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鉛鋅礦選礦工藝、藥劑及設(shè)備研究進展

2023-12-16 06:46:22敖順福
礦產(chǎn)保護與利用 2023年5期
關(guān)鍵詞:閃鋅礦收劑選礦

敖順福

云南馳宏鋅鍺股份有限公司,云南 曲靖 655011

鉛鋅廣泛應(yīng)用于電氣、機械、化工及軍工等領(lǐng)域,是現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)原料,在國民經(jīng)濟中占有重要的地位[1]。隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展,市場對鉛鋅的需求量不斷增加,而我國鉛鋅產(chǎn)量和消費量連續(xù)多年高居世界第一,在一段時期內(nèi)消費量還將保持增長[2]。但品位高、可磨性好及易選的鉛鋅礦資源逐年減少,復雜難選鉛鋅礦產(chǎn)資源的高效回收利用愈發(fā)緊迫。

鉛鋅成礦作用復雜多樣,根據(jù)鉛鋅礦床的成因不同,鉛鋅礦床主要分為層控碳酸鹽巖型(MVT)、碳酸鹽巖-細碎屑巖型(SEDEX)及砂礫巖型等,但礦床工業(yè)礦物賦存形式較一致,主要為硫化鉛鋅礦及氧化鉛鋅礦[3]。氧化鉛鋅礦由硫化鉛鋅礦氧化形成,在硫化礦中鉛主要呈方鉛礦狀態(tài)存在,鋅主要呈閃鋅礦或鐵閃鋅礦狀態(tài)存在,在氧化礦中鉛多呈白鉛礦和鉛礬狀態(tài)存在,鋅多呈菱鋅礦和硅鋅礦狀態(tài)存在。方鉛礦具有很好的天然可浮性,是最易浮的硫化礦物之一,閃鋅礦具有一定的天然可浮性,因此礦物性質(zhì)的特點決定了鉛鋅礦的選礦工藝以浮選為主。隨著選礦工藝的發(fā)展、浮選藥劑的研發(fā)及選礦設(shè)備的升級,越來越多的復雜難選鉛鋅礦選別回收利用成為了可能。本文綜述了鉛鋅礦物可浮性易變、有用礦物易粉碎或單體解離困難、伴生有用組分分離回收復雜、難免金屬離子干擾及礦泥惡化礦漿環(huán)境對鉛鋅礦選礦的影響??偨Y(jié)歸納了碎磨工藝流程、選別工藝流程、選礦藥劑及選礦設(shè)備等的研究應(yīng)用進展。以期為復雜難處理鉛鋅礦的經(jīng)濟高效選別回收提供參考借鑒。

1 鉛鋅礦選礦的主要影響因素

1.1 鉛鋅礦物可浮性易變

鉛、鋅元素具有類似的外層電子結(jié)構(gòu),相似的地球化學行為,共同的成礦物質(zhì)來源,都具強烈的親硫性,類似的富集與定位機制,促使二者多以鉛鋅礦形式存在,單鉛礦床或單鋅礦床在鉛鋅礦床中占比很少[4]。

方鉛礦的晶體結(jié)構(gòu)為等軸晶體,呈立方體形狀。方鉛礦晶體屬離子鍵向金屬鍵過渡的類型,離子鍵的斷裂產(chǎn)生親水性的極性表面使其無可浮性,但在碎礦磨礦過程中新生的表面多為解理面且離子鍵沒有斷裂,使其具有良好的疏水性表面而具有良好的可浮性[5]。方鉛礦新鮮表面具有疏水性,但氧化后可浮性降低,CHEN Jianhua 等人通過DFT 計算模擬研究方鉛礦的氧化機理,發(fā)現(xiàn)水分子離解的氫離子與吸附的氧分子相互作用生成過氧化氫,過氧化氫與方鉛礦表面鉛離子反應(yīng)形成鉛羥基(Pb-OH),從而抑制方鉛礦上浮[6]。顧幗華等人研究發(fā)現(xiàn)方鉛礦表面氧化產(chǎn)物隨pH 值的變化而改變,在弱堿性情況下為疏水性單質(zhì)硫與親水性HPbO2-,在高堿情況下HPbO2-從礦物表面溶解,方鉛礦表面出現(xiàn)過剩的單質(zhì)硫,單質(zhì)硫疏水作用有利于方鉛礦浮選[7]。

閃鋅礦屬等軸晶系結(jié)晶構(gòu)造,晶體結(jié)構(gòu)呈四面體。閃鋅礦晶體屬離子鍵向共價鍵過渡的類型,共價鍵使其具有疏水性而具有一定的天然可浮性。閃鋅礦的可浮性較差,需要使用黃原酸鹽等捕收劑增加其表面疏水性,但黃原酸鋅不穩(wěn)定,需要使用銅、鉛及銀等離子活化加強其表面與捕收劑分子之間的吸附作用。礦漿pH 值對閃鋅礦的可浮性有較大影響,程琍琍等人利用循環(huán)伏安法研究,得出高堿條件下閃鋅礦表面元素硫均被氧化為SO42-,實現(xiàn)閃鋅礦的自身氧化抑制[8]。閃鋅礦常含有雜質(zhì),鐵、錳、鎘、鎵、銦及鍺等元素離子會以類質(zhì)同象的方式置換閃鋅礦晶格上的鋅,鉛、銅、鉍及硫等礦物會以微細粒鑲嵌夾帶進入閃鋅礦,閃鋅礦中雜質(zhì)及含量的不同,直接導致閃鋅礦可浮性及磁性等性質(zhì)發(fā)生變化從而影響選別。鎘和銅雜質(zhì)使其可浮性變好,鐵和錳雜質(zhì)則使其可浮性變差,鐵閃鋅礦鐵雜質(zhì)含量還影響礦物的磁性強弱。閃鋅礦易被銅離子活化,CHEN Jianhua 等人基于密度泛函理論研究,發(fā)現(xiàn)閃鋅礦表面的鐵和錳不能被銅離子取代,鐵和錳占據(jù)了銅離子與鋅的交換位,不利于銅活化閃鋅礦,而鎘比鋅更易被銅離子取代,含鎘的閃鋅礦比閃鋅礦更易被銅離子活化[9]。閃鋅礦中的鐵雜質(zhì),造成鐵閃鋅礦兼有閃鋅礦和硫化鐵礦物的一些特性,鐵閃鋅礦的可浮性降低,還使其與硫化鐵礦物的表面性質(zhì)差異降低,導致其與硫化鐵礦物的浮選分離更加困難,且鐵閃鋅礦會被石灰抑制,導致其難以上浮而損失,甚至石灰對被銅離子活化的鐵閃鋅礦仍具有抑制作用,而石灰對被銅離子活化的閃鋅礦無抑制作用。

原生硫化礦經(jīng)天然氧化形成氧化鉛鋅礦,氧化鉛鋅礦的氧化礦種類多、氧化程度不均且可浮性差異大,礦物嵌布關(guān)系復雜且性脆易過磨,礦石泥化嚴重及可溶性鹽含量高,使得礦石復雜難選;針對氧化鉛鋅礦的可浮性較差,尤其是氧化鋅礦與脈石礦物的潤濕性較為相似,需要進行預處理以提高氧化鉛鋅礦的表面疏水性,主要通過硫化在其礦物表面生成硫化物薄膜,然后再采用常規(guī)的硫化礦浮選方法進行選別分離。但氧化鉛鋅礦物表面生成的硫化膜不是很牢固,強烈的攪拌可使其脫落。

方鉛礦的晶體結(jié)構(gòu)為等軸晶體,呈立方體形狀。方鉛礦晶體屬離子鍵向金屬鍵過渡的類型,離子鍵的斷裂產(chǎn)生親水性的極性表面使其無可浮性,但在碎礦磨礦過程中新生的表面多為解理面且離子鍵沒有斷裂,使其具有良好的疏水性表面而具有良好的可浮性[5]。方鉛礦新鮮表面具有疏水性,但氧化后可浮性降低,CHEN Jianhua 等人通過DFT 計算模擬研究方鉛礦的氧化機理,發(fā)現(xiàn)水分子離解的氫離子與吸附的氧分子相互作用生成過氧化氫,過氧化氫與方鉛礦表面鉛離子反應(yīng)形成鉛羥基(Pb-OH),從而抑制方鉛礦上浮[6]。顧幗華等人研究發(fā)現(xiàn)方鉛礦表面氧化產(chǎn)物隨pH 值的變化而改變,在弱堿性情況下為疏水性單質(zhì)硫與親水性HPbO2-,在高堿情況下HPbO2-從礦物表面溶解,方鉛礦表面出現(xiàn)過剩的單質(zhì)硫,單質(zhì)硫疏水作用有利于方鉛礦浮選[7]。閃鋅礦屬等軸晶系結(jié)晶構(gòu)造,晶體結(jié)構(gòu)呈四面體。閃鋅礦晶體屬離子鍵向共價鍵過渡的類型,共價鍵使其具有疏水性而具有一定的天然可浮性。閃鋅礦的可浮性較差,需要使用黃原酸鹽等捕收劑增加其表面疏水性,但黃原酸鋅不穩(wěn)定,需要使用銅、鉛及銀等離子活化加強其表面與捕收劑分子之間的吸附作用。礦漿pH 值對閃鋅礦的可浮性有較大影響,程琍琍等人利用循環(huán)伏安法研究,得出高堿條件下閃鋅礦表面元素硫均被氧化為SO42-,實現(xiàn)閃鋅礦的自身氧化抑制[8]。閃鋅礦常含有雜質(zhì),鐵、錳、鎘、鎵、銦及鍺等元素離子會以類質(zhì)同象的方式置換閃鋅礦晶格上的鋅,鉛、銅、鉍及硫等礦物會以微細粒鑲嵌夾帶進入閃鋅礦,閃鋅礦中雜質(zhì)及含量的不同,直接導致閃鋅礦可浮性及磁性等性質(zhì)發(fā)生變化從而影響選別。鎘和銅雜質(zhì)使其可浮性變好,鐵和錳雜質(zhì)則使其可浮性變差,鐵閃鋅礦鐵雜質(zhì)含量還影響礦物的磁性強弱。閃鋅礦易被銅離子活化,CHEN Jianhua 等人基于密度泛函理論研究,發(fā)現(xiàn)閃鋅礦表面的鐵和錳不能被銅離子取代,鐵和錳占據(jù)了銅離子與鋅的交換位,不利于銅活化閃鋅礦,而鎘比鋅更易被銅離子取代,含鎘的閃鋅礦比閃鋅礦更易被銅離子活化[9]。閃鋅礦中的鐵雜質(zhì),造成鐵閃鋅礦兼有閃鋅礦和硫化鐵礦物的一些特性,鐵閃鋅礦的可浮性降低,還使其與硫化鐵礦物的表面性質(zhì)差異降低,導致其與硫化鐵礦物的浮選分離更加困難,且鐵閃鋅礦會被石灰抑制,導致其難以上浮而損失,甚至石灰對被銅離子活化的鐵閃鋅礦仍具有抑制作用,而石灰對被銅離子活化的閃鋅礦無抑制作用。原生硫化礦經(jīng)天然氧化形成氧化鉛鋅礦,氧化鉛鋅礦的氧化礦種類多、氧化程度不均且可浮性差異大,礦物嵌布關(guān)系復雜且性脆易過磨,礦石泥化嚴重及可溶性鹽含量高,使得礦石復雜難選;針對氧化鉛鋅礦的可浮性較差,尤其是氧化鋅礦與脈石礦物的潤濕性較為相似,需要進行預處理以提高氧化鉛鋅礦的表面疏水性,主要通過硫化在其礦物表面生成硫化物薄膜,然后再采用常規(guī)的硫化礦浮選方法進行選別分離。但氧化鉛鋅礦物表面生成的硫化膜不是很牢固,強烈的攪拌可使其脫落。

