稀有金属 2006,(S2),79-83 DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.2006.s2.020
高氧化率铅锑锌硫化矿选矿小型试验研究
周德炎 唐旭贵
华锡集团长坡选矿厂,华锡集团长坡选矿厂,华锡集团长坡选矿厂 广西南丹547205,广西南丹547205,广西南丹547205
摘 要：
根据大厂火烧高氧化率铅锑锌硫化矿矿石性质特性进行小型试验, 初步探索处理该矿石的选矿工艺:采用全浮-铅锌分离流程, 用XSQ和乙硫氮分别做氧化铅锑矿的活化剂与选择性捕收剂, 试验指标为:铅锑精矿品位达到44.95%、回收率为60.92%;锌精矿品位达到46.37%、回收率为81.17%。
关键词：
高氧化率 ;试验流程 ;氧化矿活化剂 ;
中图分类号： TD952
收稿日期： 2006-08-20
Small Scaled Trial Research for High-Oxidation-Rate Vulcanized Mineral of Lead-Antimony-Zinc
Abstract：
According to the properties of Dachang fired high-oxidize-rate lead-antimony-zinc sulphide ore, small scaled experiment was carry out.The mineral processing technology of handling the ore was investigated firstly: using the flow sheet of all-floatation and lead-zinc separates, using XSQ to do the plumbic and Yiliudan to do the selectivities collectors of the oxide lead-antimony mineral.Results indicate that the lead-antimony concentrate grade attains 44.95%, the recovery rate is 60.92%.The zinc concentrate grade reaches to 46.37%, the recovery rate is 81.17%.
Keyword：
high oxidation rate;test flow sheet;activator of oxide ore;
Received： 2006-08-20
一般来说, 含硫高的有色金属硫化矿矿石容易起火燃烧, 国内外普遍存在, 该类矿石有用金属氧化程度高, 性质复杂, 选别难度大, 目前尚无卓有成效的选别技术, 资源开发也不多。 在大厂矿田, 火烧锡石-多金属硫化矿矿石储量较大, 该部分矿石含有锡、 铅锑、 铟锌等多种有用金属, 储量丰富, 潜在价值高。 其中锡石价值约占45%, 可以用传统方法选别; 铅、 锑、 锌综合价值约占50%, 但氧化率较高, 分别达到10%～40%, 用普通硫化矿选别方法无法获得理想的选别指标。 必须探索有效的工艺流程和药剂制度, 以达到综合回收的目的, 使难以利用的矿产资源早日得到综合利用, 给企业和产业带来实际的经济效益, 并给其他火烧硫化矿选别提供有益的借鉴。
1 原矿性质
1.1 原矿分析
试验综合矿样取自矿山原矿。 该矿石主要有用矿物为锡石、 铁闪锌矿、 脆硫锑铅矿、 辉锑锡铅矿、 黄铁矿、 磁黄铁矿、 毒砂以及稀贵金属银、 铟、 镉等, 并含有少量的铜和铋, 脉石主要是方解石和石英, 试样的多元素化学分析结果见表1, 矿物组成分析见表2。
1.2 矿石性质特点
从原矿分析可以看出, 原矿含锡品位较低, 且锡石晶体嵌布粒度较细, 并有较大一部分呈浸染状嵌布于脉石与硫化矿中, 尤其与硫化矿密切共生。 各种硫化矿均呈以细粒为主的不均匀嵌布, 且相互嵌结比较致密, 除黄铁矿磨至0.2 mm以下基本解离外, 其他硫化矿物则需磨至0.1 mm以下才完全解离。 另外, 铅锑、 锌矿物的氧化率较高, 锌矿物的氧化率一般在11%左右, 铅、 锑矿物的氧化率达到30%, 最高时达到44%, 35%%; 同时还存在可浮性较好, 性质与铁闪锌矿相近的磁黄铁矿, 含量较高。
2 试验流程与药剂制度
