康長科 崔寶玉 沈巖柏 周南

摘要：吉林某硫化鉛金礦石中可綜合回收利用的主要有價元素為鉛、金和銀。依據(jù)該礦石特有的性質(zhì)，對其開展優(yōu)先浮選試驗研究，確定了礦石磨礦細(xì)度、藥劑制度等選別參數(shù)的最優(yōu)值。結(jié)果表明：在最佳試驗條件下，采用先浮鉛后提金的優(yōu)先浮選工藝流程，可獲得鉛品位40.86 %、鉛回收率90.03 %，金品位54.05 g/t、金回收率27.91 %的鉛精礦，鉛品位0.65 %、鉛回收率5.90 %，金品位28.30 g/t、金回收率60.17 %的金精礦。試驗結(jié)果對該硫化鉛金礦石中鉛、金的高效回收利用及工業(yè)生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：硫化鉛金礦;優(yōu)先浮選;綜合回收;富集;藥劑制度

中圖分類號：TD952文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）11-0066-07doi：10.11792/hj20211113

引言

金、銀、鉛等金屬在世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類日常生活中扮演著至關(guān)重要的角色，它們常被用于微電子原件生產(chǎn)、首飾品加工和精密儀器制造等領(lǐng)域[1-6]。20世紀(jì)以來，隨著各領(lǐng)域?qū)α蚧U金礦資源開采與利用的日益增多，高品位、易開采、處理成本低的硫化鉛金礦儲量正在減少，大量低品位、嵌布粒度細(xì)的復(fù)雜難選硫化鉛金礦成為制約企業(yè)生存與發(fā)展的重要因素[7-10]。

硫化鉛金礦石中鉛主要以化合物的形式存在，金則以單質(zhì)金的形式與黃鐵礦等礦物共生[11-12]。隨著對復(fù)雜難選硫化礦研究的深入，科技工作者對眾多硫化鉛金礦開展了諸多系統(tǒng)性的探索和研究，并獲得了較為理想的研究成果[13-16]。工業(yè)生產(chǎn)中硫化鉛金礦石多采用優(yōu)先浮選和混合浮選工藝進(jìn)行處理，金、銀在浮選過程中一般不作為分選對象，多進(jìn)入優(yōu)先浮選獲得的銅、鉛、鋅等精礦中，再將其作為冶煉過程副產(chǎn)物加以回收[7，17-19]。

吉林某硫化鉛金礦石中金品位為3.89 g/t、伴生銀品位為438.90 g/t、鉛品位為0.88 %，金屬礦物有黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦等。本文以該礦石為研究對象，在最佳試驗條件下，采用優(yōu)先浮選工藝，獲得了科學(xué)而合理的浮選指標(biāo)，為該硫化鉛金礦資源的高效、綠色開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1礦石性質(zhì)

1.1礦物組成和化學(xué)成分

吉林某硫化鉛金礦為變質(zhì)熱液填充型礦床，礦石具有他形粒狀結(jié)構(gòu)、脈狀結(jié)構(gòu)，主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等，主要脈石礦物為矽線石、黑云母、白云母、石墨、石英、斜長石、方解石等。

通過對礦石進(jìn)行光譜分析和化學(xué)成分分析（如表1所示）可知：該硫化鉛金礦石中可回收的主要有價元素為金、銀、鉛，其品位分別為3.89 g/t、438.90 g/t、0.88 %，主要雜質(zhì)元素為硅;主要造巖脈石礦物為二氧化硅、氧化鈣和氧化鎂等。同時，對礦石進(jìn)行了巖礦鑒定，分析結(jié)果如圖1所示。

由圖1-a、b、c、d可知：該礦石中礦物組成較為復(fù)雜，有價礦物間共生關(guān)系密切。由圖1-e、f可知：該礦石中主要金屬礦物以條脈狀交錯，沿巖石裂縫鑲嵌分布，個別礦物間以包裹體形式共存。

1.2粒度分析

礦石粒度分析結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知：礦石中有價金屬金主要集中分布于-0.045 mm和+0.212 mm 2個粒級，在0.074 mm粒級左右分布相對較少。在浮選過程中，金（銀）主要分布在鉛精礦和尾礦中，因此采用優(yōu)先浮選工藝對提高金（銀）回收率有利。