浮選實現(xiàn)礦物高效選別分離的關(guān)鍵在于選擇性改變礦物顆粒表面的親疏水性,而浮選前的磨礦是一個復雜的物理化學過程,磨礦介質(zhì)和磨礦環(huán)境等會對礦漿化學性質(zhì)、礦物表面性質(zhì)及顆粒形狀等產(chǎn)生影響,從而改變礦物的浮選行為[10-11]。方鉛礦采用瓷介質(zhì)磨礦時,其表面會發(fā)生適當?shù)难趸磻?yīng),有利于浮選;采用鐵介質(zhì)磨礦時,由于鐵與方鉛礦的腐蝕電偶作用增強體系的還原性,降低捕收劑在方鉛礦表面的吸附性能,以及腐蝕電偶作用產(chǎn)生的鐵離子增強了方鉛礦表面的親水性,方鉛礦的可浮性降低[12]。方鉛礦在氮氣氣氛下磨礦,生成的鐵氧化物較少,回收率較高,而充入氧氣時,增加了方鉛礦和礦物間的原電池反應(yīng)和礦漿電位,促進了鐵氧化物的生成,阻礙黃原酸鹽在方鉛礦表面的吸附,會降低方鉛礦的回收[13]。相比鋼球介質(zhì)濕磨環(huán)境,以陶瓷介質(zhì)濕磨后閃鋅礦表面較為平整,表面覆蓋的金屬氧化物較少,閃鋅礦可浮性較好,可獲得更高的回收率[14]。

因此鉛鋅礦浮選分離,要充分利用礦物自然可浮性差異,選擇合適的磨礦工藝、浮選工藝、流程結(jié)構(gòu)及藥劑制度等,以進一步提高選別分離效果。

1.2 有用礦物易粉碎或單體解離困難

碎礦磨礦的目的和任務(wù)是使礦石中的有用礦物充分單體解離,并使粒度特性適合選礦要求,減少過粗及過粉碎粒級,防止有用礦物及脈石礦物過磨泥化,盡可能實現(xiàn)窄粒級選礦。鉛鋅礦物普遍嵌布粒度細微且嵌布關(guān)系復雜,需要細磨或超細磨才能實現(xiàn)鉛鋅礦物充分單體解離,但鉛鋅等金屬礦物與脈石礦物之間機械強度存在著較大的差異,特別是方鉛礦硬度低且性脆,在磨礦過程中極易過粉碎。磨礦作業(yè)采用水力旋流器、螺旋分級機等進行分級,粒度合格但比重大的鉛鋅金屬礦物反富集現(xiàn)象普遍存在,返回再磨的合格粒級中大多是鉛鋅礦物的單體或富連生體,易進一步加重過粉碎及礦物表面污染[15-16]。具有膠狀構(gòu)造及星點狀構(gòu)造等的鉛鋅礦石難以實現(xiàn)有用礦物單體解離,磨礦產(chǎn)品中仍然會存在大量的連生體顆粒、包裹體顆粒,連生體分選進入精礦產(chǎn)品將導致精礦品質(zhì)下降,包裹體易隨尾礦損失導致金屬回收率低。鉛鋅礦中的黃鐵礦、石英及石榴子石等硬度大或韌性高的難磨礦物,不利于磨礦產(chǎn)品粒度均勻性的控制,也不利于被包裹的鉛鋅礦物單體解離;在浮選過程中,粗顆粒容易沉淀、累積在浮選槽和泡沫溜槽,加大沖洗水用量,將導致浮選濃度降低。

通過改善磨礦工藝流程、使用新型高效磨礦設(shè)備、采用精確化裝補鋼球及高頻振動細篩分級等,成為了提高有用礦物充分單體解離及改善粒度分布的有效途徑。

1.3 伴生有用組分分離回收復雜

鉛鋅礦中共伴生有用組分多,在鉛鋅礦物高效選別分離的過程中需對各有用組分進行綜合回收利用,對以類質(zhì)同象存在的銀、銦、鍺及鎵等,可隨載體礦物進行選擇性富集,但可浮性較好的硫化鐵礦物、硫化銅礦物、硫化砷礦物等共伴生礦物則使得鉛鋅礦石的選別工藝復雜和流程冗長,增加生產(chǎn)操作難度。

鉛鋅礦中共伴生硫化礦物普遍可浮性較好且復雜多變,即使同一種硫化礦物因晶格缺陷、氧化及表面污染等,其可浮性也會發(fā)生改變,從而使多種硫化礦物的可浮性相互交錯重疊,造成其難以浮選分離。黃鐵礦、磁黃鐵礦是鉛鋅礦中普遍伴生的硫化鐵礦物,硫化鐵礦物具有較好的可浮性且可浮性易變,含硫化鐵礦物的鉛鋅礦石是典型的易浮難分礦,含量越高對磨礦、浮選分離的干擾越大,其中無論采用哪種浮選流程結(jié)構(gòu),均會涉及硫化鐵礦物的抑制問題[17-18]。浮選過程中采用石灰對硫化鐵礦物進行抑制,高堿礦漿條件易對微細粒的鉛鋅礦物及伴生金銀鍺等稀貴稀散金屬礦物產(chǎn)生抑制作用,影響鉛鋅主金屬的回收和制約伴生稀貴稀散金屬的選礦富集,同時石灰制乳使生產(chǎn)工藝復雜,石灰使用易造成浮選泡沫發(fā)黏及管道、設(shè)備等結(jié)垢,不利于生產(chǎn)流程的通暢穩(wěn)定。對于石灰難抑制的硫化鐵礦物,可采用氰化物抑制,但氰化物會抑制金、銀等貴金屬礦物,同時因氰化物為劇毒物質(zhì)會增加環(huán)境危害風險。黃銅礦是鉛鋅礦中常見的共伴生礦物,黃銅礦與方鉛礦性質(zhì)相似且可浮性相近,浮選時易一起浮出成為銅鉛混合精礦,但混合精礦不易分離;采用抑鉛浮銅或抑銅浮鉛,所使用的調(diào)整劑、捕收劑等難以徹底脫藥,殘留藥劑會影響后續(xù)分離的分選效果,尤其是選礦廢水的循環(huán)利用影響更加復雜[19-20]。浮選過程中,受銅離子活化的閃鋅礦與黃銅礦的可浮性相近,亦致使閃鋅礦與黃銅礦難以浮選分離。砷具有資源價值和環(huán)境污染的雙重屬性,其主要以硫化物(毒砂、灰硫砷鉛礦、砷黝銅礦及雄黃等)的形式存在,在鉛鋅選礦過程中對其選別分離綜合回收利用或從鉛鋅等主金屬精礦產(chǎn)品中脫除更為困難。

為實現(xiàn)鉛鋅礦的選別分離及共伴生有價組分的綜合回收利用,需充分利用礦物自然可浮性差異,選擇合適的浮選工藝,尤其是無氰浮選工藝、低堿浮選工藝,以及根據(jù)礦石性質(zhì)(可選性等)特點,以浮選為主,聯(lián)合重選、磁選、揀選、冶煉等工藝進行處理。

1.4 難免金屬離子影響

在選礦過程中,由于礦物溶解、回水循環(huán)利用及礦物中流體包裹體破裂等,礦漿中難免會存在大量的金屬離子。礦漿中金屬離子或與選礦藥劑發(fā)生反應(yīng),增加選礦藥劑消耗;或?qū)ΦV物表面產(chǎn)生活化、抑制等作用,使礦物可浮性改變,難以進行有序浮選分離;或改變礦物的分散和凝聚等行為,影響礦物的浮選效果[21-23]。