根据矿石性质特点, 该矿石属氧化矿、 硫化矿混合结晶的复杂矿石。 同类矿石的生产实践表明, 锡石容易过粉, 硫化矿浮选粒度超过0.3 mm就难以上浮, 所以矿石磨至0.3 mm比较合适, 该粒度不致造成严重的锡石过粉。 在此粒度下, 锡石综合解离度达到90.54%, 铅锑锌矿物的综合解离度达到85%, 浮出铅锑锌矿物后, 浮选尾矿中的锡石用重选方法处理, 而铅锑矿物则另与锌矿物浮选分离回收。 这是锡石-多金属硫化矿常规的选别方法。 因此, 矿物分离试验流程主要考虑了两个方案: 铅锑优先浮选流程和全浮-铅锌分离流程。
表1 试验原矿化学多元素分析结果 (%)
Table 1 Results of multi-elementary analysis of mine-ore /%
Sn
Pb
Sb
Zn
S
Fe
SiO2
CaO
0.39
0.40
0.32
1.78
6.44
6.73
57.78
9.78
表2 试验原矿矿物组成含量分析结果 (%)
Table 2 Content analysis of mine-ore /%
矿物名称
锡石
铁闪锌矿
脆硫铅锑矿
黄铁矿
0.76
2.27
1.09
10.49
毒砂
磁黄铁矿
辉锑锡铅矿
脉石
0.42
0.68
0.12
84.17
该矿石选别的另一个关键问题是被严重氧化的铅锑锌矿物的浮选回收。 关于氧化铅锌矿物的浮选回收, 国内外近几年主要研究方向是: (1) 研制氧化铅锌矿的选择性捕收剂, 达到不用或少用硫化钠实现分选的目的; (2) 探索不脱泥分选工艺; (3) 解决氧化锌矿与与碳酸盐的分离问题; (4) 研究氧化矿物的选择性絮凝分离工艺; (5) 深入优化常规选矿工艺
[1 ]
。 研究工作虽然有一定的进展, 但没有实质性的突破, 选矿回收率低, 综合经济效益差。 而大厂矿田被火烧氧化的铅锑锌矿物又有其独特的性质特点, 与氧化铅锌矿差别较大。 据初步分析, 该矿石被严重氧化后, 铁闪锌矿表面形成氧化铁薄膜, 影响了锌矿物的可浮性。 脆硫铅锑矿表面形成硫酸铅覆盖, 在矿浆中溶解亲水; Pb2+ 吸附在其中的辉锑矿表面后, 亲水难浮
[2 ]
。 这些特点决定了试验中必须探索独特的药剂制度, 以消除影响矿物可浮性的各种因素。 所以在两个流程试验中, 着重考虑了氧化铅锑锌矿物的活化剂和选择性捕收剂以及它们与普通硫化矿浮选剂的组合作用。
3 结果与分析
3.1 优先浮选流程试验
优先浮选流程工艺简单, 所以试验中首先考虑了该方案。 原则流程为: 磨矿-铅锑浮选-锌硫混浮-锌硫分离。 浮选给矿入选粒度为-0.3 mm。 根据当地选矿经验, 试验探索了在中性至弱酸性 (pH=6～7) 矿浆条件下, 采用丁铵黑药或乙硫氮做捕收剂, XSQ、 硫化钠或氯化氨做活化剂, 单独或联合使用来优先浮选铅锑矿物。 开路条件试验流程图略, 试验最好结果见表3。
试验结果表明: 采用铅锑优先浮选流程方案, 铅锑精矿的品位和回收率均较低, 较佳指标均为40%左右, 锌精矿品位和回收率也偏低, 只达到50%, 70%左右。 分析各产品粒度可知, 铅锑精矿中+0.1 mm的粗粒铅锑矿物基本上没有上浮, 损失的铅锑金属大部份是在浮锌尾矿中, 说明浮选分离的粒度过粗。 另外一个原因, 部分铅锑矿氧化程度较深, 在没有硫酸铜参与活化的情况下, 这部分铅锑矿物很难在优先浮选中上浮。 说明优先浮选流程并不适合该矿石的选别。
3.2 全浮-铅锌分离流程试验
该方案原则流程为: 磨矿-硫化矿全浮-硫化矿再磨-铅锑浮选-锌硫分离。 硫化矿全浮给矿入选粒度为-0.3 mm。 铅锑、 锌分离浮选给矿入选粒度为-0.1 mm。
表3 铅锑优先浮选条件试验结果 (%) 下载原图
Table 3 Test results of Pb-Sb selective flotation (%)
表3 铅锑优先浮选条件试验结果 (%)
该方案先后进行了全浮作业药剂对比试验、 全浮-分离流程开路试验和闭路试验。
3.2.1 全浮作业药剂对比试验
试验主要探索了氯化氨、 硫化钠、 XSQ、 X活化剂这几种药剂, 在单独使用或配合使用的情况下对被火烧的铅锑锌氧化矿物的活化效果, 流程见图1。
图1 全浮作业药剂对比试验流程图
Fig.1 Test flowsheet of reagent comparason in all-flotation
对比试验结果表明, 氯化氨和X活化剂对氧化铅锑锌矿物的活化效果较差, 硫化钠的活化效果次之, XSQ的最好。 试验发现硫化钠易与矿浆中游离的铜、 铅金属粒子发生化学反应, 形成铜、 铅的硫化物沉淀, 而相对增加了硫酸铜、 XSQ与硫化钠联合使用时的药剂用量。 另外, 在其它药剂条件基本相同的情况下, 随着全浮粗、 扫选作业硫酸用量的增加, XSQ的用量可相对地减少。