1.3可磨性分析

對未知礦石進(jìn)行可磨性分析，是選礦探索試驗過程中一項重要的工作。其測定方法是取原礦樣破碎至-2 mm，篩除+0.15 mm粒級后稱取500 g，在固定的磨礦條件下，依次進(jìn)行不同磨礦時間試驗，然后將各份磨礦產(chǎn)品用200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩析。本次試驗選取鞍山大孤山選礦廠原礦作為標(biāo)準(zhǔn)礦石，按以上方法操作，取-0.074 mm粒級礦樣進(jìn)行對比，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知：磨礦細(xì)度-0.074 mm 占45 %時，標(biāo)準(zhǔn)礦石所需磨礦時間為12.5 min，而待測礦石所需磨礦時間為22.5 min。

待測礦石相對于標(biāo)準(zhǔn)礦石的可磨度系數(shù)計算公式為：

K=t2/t1（1）

式中：K為可磨度系數(shù);t1為標(biāo)準(zhǔn)礦石所需磨礦時間（min）;t2為待測礦石所需磨礦時間（min）。

由式（1）計算，該礦石可磨度系數(shù)為1.8，表明待測礦石比標(biāo)準(zhǔn)礦石難磨。

2試驗結(jié)果與討論

2.1原則流程選擇

礦石性質(zhì)直接決定了浮選原則流程的選擇和設(shè)計，其包含主要回收礦物的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、粒度嵌布特征和表面潤濕特性等[11，20-22]。眾所周知，硫化礦浮選工藝主要有優(yōu)先浮選、分支串流浮選、混合浮選及等可浮浮選等[7，11，15]。結(jié)合國內(nèi)眾多礦物加工工作者的研究經(jīng)驗，對于該硫化鉛金礦石宜采用優(yōu)先浮選工藝[16-17]，其原則流程如圖4所示。

2.2浮選條件試驗

條件探索試驗采用控制單一變量法，依次進(jìn)行鉛浮選條件、金浮選條件和全流程閉路試驗。

2.2.1鉛浮選條件

鉛浮選條件試驗流程如圖5所示。

2.2.1.1磨礦細(xì)度

有價金屬礦物的單體解離度是決定分選效果的重要因素之一，因此首先進(jìn)行了鉛開路磨礦細(xì)度條件試驗。固定鉛粗選氧化鈣2 000 g/t（pH=13）、乙硫氮100 g/t、2號油40 g/t，鉛掃選用量依次減半。磨礦細(xì)度試驗結(jié)果如圖6所示。

由圖6可知：磨礦細(xì)度的提高，使更多包裹在脈石礦物中的微細(xì)粒有價金屬礦物暴露出來，鉛回收率隨之提高。當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm占66.70 %時，鉛粗精礦鉛品位13.20 %、鉛回收率83.80 %;當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm占71.80 %時，鉛粗精礦鉛品位13.40 %、鉛回收率84.17 %;二者選別指標(biāo)基本一致。由于磨礦工作在選礦生產(chǎn)能耗中所占比例最高，因此確定該礦石磨礦細(xì)度-0.074 mm占66.70 %為宜。

2.2.1.2pH調(diào)整劑氧化鈣用量

pH調(diào)整劑作為調(diào)整礦漿酸堿度的藥劑，主要為礦物顆粒和浮選藥劑的表面作用提供有利的環(huán)境[21-22]。選用氧化鈣為鉛浮選條件試驗的pH調(diào)整劑，并對主要載金礦物黃鐵礦起到抑制效果。為考察氧化鈣對礦石選別指標(biāo)的影響，在磨礦細(xì)度-0.074 mm占66.70 %，鉛粗選乙硫氮100 g/t、2號油40 g/t，鉛掃選用量依次減半的條件下進(jìn)行了浮選試驗，結(jié)果如圖7所示。

由圖7可知：增加氧化鈣用量，對鉛粗精礦鉛品位和鉛回收率的提高有積極作用。當(dāng)氧化鈣用量達(dá)到2 000 g/t時，鉛回收率達(dá)到最大，為83.80 %;再增加氧化鈣用量，鉛回收率又會降低。因此，從成本及鉛回收率角度考慮，選定適宜的氧化鈣用量為2 000 g/t。