方鉛礦的可浮性通常比閃鋅礦好,難抑制且抑制后難活化,鉛鋅礦中的鉛含量也普遍低于鋅含量,鉛鋅浮選分離基本上采用抑鋅浮鉛的工藝流程。但鉛鋅礦在磨礦過程中方鉛礦的氧化或白鉛礦、鉛礬的溶解會產(chǎn)生Pb2+,閃鋅礦會與Pb2+反應(yīng)被活化,使得閃鋅礦與方鉛礦可浮性相近,造成鉛鋅浮選分離困難,且當鉛鋅礦石細磨,閃鋅礦的活化變得更嚴重[24]。共伴生有黃銅礦、斑銅礦及黝銅礦等的鉛鋅礦,磨礦過程中銅礦物溶解出的Cu2+會對閃鋅礦造成明顯的活化,會導致閃鋅礦和鉛精礦或銅精礦一起上浮,影響精礦品質(zhì)[25-26]。當?shù)V石中含有黃鐵礦時,Cu2+活化閃鋅礦的同時也活化了黃鐵礦,會使得鋅硫分離更加困難[27]。選礦回水中Ca2+和SO42-會影響黃鹽酸鹽在方鉛礦表面的吸附,將顯著降低方鉛礦回收率[28]。在鉛鋅硫化礦物浮選過程中,F(xiàn)e3+、Pb2+和Cu2+均可在石英表面吸附,使石英表面可以吸附戊基鉀黃藥,從而活化石英浮選,影響硫化礦物精礦質(zhì)量[29]。菱鋅礦硫化過程中,Ca2+經(jīng)水解及沉淀作用產(chǎn)生帶正電荷的Ca(OH)2和Ca(OH)+會優(yōu)先吸附在菱鋅礦表面,進而阻礙了S2-同礦物表面間的吸附,最終導致菱鋅礦表面硫化不充分而影響浮選[30]。

針對難免金屬離子,可通過控制磨礦細度減少礦物溶解、添加藥劑調(diào)控礦漿金屬離子、選礦廢水源頭分質(zhì)回用及處理后回用等,以減少或消除難免金屬離子對浮選的影響。

1.5 礦泥惡化分選礦漿環(huán)境

礦泥對鉛鋅礦選礦影響是多方面的,且極其嚴重。針對粒度細微且嵌布關(guān)系復雜,尤其是存在包裹、浸染等的鉛鋅礦,不可避免地進行細磨或超細磨才能實現(xiàn)單體解離,鉛鋅礦物在磨礦解離過程中粒度也變得非常細微,增加了浮選捕集難度。當?shù)V石中原生礦泥高,或含有易泥化的云母、綠泥石、高嶺土、褐鐵礦及黏土等脈石礦物,尤其是氧化鋅礦在其形成過程中產(chǎn)生大量赭土,在碎磨過程中會產(chǎn)生大量的次生礦泥。

礦泥具有粒度細、質(zhì)量小、比表面積大、表面未飽和鍵力大、表面能高及電荷多等特點。因此礦泥會吸附浮選藥劑,降低藥劑在礦漿中的有效濃度,同時使浮選機的充氣條件變壞;礦泥還會無選擇性的罩蓋礦物,使不同種礦物顆粒表面的差異變小甚至同質(zhì)化,使浮選藥劑的選擇性作用降低,礦泥罩蓋在目的礦物表面或夾帶于泡沫精礦中上浮,將降低精礦品位,含泥多的精礦難脫水,而礦泥罩蓋的鉛鋅礦物不能有效捕集回收將導致?lián)p失加重;礦泥的溶解,會使得礦漿中的難免離子含量將進一步增加[31-33]。礦泥對泡沫穩(wěn)定性也有顯著的強化作用,且隨著礦泥的粒度減小而逐漸增強;氧化鋅礦硫化-胺鹽浮選過程中大量礦泥的存在加劇了泡沫過穩(wěn)定,導致經(jīng)常出現(xiàn)大量黏性泡沫堆積造成泡沫跑槽,惡化浮選效果,嚴重時導致停產(chǎn)[34]。

為降低選礦過程中礦泥的影響,主要通過碎磨工藝及設(shè)備的優(yōu)化降低次生礦泥,并采用預先脫泥浮選、添加分散劑浮選、礦泥與礦砂分開選別等進行處理。

2 碎磨工藝流程

碎磨作業(yè)存在能耗高、鋼耗大、粉塵大及噪音大等問題。多碎少磨為選礦實現(xiàn)節(jié)能、降耗及增產(chǎn)的重要途徑,基于多碎少磨的二段破碎+球磨流程,甚至三段或四段破碎+球磨流程,是鉛鋅礦最為常用的碎磨工藝流程。而隨著鉛鋅礦礦石的貧細雜化及碎磨設(shè)備的進步,尤其是半自磨(自磨)技術(shù)、高壓輥磨技術(shù)等的成熟,針對不同的礦石性質(zhì)研究應(yīng)用新的碎磨工藝流程,使得破碎+棒磨+球磨、破碎+半自磨+球磨、破碎+半自磨+立磨、破碎+高壓輥磨+球磨等流程在鉛鋅礦中得到了應(yīng)用,鉛鋅礦碎磨工藝流程變得更加多樣化,且促進了碎磨作業(yè)能耗和鋼耗的降低,并在改善粉塵和噪音等方面也發(fā)揮了積極的效果。針對氧化鉛鋅礦,為減少過磨泥化,更適于采用含棒磨、半自磨(自磨)的磨礦工藝流程。

瀾滄老廠銀鉛鋅多金屬礦礦石含泥高、含水率高,原設(shè)計的碎磨工藝流程在生產(chǎn)中皮帶運輸機、旋回破碎機、圓錐破碎機、圓振動篩等頻繁粘礦堵塞,改造為顎式破碎機+棒磨機+球磨機的工藝流程后,簡化了工藝、縮短了流程、減少了設(shè)備,且工藝流程運行通暢穩(wěn)定,磨礦產(chǎn)品質(zhì)量得到了改善[35]。錫鐵山鉛鋅礦選廠破碎段進行改造升級設(shè)計,經(jīng)JK 落重試驗及球磨功指數(shù)試驗,通過JK-SimMet 軟件流程模擬的方案比較與討論,設(shè)計采用一段粗碎+半自磨+球磨的工藝流程,其中采用的磨礦設(shè)備為Φ5.0 m×2.5 m 半自磨、Φ3.8 m×5.2 m 格子型球磨機,項目建成投產(chǎn)后30 d 實現(xiàn)達產(chǎn)達標[36]。澳大利亞Cannington 鉛鋅銀礦碎磨設(shè)計采用破碎+半自磨+立磨的工藝流程(見圖1),原礦經(jīng)Φ8.5 m×4 m 半自磨機磨礦,磨礦產(chǎn)品經(jīng)振動篩篩分,篩上產(chǎn)品經(jīng)HP300 破碎機破碎后再返回半自磨磨礦,篩下產(chǎn)品給入水力旋流器分級,沉砂給入立式磨機VTM1500WB 再磨,VTM1500WB 再磨產(chǎn)品再給入水力旋流器分級,沉砂返回再磨,水力旋流器溢流合并給入浮選作業(yè)[37]。

圖1 Cannington 鉛鋅銀礦破碎+半自磨+立磨工藝流程Fig. 1 Crushing+semi automatic grinding+vertical grinding process flow of Cannington lead-zinc silver ore

3 選別工藝流程

3.1 浮選

3.1.1 硫化鉛鋅礦浮選

鉛鋅礦普遍礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造復雜、有用礦物種類多及共伴生礦嵌布緊密等,使得浮選處理鉛鋅礦的選礦工藝流程復雜多樣。硫化鉛鋅礦石浮選原則流程主要有優(yōu)先浮選流程、全混合浮選流程、部分混合浮選流程、等可浮浮選流程、異步浮選流程及分支串流浮選流程等(硫化鉛鋅礦傳統(tǒng)浮選工藝原則流程特點見表1),當?shù)V石中含有硫化鐵礦物、硫化銅礦物等時,在上述原則流程上又衍生出多種形式的工藝流程[38-41]。

表1 硫化鉛鋅礦傳統(tǒng)浮選工藝原則流程特點Table 1 Characteristics of traditional flotation processes principle flow for lead-zinc sulfide ores

針對某含銀低品位鉛鋅礦石,敖順福等人采用優(yōu)先浮鉛再浮鋅的浮選工藝流程,獲得了鉛品位66.43%、銀品位309.71 g/t、鉛回收率95.97%、銀回收率74.87%的鉛精礦,以及鋅品位53.35%、鋅回收率90.35%的鋅精礦[42]。針對云南某復雜硫、氧混合鉛鋅礦,毛志丹等人采用混合浮選硫化礦及氧化礦的工藝流程,獲得了鉛綜合回收率85.18%、鋅綜合回收率95.46%的鉛鋅混合硫化精礦和氧化精礦,其中硫化鉛鋅精礦中鋅、鉛品位分別為46.14%、7.86%,氧化鉛鋅精礦中鉛、鋅品位分別為12.71%、6.01%[43]。針對云南某高硫高鐵鉛鋅礦,闞賽瓊等人采用鉛硫混合浮選-鉛硫分離-尾礦再選鋅的浮選工藝流程,獲得的鉛精礦鉛品位58.37%、鉛回收率86.02%,鋅精礦鋅品位50.25%、鋅回收率94.38%[44]。針對棲霞山深部銀鉛鋅礦石,趙志強等人采用銀鉛快速浮選-異步強化再選-粗精礦再磨精選工藝,輔助采用鉛高效捕收劑BK906,解決了同種礦物由于可浮性差異而影響選礦指標的問題,工業(yè)應(yīng)用后銀鉛精礦中銀品位提高156.00 g/t、銀回收率提高11.58 百分點及鉛品位提高8.11 百分點、鉛回收率提高3.78 百分點,鋅精礦鋅品位提高1.00 百分點、鋅回收率提高2.88 百分點[45]。針對安徽新橋鉛鋅礦石,羅仙平等人采用電位調(diào)控依次優(yōu)先浮選工藝流程,獲得鉛品位59.77%、鉛回收率 68.62%的鉛精礦,鋅品位52.08%、鋅回收率83.24%的鋅精礦及硫品位42.14%、硫回收率89.95%的硫精礦[46]。

