鋅分離的問(wèn)題。

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

3 結(jié) 語(yǔ)

（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(guān)系復(fù)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(diào)整劑，磨礦細(xì)度-74 μm在80%左右，浮選時(shí)間達(dá)4.5 min，可獲得較為滿意的鉛產(chǎn)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(duì)鉛尾礦進(jìn)行磁浮選，取得比較滿意的鋅金屬回收率；硫產(chǎn)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(fù)雜難選類型，根據(jù)原礦礦石性質(zhì)特性，實(shí)驗(yàn)采用優(yōu)先浮選工藝流程對(duì)原礦中鉛、鋅、銀和硫進(jìn)行回收，獲得了較好的鉛、鋅、硫精礦產(chǎn)品指標(biāo)：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%。