2.2.1.3捕收劑乙硫氮用量

選定磨礦細(xì)度-0.074 mm占66.70 %，鉛粗選氧化鈣2 000 g/t（pH=13）、2號油40 g/t，鉛掃選用量依次減半，探究捕收劑乙硫氮用量對礦石選別指標(biāo)的影響，結(jié)果如圖8所示。

由圖8可知：持續(xù)增加乙硫氮用量，鉛回收率不斷增大。當(dāng)乙硫氮用量為100 g/t時，鉛回收率為83.80 %，此時指標(biāo)與乙硫氮用量為120 g/t時基本一致;這表明當(dāng)乙硫氮用量為100～120 g/t時，礦物與捕收劑可吸附活性位點已基本達(dá)到飽和，單獨改變乙硫氮用量對鉛回收率的提高作用不大。綜合考慮，確定捕收劑乙硫氮用量為100 g/t。

2.2.1.4鉛浮選開路試驗

結(jié)合條件試驗結(jié)果，設(shè)計并開展鉛浮選開路試驗。試驗流程和藥劑制度如圖9所示，試驗結(jié)果如圖10所示。

由圖10可知：鉛浮選開路試驗采用“一粗兩精一掃”工藝流程，可獲得鉛品位42.77 %、鉛回收率49.63 %，金品位57.22 g/t、金回收率15.41 %的鉛精礦，選別指標(biāo)較為理想，鉛精礦達(dá)到合格產(chǎn)品要求。后續(xù)對尾礦中的金進(jìn)行浮選回收試驗。

2.2.2金浮選條件

該礦石中黃鐵礦作為載金礦物，在優(yōu)先浮選鉛精礦時被使用的氧化鈣抑制造成表面鈍化，為了使黃鐵礦表面在金浮選過程中被活化與捕收劑分子充分接觸，選用硫酸調(diào)整礦漿酸堿度，硫酸銅作為活化劑，進(jìn)而開展金浮選試驗。試驗流程如圖11所示。

2.2.2.1pH調(diào)整劑硫酸用量

為考察硫酸作為pH調(diào)整劑對金浮選效果的影響，進(jìn)行了硫酸用量試驗，結(jié)果如圖12所示。

由圖12可知：增加硫酸用量，金回收率先升高后下降。當(dāng)硫酸用量為2 000 g/t時，金回收率達(dá)到最大，為39.07 %;若在浮選槽內(nèi)繼續(xù)加入硫酸，金回收率則呈現(xiàn)下降趨勢。因此，選擇硫酸最佳用量為2 000 g/t。

2.2.2.2活化劑硫酸銅用量

在鉛浮選過程中加入氧化鈣，會使主要載金礦物黃鐵礦表面發(fā)生鈍化，因此在金浮選過程中需加入硫酸銅作為活化劑來增強黃鐵礦表面與捕收劑的吸附作用。硫酸銅可用于閃鋅礦、黃鐵礦、雌黃鐵礦等硫化礦物的活化[22]。硫酸銅用量對選別指標(biāo)的影響如圖13所示。

由圖13可知：增加硫酸銅用量，金回收率整體呈增大趨勢。當(dāng)金回收率達(dá)到最高（39.07 %）時，硫酸銅用量為600 g/t;若繼續(xù)增加硫酸銅用量，金回收率不升反降。因此，確定硫酸銅合理用量為600 g/t。

2.2.2.3捕收劑丁基黃藥用量

硫化礦浮選中使用的捕收劑主要為黃藥類，在眾多含金硫化礦的研究中丁基黃藥被廣泛應(yīng)用，所以本次試驗選用丁基黃藥作為捕收劑來回收載金礦物[23-25]。捕收劑丁基黃藥用量試驗結(jié)果如圖14所示。

由圖14可知：持續(xù)提高丁基黃藥用量，金回收率大幅上升。當(dāng)丁基黃藥用量為600 g/t時，金回收率達(dá)到39.07 %;當(dāng)丁基黃藥用量為700 g/t時，金回收率達(dá)到39.99 %;二者基本相當(dāng)。當(dāng)丁基黃藥用量為600～700 g/t時，考慮礦物與捕收劑可吸附活性位點達(dá)到飽和，單一增加捕收劑用量對金回收率提升效果不佳，因此選擇捕收劑丁基黃藥合理用量為600 g/t。