任何一種礦石的浮選分離都需要合適的選礦工藝流程來實現(xiàn),鉛鋅礦的礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物組成、嵌布特性、有用組分及含量、價值等的不同,導致采用浮選工藝流程的不同。但在實際生產(chǎn)過程中,選礦廠建成投入生產(chǎn)后,礦石性質(zhì)的改變及選礦藥劑、選礦設(shè)備等的進步,同一礦體的不同礦石或同一礦體的不同開采時期,所采用的浮選原則流程都不盡相同,因此需要持續(xù)不斷的進行工藝流程的改進及完善,以獲得更好的選礦技術(shù)經(jīng)濟指標。

錫鐵山鉛鋅礦選礦系統(tǒng)自投產(chǎn)以來對選礦工藝進行了多次改進,3 000 t/d(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系列)先后采用鉛鋅等可浮工藝、優(yōu)先選鉛再選鋅的工藝、優(yōu)先選鉛-鋅硫混合浮選-鋅硫分離工藝,新增系列(Ⅳ系列)采用原生電位調(diào)控浮選新工藝,最終形成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系列采用鉛優(yōu)先浮選-鋅硫混合浮選-鋅硫分離工藝流程,Ⅳ系列采用電位調(diào)控浮選工藝[47]。凡口鉛鋅礦選礦系統(tǒng)自建成投產(chǎn)以來持續(xù)不斷地對選礦工藝流程進行革新,先后采用鉛鋅混合浮選、低堿度優(yōu)先浮選工藝、高堿優(yōu)先浮選工藝、異步混合浮選工藝、快速浮選工藝、電位調(diào)控浮選工藝、快速分支浮選工藝,最終形成目前使用的FKNSP 新四產(chǎn)品工藝[48-49]。

3.1.2 氧化鉛鋅礦浮選

氧化鉛鋅礦主要采用直接浮選法、硫化浮選法及螯合劑浮選法等,但對于含有大量可溶性鹽、礦泥及黏土等的氧化鉛鋅礦,采用單一的浮選法難以回收或成本較高,則采用重-浮聯(lián)合工藝、選冶聯(lián)合工藝等進行處理[50-52]。但單一的氧化鉛鋅礦床非常少見,通常都是既有氧化礦物又有硫化礦物的復雜礦床。因此多采用先浮選硫化礦再浮選氧化礦的分段浮選,主要工藝流程可分為硫化鉛-氧化鉛-硫化鋅-氧化鋅依次浮選,硫化鉛-硫化鋅-氧化鉛-氧化鋅依次浮選;由于部分氧化鉛礦物易浮會造成硫化鋅浮選含鉛高,多采用硫化鉛和氧化鉛同步浮選,即硫化鉛+氧化鉛-硫化鋅-氧化鋅依次浮選(氧硫混合鉛鋅礦傳統(tǒng)浮選工藝原則流程特點見表2)[53]。此外,混合浮選流程也有一定的使用,主要為硫化礦物和氧化礦物分別混合浮選、鉛或鋅的硫化礦物和氧化礦物分別混合浮選,但產(chǎn)出的混合精礦不利于冶煉處理。

表2 氧硫混合鉛鋅礦傳統(tǒng)浮選工藝原則流程特點Table 2 Characteristics of traditional flotation processes principle flow for oxidation-sulfidation lead-zinc bulk ores

針對某鉛鋅礦,戴新宇等人采用硫化鉛-氧化鉛-硫化鋅-氧化鋅依次浮選的工藝流程,獲得鉛品位73.33%、鉛回收率61.62%的硫化鉛精礦,鋅品位53.86%、鋅回收率52.09%的硫化鋅精礦,鋅品位37.85%、鋅回收率23.57%的氧化鋅精礦,其中氧化鉛未選出合格精礦,氧化鉛浮選只作為降低鋅精礦中鉛含量的措施[54]。針對寧南難選氧化硫化混合鉛鋅礦,喬吉波等人采用硫化鉛-硫化鋅-氧化鉛-氧化鋅依次浮選的工藝流程,獲得鉛品位73.01%、鉛回收率64.73%的硫化鉛精礦,鋅品位43.54%、鋅回收率29.88%的硫化鋅精礦,鉛品位51.44%、鉛回收率30.77%的氧化鉛精礦,鋅品位26.88%、鋅回收率37.32%的氧化鋅精礦[55]。針對四川某氧硫混合鉛鋅礦,鄧攀采用硫化鉛和氧化鉛-硫化鋅-氧化鋅依次浮選的工藝流程,得到鉛精礦鉛品位45.36%、鉛回收率85.33%,總鋅精礦鋅品位 40.42%、回收率86.28%[56]。

3.2 重選-浮選聯(lián)合工藝

鉛鋅礦物密度普遍高于脈石礦物,尤其是鉛礦物,使得鉛鋅礦使用重選成為了可能,但重選通常為鉛鋅礦選礦的輔助選礦方法,重選-浮選聯(lián)合工藝應(yīng)用中,重選主要用于預選拋廢、中礦處理及尾礦再選預富集等,在混合鉛鋅礦和氧化鉛鋅礦中應(yīng)用重選-浮選聯(lián)合工藝更為常見。

針對云南蘭坪地區(qū)某高泥型硫氧混合鉛鋅礦,劉兵等人采用預先脫泥-泥質(zhì)重選回收氧化鋅-先硫后氧浮選回收鉛鋅的聯(lián)合回收工藝,獲得的鉛精礦含鉛50.02%、鉛回收率75. 22%,硫化鋅精礦含鋅47.98%、鋅回收率35.20%,氧化鋅精礦含鋅25. 01%、鋅回收率49. 93%[57]。針對西南地區(qū)某鉛鋅礦,呂超等人采用重介質(zhì)預先富集-浮選的聯(lián)合工藝流程,1~13 mm原礦經(jīng)重介質(zhì)預先富集,可丟棄產(chǎn)率39.38%、含鋅0.97%、含鉛0.061%的尾礦;重介質(zhì)分選精礦和0~1 mm 原礦合并經(jīng)磨礦、浮選得到精礦產(chǎn)品鋅品位58.53%、鋅回收率94.68%、鉛品位1.65%、鉛回收率83.95%[58]。針對陜西某氧化鋅礦,汪先道等人采用全浮選流程進行處理,浮選中礦不斷循環(huán)導致礦泥大量累積以及精選過程粗顆粒的鋅礦物容易進入中礦,通過浮選中礦集中采用搖床重選,重選精礦與浮選精礦進行合并,獲得綜合精礦鋅品位32.95%和回收率88.03%的指標[59]。針對凡口鉛鋅礦1 號尾礦庫的尾礦,曾懋華等人采用0.074 mm 細篩分級,篩上和篩下粒級分別采用搖床重選,獲得鉛鋅總含量10.17%的重礦,并拋棄55%的脈石礦物,重選后的重礦經(jīng)磨礦后浮選獲得含鉛17.83%、含鋅29.60%、回收率分別為71.82%和85.46%的鉛鋅混合精礦[60]。

3.3 磁選-浮選聯(lián)合工藝

鉛鋅礦礦石性質(zhì)復雜,當鉛鋅礦中含有鐵閃鋅礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦等磁性礦物時,在浮選工藝流程中引入磁選,以磁選分選磁性礦物及浮選分選硫化礦物進行工藝協(xié)同,可以更好地提高目的礦物的選別分離效果。需要獲得高品位的精礦時,可通過磁選進一步脫除精礦產(chǎn)品中的鐵閃鋅礦及其他磁性礦物,尤其磁選分離鋅精礦中的閃鋅礦和鐵閃鋅礦更為簡單且高效。某鉛鋅礦石類型為磁黃鐵礦鉛鋅礦石和黃鐵礦-磁鐵礦鉛鋅礦石,程倩等人采用鉛鋅優(yōu)先浮選,鉛浮選粗精礦再磁選,鋅浮選粗精礦再磁選,磁性產(chǎn)品進行合并(工藝原則流程見圖2),得到鉛品位50.82%、鉛回收率62.59%的鉛精礦,鋅品位45.42%、鋅回收率79.26%的鋅精礦,磁性產(chǎn)品中鉛品位1.38%、鉛回收率4.19%、鋅品位 11.83%、鋅回收率 6.15%[61]。針對內(nèi)蒙古某低品位難選鉛鋅礦石,羅仙平等人在鉛鋅硫依次浮選流程的基礎(chǔ)上,在浮鋅前先通過弱磁選脫除磁黃鐵礦及部分高鐵閃鋅礦,以便為后續(xù)獲得合格鋅精礦奠定基礎(chǔ),試驗中磁選精礦含鋅1.42%、鋅損失率14.72%,鋅精礦含鋅44.11%、鋅回收率90.93%[62]。在放牛溝鉛鋅礦的選礦試驗中,鐵閃鋅礦含鐵6.81%~15.09%, 對已獲得的含鋅43.86%的鋅精礦進行磁選,可分選出部分含鐵高的鐵閃鋅礦和其他的磁性物,鋅精礦鋅品位達到47.75%,提高了3.89 百分點,鋅作業(yè)回收率98.8%[63]。