2.2.2.4金浮選開路試驗

結(jié)合金浮選條件試驗結(jié)果，設(shè)計并開展金浮選開路試驗。試驗流程和藥劑制度如圖15所示，試驗結(jié)果如圖16所示。

由圖16可知：金浮選開路試驗采用“一粗一精兩掃”流程，可獲得金品位19.70 g/t、金回收率15.41 %的金精礦，選別指標(biāo)較為理想，滿足預(yù)期設(shè)計要求。

2.2.3全流程閉路試驗

參考鉛、金浮選條件試驗和開路試驗結(jié)果，設(shè)計并開展全流程閉路試驗。試驗流程和藥劑制度如圖17所示，試驗結(jié)果如圖18所示。

由圖18可知：全流程閉路試驗可獲得鉛品位40.86 %、鉛回收率90.03 %，金品位54.05 g/t、金回收率27.91 %的鉛精礦，鉛品位僅0.65 %、鉛回收率僅5.90 %，金品位28.30 g/t、金回收率達(dá)60.17 %的金精礦，鉛品位0.04 %、鉛回收率4.07 %，金品位0.50 g/t、金回收率11.92 %的尾礦;2種精礦產(chǎn)品中金總回收率達(dá)到88.08 %。

全流程閉路試驗結(jié)果表明，優(yōu)先浮選工藝可使鉛、金有價元素得到高效、充分的富集回收。

3結(jié)論

1）吉林某硫化鉛金礦石中金品位為3.89 g/t、伴生銀品位為438.90 g/t、鉛品位為0.88 %，黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦等為主要金屬礦物，矽線石、黑云母、白云母、石墨、石英、斜長石、方解石等為主要脈石礦物。礦石中主要金屬礦物以條脈狀交錯，沿巖石裂縫鑲嵌分布，個別礦物間以包裹體形式共生且關(guān)系緊密。

2）根據(jù)礦石性質(zhì)，選用優(yōu)先浮選工藝流程。在最佳磨礦細(xì)度-0.074 mm占66.70 %的條件下，獲得了最佳藥劑制度：鉛浮選階段氧化鈣用量2 000 g/t、乙硫氮用量100 g/t;金浮選階段硫酸用量2 000 g/t、硫酸銅用量600 g/t、丁基黃藥用量600 g/t。

3）通過先浮鉛后提金工藝回收該礦石中的鉛、金有價元素，采用“一粗兩精兩掃”的鉛浮選流程，獲得了鉛品位40.86 %、鉛回收率90.03 %，金品位54.05 g/t、金回收率27.91 %的鉛精礦。鉛浮選尾礦采用“一粗兩精兩掃”流程，獲得了金品位28.30 g/t、金回收率60.17 %的金精礦，金總回收率88.08 %，金、鉛都得到了有效回收。

4）試驗結(jié)果為該硫化鉛金礦石處理工藝選擇提供了科學(xué)依據(jù)，對其選礦生產(chǎn)工作具有指導(dǎo)意義。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]張勁羽.一種含銅鉛鋅硫化物礦石的選礦試驗研究[D].沈陽：東北大學(xué)，2013.

[2]杜五星，戴惠新，何東祥，等.云南某鉛鋅礦的浮選研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2016，36（4）：42-46.

[3]謝禹，葉國華，左琪，等.甘肅某低品位鉛鋅銀礦浮選試驗研究[J].有色金屬（選礦部分），2020（4）：134-139.

[4]EJTEMAEI M，GHARABAGHI M，IRANNAJAD M.A review of zinc oxide mineral beneficiation using flotation method[J].Advances in Colloid and Interface Science，2014，206：68-78.

[5]WANG X Q.Leaching of mobile forms of metals in overburden：development and application[J].Journal of Geochemical Exploration，1998，61（1）：39-55.

[6]王威，楊卉芃，馮安生，等.全球金礦開發(fā)利用現(xiàn)狀及供需分析[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用，2016（6）：71-77.

[7]金鏡潭.黃金浮選的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].金屬礦山，1997（4）：31-34，36.

[8]溫海濱，賈瑞強.金礦選別的新進(jìn)展[J].國外金屬礦選礦，2004（12）：22-27.

[9]趙開樂，王昌良，李成秀，等.內(nèi)蒙古銅金礦綜合回收技術(shù)研究[J].礦產(chǎn)綜合利用，2011（3）：18-21.