圖2 某鉛鋅礦浮-磁聯(lián)合精選工藝原則流程Fig. 2 Principle flow of flotating-magnetic combined separation for a certain lead-zinc mine

3.4 揀選-浮選聯(lián)合工藝

近年來利用礦石表面顏色、放射性、射線吸收特性等研發(fā)的智能拋廢揀選設(shè)備在預選拋廢作業(yè)得到了應(yīng)用。低品位鉛鋅礦采用智能拋廢揀選設(shè)備進行預選拋廢后再浮選,可提高入選礦石品位,減少廢石進入磨礦及選別作業(yè),降低磨礦能耗及選別成本,并促進預選拋出塊狀或粗顆粒廢石以便資源化利用。

水口山選礦廠鉛鋅選礦車間改造增加XRT 射線智能揀選機進行預選拋廢,作業(yè)拋廢率25%~30%,年拋出廢石約4 萬t,原礦處理能力從1 800 t/d 提高到2 000 t/d,拋廢廢石品位低于浮選尾礦品位鉛+鋅≤0.4%的設(shè)計指標[64]。甘肅某鉛鋅礦選用XND-104 智能分選機進行工業(yè)預先拋廢生產(chǎn),作業(yè)拋廢率為75%時取得了預選粗精礦鉛、鋅富集比分別為3.5、3.2 的指標,且生產(chǎn)過程中廢石鉛+鋅品位低于浮選尾礦品位0.25%的指標[65]。

3.5 選冶聯(lián)合工藝

部分礦石性質(zhì)復雜的鉛鋅礦,常規(guī)的選礦技術(shù)難以產(chǎn)出合格的精礦產(chǎn)品,或是不能實現(xiàn)資源的充分回收利用,冶金在處理復雜難選鉛鋅礦方面具有適應(yīng)性好、針對性強及運行高效的優(yōu)勢,采用選冶聯(lián)合工藝有效發(fā)揮了選礦及冶煉的特有優(yōu)勢。選冶聯(lián)合工藝主要為先選后冶工藝和先冶后選工藝,采用的冶煉技術(shù)主要有生物冶金(細菌生物浸出)、火法冶金(硫化焙燒)及濕法冶金(酸浸、氨浸)。先選后冶工藝,選礦主要用于預富集以降低后續(xù)冶金工藝生產(chǎn)成本;先冶后選工藝,冶金工藝多用于預先浸出回收氧硫混合鉛鋅礦中氧化鉛鋅礦,或者氧化鉛鋅礦預處理硫化,然后再進行浮選回收。

針對某含鋅浮選鉛精礦,李旭采用細菌浸出提高鉛精礦品質(zhì),在浸礦體系C(Fe3+)/C(Fe2+)為1∶1(TFe 3 g/L)時,含鋅鉛精礦浸鋅的選擇性最好,鋅浸出率63.12%,鉛的品位為58.97%,鋅雜質(zhì)含量由8.94%下降到3.31%[66]。針對云南蘭坪高堿性脈石型低品位氧化鋅礦,李珊珊等人采用循環(huán)氨浸-萃取-酸性電積-浮選的工藝流程進行處理,經(jīng)選冶聯(lián)合流程處理后鋅總回收率可達92.57%,其中氨浸渣再磨后以硫化-黃藥法浮選進行選別,試驗獲得含鋅22.16%、鋅回收率為 68.97%的鋅精礦[67]。針對云南某低品位氧化鋅礦,徐瑾等人采用脫泥-浮選預富集脫鈣-濕法煉鋅的流程(工藝原則流程見圖3),浮選采用硫化鈉為硫化劑、六偏磷酸鈉+水玻璃為調(diào)整劑及HHA 為捕收劑,氧化鋅粗精礦和礦泥分別進行硫酸浸出,獲得總鋅回收率為90. 27%、氧化鈣脫除率63.50%的氧化鋅礦[68]。針對國外某氧化鉛鋅礦,程建國利用礦石中含有的黃鐵礦進行硫化焙燒,在焙砂磨礦粒度-0.038 mm 占92.56%條件下,經(jīng)閉路流程選別可獲得含鉛9.87%、含鋅38.92%的混合鉛鋅精礦,鉛、鋅回收率分別為75.79%和79.78%[69]。

圖3 某氧化鋅礦選冶聯(lián)合工藝原則流程Fig. 3 Principle flowchart of a zinc oxide ore beneficiation and smelting combined process

4 鉛鋅礦選礦藥劑

4.1 捕收劑

4.1.1 硫化鉛鋅礦物捕收劑

硫化鉛鋅礦物的捕收劑種類較多,主要有黃藥類、黑藥類及硫氮類等。黃藥類、黑藥類及硫氮類捕收劑(結(jié)構(gòu)式見圖4)的親固基為含硫基因,與金屬硫化礦物表面的金屬離子起作用,是其能捕收硫化礦物的關(guān)鍵。黃藥是硫化鉛鋅礦物最常用的捕收劑,但黃藥的捕收作用隨碳鏈的增長而增強但選擇性降低,在酸性介質(zhì)中低級黃藥的酸分解速度比高級黃藥快,使得黃藥宜在堿性礦漿介質(zhì)中使用,而在酸性介質(zhì)中應(yīng)采用高級黃藥;硫化鉛鋅礦物的混合浮選宜使用短鏈黃藥作為捕收劑以降低混合精礦浮選分離難度,浮選可浮性差的方鉛礦、未經(jīng)活化的閃鋅礦、難浮的鐵閃鋅礦及氧化鉛鋅礦等,宜采用高級黃藥作為捕收劑。硫氮類捕收劑是硫化鉛礦物更為常用的捕收劑,其中乙硫氮選擇性好、反應(yīng)快及用量低,應(yīng)用最為廣泛,尤其是抑鋅浮鉛分離,且多在高堿礦漿介質(zhì)中使用,能改善鉛鋅的選別分離效果。黑藥的捕收能力比黃藥弱,但選擇性和穩(wěn)定性相對更好,且一般具有起泡性,可不再加起泡劑,在酸性礦漿中較難分解,在堿性礦漿中對硫化鐵礦物捕收能力弱,更適用于伴生硫化鐵礦物較多的鉛鋅礦選礦。

圖4 黃藥、黑藥、硫氮類結(jié)構(gòu)式Fig. 4 Structure diagram of xanthate, aerofloat, sulfur and nitrogen

針對河北某低品位難選鉛鋅礦,竇源東等人采用鉛鋅依次優(yōu)先浮選流程,以乙硫氮為鉛浮選捕收劑、丁基黃藥為鋅浮選捕收劑,獲得鉛品位58.63%、鉛回收率78.36%的鉛精礦和鋅品位52.34%、鋅回收率72.15%的鋅精礦[70]。針對四川某硫化鉛鋅礦選礦獲得精礦品位較低的問題,朱賢文等人將選鉛捕收劑由BK-906 更換為25#黑藥,并增加鉛粗精礦再磨,相較于現(xiàn)場工藝,優(yōu)化試驗獲得的鉛精礦、鋅精礦的品位分別提升2.42、3.72 百分點,鉛、鋅回收率分別提高0.26、4.11 百分點[71]。

為實現(xiàn)鉛鋅礦的高效浮選分離,針對鉛鋅礦物浮選捕收劑的作用方向及機理,研發(fā)應(yīng)用新型藥劑成為了浮選藥劑的主要發(fā)展方向,尤其針對特定礦物的捕收研發(fā)專屬藥劑。

針對某高硫鉛鋅礦,胡陳強等人采用優(yōu)先浮選工藝流程,以新型捕收劑HQ-Pb 作為鉛浮選捕收劑、HQ-Zn 作為鋅浮選捕收劑,獲得鉛品位56.62%、鉛回收率82.36%的鉛精礦,鋅品位45.92%、鋅回收率82.29%的鋅精礦[72]。針對四川某鉛鋅硫化礦石浮選分離困難,丁聲強以捕收能力、選擇性兼具的QF-11作為方鉛礦捕收劑,丁基黃藥作為閃鋅礦捕收劑,實現(xiàn)鉛鋅硫化礦在低堿條件下浮選分離,獲得含鉛60.67%、鉛回收率88.03%及含銀4 668.35 g/t、銀回收率82.13%的鉛精礦和含鋅51.87%、鋅回收率89.65%的鋅精礦[73]。JIA 等人合成了一種新型藥劑三甲基乙酰硫代苯甲酰胺(TTBA),將其作為捕收劑用于浮選分離方鉛礦和閃鋅礦,發(fā)現(xiàn)TTBA 對比丁基鈉黃藥具有更好的捕收能力和選擇性,TTBA 在方鉛礦表面具有優(yōu)異的選擇性吸附,通過形成Pb-S 和Pb-O 鍵吸附在方鉛礦表面[74]。

新型浮選藥劑的研發(fā)周期長、生產(chǎn)成本高及采購渠道窄,尤其是代號類藥劑的組分、安全環(huán)保性能等不明,使得推廣應(yīng)用受到一定影響。通過常規(guī)捕收劑的組合應(yīng)用或不同作業(yè)中使用不同的捕收劑,在提高捕收性能的同時增強分離選擇性,成為解決硫化鉛鋅礦物高效分離的重要途徑之一。

針對盤龍鉛鋅礦選礦廠回收率偏低、流程中礦循環(huán)量過大等生產(chǎn)問題,蘇振華采用低堿選鉛-高堿選鋅流程,其中鉛浮選采用苯胺黑藥+丁基銨黑藥的組合藥劑作為捕收劑,鋅浮選采用異丙基黃藥作為捕收劑,其中鉛粗精礦進行了再磨,獲得含鉛57.88%、鉛回收率為61.54%的鉛精礦和含鋅49.92%、鋅回收率為90.04%的鋅精礦[75]。針對某高硫鉛鋅礦,李博琦等人采用優(yōu)先浮鉛再浮鋅的原則流程,以丁基黃藥+乙硫氮作為鉛浮選捕收劑,丁基黃藥作為鋅浮選捕收劑,獲得鉛品位58.42%、鉛回收率80.92%的鉛精礦,鋅品位51.61%、鋅回收率92.60%的鋅精礦[76]。針對內(nèi)蒙古某富銀鉛鋅硫化礦,曹飛等人使用優(yōu)先浮鉛再浮鋅的原則流程,丙基黃藥+丁基銨黑藥+25 號黑藥為捕收劑浮鉛,丁基黃藥為捕收劑浮鋅,最終獲得鉛品位52.71%、銀品位3 182.00 g/t、鉛回收率94.22%、銀回收率82.00%的鉛精礦和鋅品位46.11%、銀品位255 g/t、鋅回收率87.31%、銀回收率6.78%的鋅精礦,銀主要分布在鉛精礦中[77]。

在目前的工業(yè)生產(chǎn)使用中,黃藥是硫化鋅礦物的常用捕收劑,硫氮類是硫化鉛礦物的主要捕收劑,組合捕收劑充分利用各捕收劑之間的協(xié)同作用,具有很多單一捕收劑不具備的選擇性捕收優(yōu)勢,研發(fā)捕收性能強兼具選擇性好的硫化鉛鋅礦物捕收劑將一直是選礦藥劑的重要發(fā)展方向。

4.1.2 氧化鉛鋅礦物捕收劑

氧化鉛礦物的可浮性較差,主要采用硫化處理使氧化鉛礦物生成硫化膜,再用常規(guī)硫化礦捕收劑進行選別,其中硫化-黃藥浮選應(yīng)用最為廣泛。為避免操作流程復雜的硫化處理,也采用螯合捕收劑和脂肪酸捕收劑直接浮選氧化鉛礦物。螯合捕收劑與金屬礦物反應(yīng)產(chǎn)生的金屬螯合物比常規(guī)離子型和共價型金屬鹽更穩(wěn)定,使其具有選擇性高及捕收能力強的特點,以至于不經(jīng)預先硫化亦能實現(xiàn)氧化鉛鋅礦物的直接選擇性捕收。

針對西藏某含銀氧化鉛礦石,廖乾以水玻璃為分散劑和抑制劑、硫化鈉為硫化劑、丁基黃藥為捕收劑,獲得的鉛精礦含鉛62.87%、鉛回收率92.23%、含銀658.14 g/t、銀回收率89.66%[78]。針對云南某高品位氧化鉛鋅礦主要成分為異極礦和白鉛礦,王祖旭采用新型螯合捕收劑C6403 為白鉛礦浮選捕收劑,進行了異極礦和白鉛礦的浮選分離試驗,獲得的鉛精礦鉛品位為42.04%、鉛回收率為83.22%,鋅精礦鋅品位為43.51%、鋅回收率為89.36%[79]。針對螯合捕收劑CF浮選氧化鉛鋅礦的試驗研究,譚欣等人得出以螯合劑CF 為捕收劑、六偏磷酸鈉和硫酸鋅鹽化水玻璃為抑制劑,在常溫下的自然pH 值礦漿中不需要加溫和預先用硫化鈉硫化就能較好地實現(xiàn)氧化鉛鋅礦物與方解石、白云石、褐鐵礦和石英的浮選分離[80]。王福良在白鉛礦的浮選行為研究時發(fā)現(xiàn),使用油酸浮選白鉛礦,白鉛礦在礦漿pH 值為5~11 范圍內(nèi)很好浮游,在礦漿pH 值為9~11 時白鉛礦浮選幾乎完全浮游,但礦漿pH 值大于11 后白鉛礦的可浮性受到強烈抑制,在pH 值為12 時白鉛礦己經(jīng)被完全抑制[81]。

浮選氧化鋅礦物,最常見的捕收劑是胺類和黃藥類,針對硫化-胺浮選、硫化-黃藥浮選的研究最為普遍。硫化-胺浮選對礦泥和可溶性鹽類礦物敏感,采用脫泥易造成細粒級鋅礦物的損失,以及使得選礦工藝流程更加復雜。硫化-黃藥浮選,氧化鋅礦物充分硫化后需要先用硫酸銅進一步活化再用高級黃藥進行浮選,甚至需對礦漿進行加溫以提高硫化效果,造成需額外配置礦漿加熱設(shè)施,使得選礦投資及運行成本增加。

針對新疆某鉛鋅選礦廠尾礦中極低品位氧化鋅礦,靳晨曦等人通過脫出10%的礦泥,以碳酸鈉、水玻璃為調(diào)整劑,硫化鈉為硫化劑,新型胺類捕收劑F210 作為捕收劑,獲得的鋅精礦鋅品位為28.64%、回收率為52.24%[82]。針對菱鋅礦加溫強化硫化機理研究,蔡錦鵬發(fā)現(xiàn)在pH 值為9,以硫化鈉為硫化劑、硫酸銅為活化劑、異戊基黃藥為捕收劑,菱鋅礦的最高浮選回收率僅為48.57%,當硫化溫度由20 ℃提高至60 ℃時,菱鋅礦的浮選回收上升到76.17%,提高近28 百分點[83]。

氧化鉛鋅礦的硫化浮選在工業(yè)生產(chǎn)使用中應(yīng)用最為廣泛,氧化鉛礦物硫化-黃藥浮選、氧化鋅礦物硫化-胺浮選得到了長足的發(fā)展,但硫化過程控制難度大,研發(fā)不經(jīng)預先硫化亦能實現(xiàn)氧化鉛鋅礦物的直接選擇性捕收的選礦藥劑將是未來的重要發(fā)展趨勢,其中螯合捕收劑具有較好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4.2 抑制劑

4.2.1 硫化鉛礦物抑制劑

硫化鉛礦物常用的抑制劑為重鉻酸鹽、糊精及羧甲基纖維素等。由于方鉛礦難抑制且抑制后不易活化,生產(chǎn)實踐中鉛鋅選礦分離多以抑鋅浮鉛為主,抑鉛浮鋅的研究及應(yīng)用相對較少。對于鉛鋅混合精礦的浮選分離、鋅精礦脫鉛浮選,尤其是精礦中的鋅礦物已被活化劑作用,采用抑鉛浮鋅分離是有效途徑之一。

針對某進口鉛鋅混合精礦,李國棟采用抑鉛浮鋅工藝,通過硫酸酸洗,丁基黃藥+乙硫氮的組合捕收劑進行粗選,粗選泡沫添加糊精為抑制劑抑鉛浮鋅進行精選,獲得鉛品位42.26%、回收率69.73%的鉛精礦,鋅品位44.96%、回收率71.89%的鋅精礦[84]。

4.2.2 硫化鋅礦物抑制劑

硫化鋅礦物的主要抑制劑為氰化物、硫酸鋅、硫化鈉、亞硫酸及其鹽等。氰化物對閃鋅礦的抑制選擇性好且抑制能力強,氰化物在閃鋅礦表面生成親水且難溶的化合物Zn(CN)2阻礙捕收劑的作用實現(xiàn)抑制,表面被銅離子活化的閃鋅礦仍能被氰化物進行抑制,且氰化物對方鉛礦無抑制作用,但氰化物有劇毒、價格昂貴,宜在堿性介質(zhì)中使用,以及會抑制金、銀礦物,使得其應(yīng)用受到限制[85]。硫酸鋅是閃鋅礦的良好抑制劑,主要通過生成HZnO2-或ZnO22-離子吸附在閃鋅礦表面,導致閃鋅礦親水而受到抑制,部分礦床的閃鋅礦只單獨使用硫酸鋅即能實現(xiàn)抑制,但有的則需使用石灰、碳酸鈉、硫化鈉、亞硫酸鹽等與硫酸鋅組合使用才能實現(xiàn)有效抑制。

內(nèi)蒙古某鉛鋅銀多金屬礦現(xiàn)場采用石灰+硫酸鋅的組合抑制劑在礦漿pH 值大于11 的條件下抑鋅浮鉛,存在鉛、銀礦物沒有得到很好回收,楊備等人采用碳酸鈉+硫酸鋅的組合抑制劑在低堿條件下抑鋅浮鉛工藝,鉛的回收率提高5.25 百分點、銀在鉛精礦中的回收率提高10.02 百分點[86]。針對內(nèi)蒙古某復雜鉛鋅多金屬礦,黃雪約等人采用優(yōu)先浮選流程,鉛浮選以硫酸鋅+亞硫酸鈉為鋅抑制劑、BM-3 為捕收劑,鋅浮選以硫酸銅為活化劑、丁基黃藥為捕收劑,獲得了鉛品位68.81%、鉛回收率90.76%的鉛精礦和鋅品位52.83%、鋅回收率89.91%的鋅精礦[87]。對經(jīng)銅離子活化后的某鉛鋅硫混合精礦,馮其明等人使用活性炭脫藥,硫化鈉+硫酸鋅聯(lián)合抑鋅的藥劑制度,實現(xiàn)閃鋅礦從硫酸銅活化后的鉛鋅硫混合精礦中的有效分離,對于鉛、鋅品位分別為9.32%和20.01%的原礦,閉路試驗分離出鋅品位為36.04%、回收率為89.41%的鋅精礦[88]。

除氰化物和硫酸鋅外的硫化鋅礦物抑制劑也逐步得到了研究應(yīng)用。特別是有機抑制劑,具有環(huán)境污染小和易于選礦廢水處理回用等特點,且可以通過官能團的選擇、合成及改性,改變藥劑作用的選擇性,成為研究熱點。