[10]姜濤，胡熙庚.關(guān)于難選金礦石的處理[J].黃金，1991，12（5）：26-33，43.

[11]徐今冬，朱玉華，廖紫鑫，等.福建某銅金礦浮選試驗研究[J].黃金，2021，42（1）：59-63.

[12]王澤玉，張文乾，金東漢，等.我國復(fù)雜多金屬硫化礦的磨礦及其浮選工藝研究進(jìn)展[J].世界有色金屬，2020（3）：218-220.

[13]李夕兵，周健，黃麟淇，等.中國黃金礦山開采技術(shù)回顧與展望[J].黃金，2020，41（9）：41-50.

[14]惠士成，王仲明，李叢飛.金礦選礦技術(shù)和工藝方法探討[J].世界有色金屬，2020（10）：37-38.

[15]閻贊，王聞單，劉明寶.某金礦選別流程對比試驗研究[J].礦業(yè)工程，2017，15（5）：34-37.

[16]楊合營.康家灣鉛鋅金銀礦浮選工藝研究[J].有色金屬（選礦部分），2008（5）：25-29，16.

[17]何從行，歐也斐.康家灣鉛鋅金銀礦選礦工藝優(yōu)化研究及實踐[J].中國有色冶金，2016，45（6）：16-19.

[18]常寶乾，張世銀.難選低品位銅鉛鋅多金屬礦選礦試驗研究[J].黃金，2015，36（9）：58-63.

[19]唐應(yīng)剛，崔育濤.小河口金礦礦石可選性試驗研究[J].黃金，2021，42（2）：72-75.

[20]張成強，李洪潮，張紅新，等.某低品位原生金礦選礦試驗研究[J].中國礦業(yè)，2010，19（11）：89-91.

[21]何德飛，張瑛，胡超.硝酸用作反浮選調(diào)整劑的選礦試驗[J].化工礦物與加工，2020，49（11）：15-16.

[22]楊云，趙冠飛，劉松，等.磁黃鐵礦活化劑及機理研究現(xiàn)狀[J].礦冶工程，2012，32（增刊1）：290-293.

[23]黃建芬，黃國賢.甘肅某含金硫化銅礦石浮選試驗研究[J].世界有色金屬，2020（20）：52-54.

[24]師彬，白楊，苗騰飛.低品位鉛鋅硫化礦浮選[J].世界有色金屬，2020（5）：58，61.

[25]袁銘澤，周興龍，王蘭華，等.四川某硫化銅礦浮選新藥劑試驗研究[J].礦冶工程，2017，37（1）：46-48，51.

Study on the flotation of a sulfide lead-gold ore in Jilin ProvinceKang Zhangke1，Cui Baoyu1，Shen Yanbai1，Zhou Nan2

（1.School of Resources and Civil Engineering，Northeastern University;

2.Liaoning Provincial Geological Resources Research Institute Co.，Ltd.）

Abstract：The main valuable elements that can be comprehensively recovered from a sulfide lead-gold ore in Jilin Province are mainly lead，gold and silver.Experimental study of preferential flotation was conducted based on the peculiar property of the ore and identified the optimal value of special parameters such as grinding fineness，reagent regime.The results show that under optimal conditions，the preferential flotation process of lead flotation prior to gold can obtain the lead concentrate with lead grade 40.86 %，lead recovery rate 90.03 %，gold grade 54.05 g/t，gold recovery rate 27.91 %;the gold concentrate with lead grade 0.65 %，lead recovery rate 5.90 %，gold grade 28.30 g/t，gold recovery rate 60.17 %.The test results bear guiding significance to efficient recovery of lead and gold from the sulfide lead-gold ore and its industrial production.

Keywords：sulfide lead-gold ore;preferential flotation;comprehensive recovery;concentration;reagent regime

收稿日期：2021-06-01; 修回日期：2021-09-02

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（51974066）

作者簡介：康長科（1997—），男，甘肅天水人，博士研究生，研究方向為微細(xì)粒礦物高效絮凝理論與工藝;沈陽市和平區(qū)文化路3號巷11號，東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，110819;Email：2010408@stu.neu.edu.cn

*通信作者，Email：cuibaoyu@mail.neu.edu.cn，13998145722