針對某復雜鉛鋅礦,李健民等人采用組合抑制劑檸檬酸鈉和焦磷酸鈉對閃鋅礦實現(xiàn)了較強的抑制,且能同時抑制硫鐵礦,經(jīng)試驗獲得鉛精礦鉛品位60.34%、鉛回收率81.31%,鋅精礦鋅品位47.86%、鋅回收率93.11%[89]。針對巰基類小分子有機抑制劑對復雜硫化礦物浮選行為的抑制機理研究,劉潤清等人發(fā)現(xiàn)巰基乙酸在 pH 值6~8 之間可以抑制磁黃鐵礦和鐵閃鋅礦,巰基乙醇在pH 值為6~8 范圍內(nèi)對鐵閃鋅礦有抑制作用,而對脆硫銻鉛礦和磁黃鐵礦沒有抑制效果[90]。針對廣西某鉛鋅多金屬硫化礦使用氰化物作為鉛鋅分離抑制劑導致環(huán)境污染問題,王陽等人研究開發(fā)出以三硫代碳酸鹽為親固基的新型有機抑制劑D1,抑制劑D1 通過化學吸附的方式吸附在鐵閃鋅礦表面,使得礦物表面電位負移,同時減小礦物表面接觸角,對鐵閃鋅礦具有明顯的抑制作用[91]。

目前,工業(yè)生產(chǎn)使用的硫化鋅礦物抑制劑主要為無機抑制劑,硫酸鋅為主的抑制劑已基本取代氰化物,硫酸鋅的單獨使用或以其為主和其他藥劑的組合使用更為普遍,組合抑制劑具有更廣的適用范圍且更好的抑制作用;有機抑制劑的研究逐漸增多,但很少見到用于工業(yè)生產(chǎn)。

4.3 活化劑

硫化鋅礦物能被多種重金屬離子活化,如銅離子、鉛離子、銀離子及汞離子等,且閃鋅礦經(jīng)活化后其浮選行為與活化劑相應(yīng)的金屬硫化物相似。鑒于經(jīng)濟性和環(huán)保性,生產(chǎn)實踐中應(yīng)用最多的硫化鋅礦物活化劑為來源廣泛的硫酸銅,而有機活化劑在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用目前少見到報道。但在使用硫酸銅活化硫化鋅礦物時,黃鐵礦、磁黃鐵礦也會受到活化,從而影響鋅精礦質(zhì)量,針對硫酸銅活化選擇性差且價格相對較高的問題,一些新型的硫化鋅礦物活化劑得到研發(fā)應(yīng)用,如X-43、T-1 等。

針對云南都龍高鐵閃鋅礦,謝賢等人研究發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)的活化劑硫酸銅相比,新型活化劑X-43 能顯著提高鋅精礦品位和回收率,鋅精礦鋅的品位提高3.62 百分點、回收率提高3.91 百分點,并對硫化鐵礦物具有一定的抑制效果[92]。針對云南瀾滄鐵閃鋅礦的活化性能研究,謝賢等人發(fā)現(xiàn)硝酸鉛對鐵閃鋅礦的活化效果較差,硫酸銅在pH 值=13 時可使鐵閃鋅礦的回收率達到61.30%,T-1 則可在pH 值=10 時使鐵閃鋅礦的回收率達到64.10%,且T-1 對比硫酸銅可降低藥劑成本20%[93]。

工業(yè)生產(chǎn)使用中,硫酸銅是應(yīng)用最為普遍的活化劑,但新型活化劑具有選擇性強、成本低等優(yōu)點,將是活化劑發(fā)展的重要方向之一。

5 鉛鋅礦選礦設(shè)備

5.1 碎磨設(shè)備

5.1.1 破碎設(shè)備

常用的破碎設(shè)備主要有顎式破碎機、旋回破碎機、圓錐破碎機、反擊式破碎機及高壓輥磨機等。顎式破碎機、旋回破碎機主要用于粗碎作業(yè),圓錐破碎機、反擊式破碎機多用于中、細碎作業(yè),以顎式破碎機和圓錐破碎機為核心的兩段或三段破碎最為常見;高壓輥磨機、移動破碎站以其特有的優(yōu)勢,逐步推動鉛鋅傳統(tǒng)碎礦方式的變革。破碎設(shè)備的主要發(fā)展方向為大型化、高效化及自動化控制等,以及使用新結(jié)構(gòu)、新材料及新技術(shù)等改善傳統(tǒng)破碎設(shè)備的性能,使得先進的破碎設(shè)備在高效率、低能耗及運行穩(wěn)定方面優(yōu)勢更加突出。

烏拉根鉛鋅礦選礦廠設(shè)計處理能力5 000 t/d,破碎作業(yè)主要設(shè)備均為進口美卓設(shè)備,粗、中、細碎設(shè)備分別為C110、HP300 和HP500,在生產(chǎn)中通過破碎篩分作業(yè)粒度實現(xiàn)擠滿給礦,有效提高了生產(chǎn)效率,生產(chǎn)過程更加穩(wěn)定[94]。三貴口鉛鋅礦破碎車間設(shè)計產(chǎn)能為10 000 t/d,其中-12 mm 含量占比95%,原設(shè)計使用的細碎圓錐破系統(tǒng)實際產(chǎn)能為8 000 t/d,其中-16 mm含量占比95%,不僅達不到設(shè)計產(chǎn)能,而且維修頻繁、維修費用高,更換為山特維克CH865 圓錐破碎機后,系統(tǒng)處理能力增加到了12 000 t/d,其中-12 mm 含量占比95%,且在生產(chǎn)使用中穩(wěn)定性好、故障率低[95]。

高壓輥磨機是一種高效節(jié)能的新型粉碎設(shè)備,破碎產(chǎn)品中細粒級含量多,顆粒又帶有微裂紋,有利于降低磨機給料粒度及提高磨礦單體解離度,而已建成的碎磨流程改造增加高壓輥磨機用作磨前細碎設(shè)備,適當放粗細碎排礦粒度,可增加碎磨系統(tǒng)的整體產(chǎn)能,具有較好的推廣應(yīng)用前景。

都龍選礦廠處理鋅錫多金屬礦,在原破碎系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行局部調(diào)整,保持原兩段一閉路破碎的基本流程結(jié)構(gòu),新增1 臺 GM100 /30 型高壓輥磨機對原碎磨流程進行改造(高壓輥磨機破碎工藝流程見圖5),將磨礦給礦粒度由15 mm 降至10 mm,選礦處理能力由原810 t/d 提高到 1 050 t/d 以上,電單耗從46 kW·h/t降低到39 kW·h/t[96]。

圖5 高壓輥磨機破碎工藝流程Fig. 5 High pressure roller mill crushing process flow chart

隨著破碎設(shè)備的迅速發(fā)展,將傳統(tǒng)的破碎設(shè)備、篩分設(shè)備及移動底座組裝在一起的移動破碎站,在生產(chǎn)使用中無需建設(shè)廠房,并以其結(jié)構(gòu)緊湊、移動靈活及適應(yīng)性強在露天礦山逐步成為核心設(shè)備之一,特別是移動破碎站與智能拋廢揀選設(shè)備在采場聯(lián)合使用,可實現(xiàn)就地拋廢,將逐步成為大型鉛鋅礦露天開采的重要一環(huán)。

蘭坪鉛鋅礦針對露天開采礦石,在采場采用MC120ZPRO 移動顎式破碎設(shè)備進行碎礦,通過鏟裝設(shè)備直接給礦及破碎礦石載重汽車運輸,由于機動性強及適應(yīng)性好的優(yōu)勢,提高了生產(chǎn)效率并降低了生產(chǎn)成本。

5.1.2 磨礦設(shè)備

傳統(tǒng)的磨礦設(shè)備主要有球磨機、棒磨機、自磨(半自磨)機等。球磨機在磨礦中一直占據(jù)主導地位并具有不可替代的作用,其中一段磨礦采用格子型球磨機、再磨采用溢流型球磨機在鉛鋅選礦廠得到了普遍應(yīng)用。軟而脆、易泥化的礦石使用球磨機易加重過磨泥化,使用磨礦作用力較均勻的棒磨機可減少過磨泥化。自磨(半自磨)機的給礦粒度大、破碎比高,可以省去破碎作業(yè)中的中、細碎,具有流程短、占地面積少及能耗低等優(yōu)點,且為濕法碎磨產(chǎn)生粉塵少。棒磨機、自磨(半自磨)機對硬度較大的礦石難以實現(xiàn)充分的單體解離,但半自磨和球磨聯(lián)合應(yīng)用,其中半自磨可避免礦泥對細碎設(shè)備的堵塞,球磨機可實現(xiàn)硬度較大礦石的充分單體解離,使其聯(lián)合應(yīng)用對礦石性質(zhì)適應(yīng)性強,且節(jié)能降耗優(yōu)勢明顯。

錫鐵山鉛鋅礦選礦廠磨浮車間進行技術(shù)升級改造,設(shè)計處理量4 000 t/d,針對磨礦分級系統(tǒng),將原三段一閉路破碎流程和一段閉路磨礦流程改為一段粗碎+半自磨+球磨流程,磨礦分級作業(yè)原為4 臺球磨機和螺旋分級機構(gòu)成,改造后為1 臺MZB5.0 m×2.5m 半自磨機、1 臺MQY 3.8 m×5.2 m 球磨機及和1 臺FX660水力旋流器[97]。蘭坪鉛鋅礦新建處理能力3 000 t/d 的四選廠,但未繼續(xù)借鑒使用一選廠、二選礦廠及三選廠的傳統(tǒng)破碎+球磨的碎磨工藝流程,而是采用粗碎+半自磨+球磨+頑石破碎的碎磨工藝流程,其中半自磨工藝采用MZS6.0 m×3.0 m 半自磨機與STM-S2149 直線振動篩組成閉路磨礦[98]。

為使有用礦物充分單體解離而不過粉碎,采用階段磨礦階段選別成為鉛鋅礦選礦的典型特征之一,但球磨機、棒磨機、自磨(半自磨)機等難以滿足越來越細的磨礦需求,立磨機、艾薩磨等新型攪拌磨礦設(shè)備,以攪拌裝置的旋轉(zhuǎn)帶動筒體內(nèi)介質(zhì)和礦物相互研磨而達到細磨,磨礦產(chǎn)品粒度分布窄,更具有設(shè)備規(guī)格小、能耗低及效率高等優(yōu)勢,且可以使用陶瓷球、河砂等惰性磨礦介質(zhì),能避免鐵介質(zhì)磨損對礦物表面污染影響可浮性和選擇性,在再磨作業(yè)采用立磨機、艾薩磨等新型攪拌磨礦設(shè)備已是當前及未來發(fā)展的主要趨勢。

針對某鉛鋅礦二段入磨鉛硫混合精礦,任英東等人采用立磨機與球磨機進行磨礦對比試驗,試驗得出立磨機磨礦試驗產(chǎn)品中粗粒級含量較球磨機試驗產(chǎn)品下降0.6 百分點,方鉛礦和閃鋅礦單體解離度分別提高2.28 和1.60 百分點;立磨-浮選試驗產(chǎn)品中鉛精礦鉛品位及回收率較球磨機分別提高0.65 和0.61 百分點,鋅精礦鋅品位及回收率較之分別提高0.34 和1.03 百分點[99]。凡口鉛鋅礦鉛鋅硫混合精礦中閃鋅礦經(jīng)銅離子活化后難以被抑制,采用立式攪拌磨在提高混合精礦的解離度的同時對閃鋅礦表面產(chǎn)生一定的擦洗作用,以降低活化后的閃鋅礦的可浮性,采用鉛硫混浮然后鉛硫分離的原則工藝流程,以及新的藥劑制度,獲得了含鉛 54.32%、鋅4.66%的鉛精礦,含鉛1.72%、鋅52.51%的鋅精礦及含鉛 2.05%、鋅 6.95%的硫精礦[100]。毛坪鉛鋅礦硫精礦再選回收鉛鋅,采用抑硫浮選鉛鋅混合精礦的工藝流程,并通過KLM-75型立式螺旋攪拌磨機與水力旋流器構(gòu)成的閉路循環(huán)對混合粗精礦進行再磨,磨礦細度-45 μm 含量占94.91%,再經(jīng)3 次精選,獲得了鉛品位11.01%、鋅品位42.29%及鉛回收率33.03%、鋅回收率57.53% 的鉛鋅混合精礦[101]。新疆阿舍勒銅鋅硫多金屬礦礦石中銅鋅硫礦物共生關(guān)系密切,嵌布粒度極細,在傳統(tǒng)球磨機磨礦作用下單體解離度差,加之生產(chǎn)產(chǎn)能擴增導致磨礦細度急劇下降,再磨球磨機溢流中目標礦物連生體多,通過引進一臺3900L 艾砂磨機取代傳統(tǒng)再磨流程,在排礦細度控制在D80為35 μm 左右,經(jīng)過工藝調(diào)試使銅精礦銅回收率提高1.28 百分點, 銅品位提高1.18 百分點[102]。

5.2 浮選設(shè)備

5.2.1 浮選機

典型的浮選設(shè)備主要有浮選機和浮選柱。浮選機根據(jù)充氣方式可分為充氣式機械攪拌式浮選機和自吸氣式機械攪拌式浮選機,共同的特點是帶有機械攪拌器。浮選機發(fā)展最早、技術(shù)最成熟及設(shè)備種類規(guī)格多,應(yīng)用廣泛,選擇先進適用的浮選機,有利于生產(chǎn)的穩(wěn)定高效運行,且有助于提高選礦技術(shù)經(jīng)濟指標。浮選機的主要發(fā)展方向為大型化、自動化控制,引入離心力場、磁場等的復合浮選力場新型浮選機,以及針對粗粒、微細粒浮選的專屬型浮選機等。但受限于我國鉛鋅礦大型礦少,中小型礦多,選礦廠規(guī)模以中小型為主,大型浮選設(shè)備的應(yīng)用甚少。

某鉛鋅礦5 000 t/d 采選工程,鉛和鋅的粗掃選作業(yè)原設(shè)計采用BF-24 自吸式浮選機,采用GF-24 型浮選機進行替換改造,鉛精礦鉛品位及回收率分別提升3.25、0.90 百分點,鋅精礦鋅品位和回收率分別提升2.54、1.49 百分點[103]。棲霞山鉛鋅礦在選礦廠設(shè)備改造中,采用KYFⅡ型和XCFⅡ型兩種充氣機械攪拌浮選機代替原使用的SF-4 型浮選機,生產(chǎn)獲得精礦品位基本接近,但鉛精礦鉛回收率、鋅精礦鋅回收率、硫精礦硫回收率分別提高0.25、0.97、3.88 百分點[104]。

5.2.2 浮選柱

浮選柱屬于無機械攪拌器浮選設(shè)備,具有結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小及選礦富集比高等優(yōu)點,且適用于細粒級礦物的分選。鉛鋅選礦廠應(yīng)用最廣的浮選設(shè)備為浮選機,但隨著浮選柱技術(shù)的發(fā)展進步,浮選柱逐步得到了應(yīng)用。在碎磨過程中,鉛鋅礦物與脈石礦物之間的機械強度存在著較大差別,鉛鋅礦物存在選擇性磨碎,尤其是鉛礦物,使得磨礦產(chǎn)品粒度分布難以實現(xiàn)窄粒級,不同粒度的礦物浮選速度差異較大,因此精選段使用浮選柱,粗選、掃選段使用浮選機,已經(jīng)成為一種重要的浮選設(shè)備使用模式,但隨著浮選柱入選粒度范圍的擴寬或入選礦石的整體細磨,已有鉛鋅選礦廠實現(xiàn)全流程使用浮選柱。

棲霞山鉛鋅礦采用優(yōu)先浮選原則流程,鉛、鋅及硫選別循環(huán)均為快速選別加常規(guī)粗掃精選,在技術(shù)改造中將微泡逆流接觸式浮選柱用于鉛、鋅及硫選別循環(huán)的快速選別,使鉛、鋅、硫、銀回收率分別提高1.15、2.28、2.35、1.11 百分點,減少29 臺浮選機,降低電耗5.1 kW·h/t 原礦,節(jié)省用水量0. 68 t/t 原礦,浮選藥劑成本節(jié)約1.46 元/t 原礦[105]。盤龍鉛鋅礦使用CCF 浮選柱,一次CCF 浮選柱作業(yè)可以代替2~3 次浮選機作業(yè),選別作業(yè)由原來的18 個減少為9 個,最終獲得的鉛精礦中鉛品位和回收率分別比原來高5.27 和0.54 百分點,獲得的鋅精礦中鋅品位和回收率分別比原來高2.88 和1.27 百分點[106]。柿竹園柴山鉛鋅礦,以半工業(yè)型旋流-靜態(tài)微泡浮選柱為分選設(shè)備進行半工業(yè)選礦試驗,同現(xiàn)場采用浮選機的生產(chǎn)相比,工藝流程得到簡化,鉛精礦鉛品位和鉛回收率分別提高12.58 和0.88 百分點,鋅精礦鋅品位和鋅回收率分別提高1.98和8.95 百分點[107]。

浮選柱更適于細粒級鉛鋅礦的浮選,其代替浮選機進行應(yīng)用有效降低了浮選作業(yè)的次數(shù),簡化了浮選工藝流程,降低了選礦能耗。浮選柱的高選擇性、高富集比有效提高了資源利用率及精礦產(chǎn)品質(zhì)量。

6 結(jié)論與展望

(1)隨著鉛鋅的需求量不斷增加,復雜難選鉛鋅礦產(chǎn)資源的高效回收利用愈發(fā)緊迫,鉛鋅礦物可浮性易變、有用礦物易粉碎或單體解離困難、伴生有用組分分離回收復雜、難免金屬離子干擾、礦泥惡化礦漿環(huán)境等對鉛鋅礦選礦分離的影響愈發(fā)突出。

(2)由傳統(tǒng)的破碎、球磨組成的多碎少磨工藝流程,引入棒磨、半自磨、攪拌磨及高壓輥磨等,形成各具特色的碎磨工藝流程,成為了鉛鋅選礦實現(xiàn)簡化流程、節(jié)能降耗及擴產(chǎn)增效的重要途徑。

(3)浮選是鉛鋅礦選礦最有效且應(yīng)用最廣的選礦方法,充分利用礦物自然可浮性差異,選擇合適的浮選工藝是礦物高效選別分離的關(guān)鍵;根據(jù)礦石性質(zhì)可選性特點,以浮選為主,聯(lián)合重選、磁選、揀選、冶煉等工藝,充分發(fā)揮聯(lián)合工藝的優(yōu)勢,是鉛鋅選礦的重要發(fā)展趨勢。

(4)研究應(yīng)用新型選礦藥劑、常規(guī)選礦藥劑的組合使用,尤其是研發(fā)捕收性能強兼具選擇性好的捕收劑,以及環(huán)保、低成本、高效的抑制劑和活化劑,一直是鉛鋅礦清潔高效選別回收利用的根本保障。

(5)選礦設(shè)備的發(fā)展方向是大型化、高效及節(jié)能,結(jié)合礦石性質(zhì)及選礦廠生產(chǎn)規(guī)模,積極探索適用的半自磨機、高壓輥磨機、移動破碎站、攪拌磨機、浮選柱等,對提升資源利用率、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本及推進節(jié)能減排等具有重要意義。

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