试验条件 (g·t-1 ) : 硫酸: 3000; 硫酸铜: 450; 黄药: 512; 2# 油: 147。
部分药剂对比试验结果见表4。
3.2.2 全浮-铅锌分离流程开路试验
在全浮作业药剂对比试验结果中, 选定了XSQ做为氧化铅锑矿的主要活化剂, 硫酸做为辅助清洗、 活化剂。 试验对铅锑浮选作业的药剂制度做了比较详细的探索, 先后对硫化矿抑制剂: 氰化钠、 硫酸锌、 硫化钠、 腐植酸钠、 石灰进行了对比试验; 另外, 还探索了乙硫氮对铅锑矿的选择性捕收效果。 流程试验较佳的对比结果见表5。
表4 全浮作业药剂对比试验结果 (%)
Table 4 Test results of reagent comparason in all-flotation
产品
产率
回收率
试验条件/-1 )
Sb
Zn
Pb
Sb
Zn
K1
17.85
1.52
1.25
6.53
65.89
67.90
67.38
氯化氨: 275
18.37
1.58
1.30
8.12
69.91
69.87
85.11
硫化钠: 450
19.47
1.52
1.22
8.04
69.71
69.05
89.76
XQS: 350
16.53
1.71
1.40
7.15
68.94
67.86
66.68
X活化剂: 430
表5 铅锌分离较佳条件试验结果 (%)
Table 5 Better test results of flotation in Pb-Sb separation /%
产率
回 收 率
Sb
Zn
Pb
Sb
Zn
q1-kpb
0.97
23.70
17.05
2.01
60.23
56.23
1.29
2.15
1.18
0.96
51.30
6.69
5.89
73.06
-1 ) (全浮 ) : 硫酸: 5000; 硫酸铜: 412; 黄药: 475; XSQ: 200; 2# 油: 126。 (铅锌分离) : 石灰: 11875; 氰化钠: 312; 硫酸锌: 475; 乙硫氮: 100; 黄药: 50; 硫酸铜: 300
q2-kpb
0.87
27.49
21.60
1.83
57.30
58.12
1.05
2.68
1.14
0.86
48.50
7.32
6.03
85.66
-1 ) (全浮) : 硫酸: 5000; 硫酸铜: 412; 黄药: 475; XSQ: 200; 2#油: 126。 (铅锌分离) : 石灰: 9375; 氰化钠: 275; 硫酸锌: 600; 乙硫氮: 137; 黄药: 87; 硫酸铜: 275。
q3-kpb
0.86
26.54
20.43
2.15
55.09
58.79
1.15
2.99
1.03
0.94
45.10
7.43
6.24
83.72
-1 ) (全浮) : 硫酸: 5000 ; 硫酸铜: 412; 黄药: 475; XSQ : 200; 2#油: 126。 (铅锌分离) : 石灰: 9375; 氰化钠: 275; 硫酸锌: 575; 乙硫氮: 150; 黄药: 87; 硫酸铜: 300
试验结果表明: 铅锑浮选作业在弱碱性矿浆条件下 (pH=8左右) , 只采用常规的氰化物+硫酸锌作抑制剂, 配合使用少量的捕收剂乙硫氮, 经过一粗二精一扫作业, 便可获得较高品质的铅锑精矿, Pb+Sb金属含量达到45%以上, 铅金属回收率达到58%左右。 锌浮选作业采用石灰做黄铁矿、 磁黄铁矿的抑制剂, 用硫酸铜活化被抑制的锌矿物, 以少量黄药做捕收剂, 经过一粗一精一扫作业, 便可获得含锌48%, 回收率73%以上的高品质锌精矿, 锌矿物相对比较好选。
3.3 小型闭路试验
综合对比全浮-铅锌分离流程与铅锑优先浮选流程的小型开路试验结果, 全浮-铅锌分离流程的选别指标较好, 故小型闭路试验仅采用该流程方案。 与开路试验相比, 闭路试验流程分别增加了一次铅精选和一次锌精选作业, 以消除中矿循环返回对铅、 锌精矿质量的不良影响, 具体试验流程见图2。 闭路试验结果见表6。
图2 闭路试验流程
Fig.2 Flowsheet of small-scale closed circuit test
表6 闭路试验结果/%
Table 6 Results of small-scale closed circuit test /%
产率
回收率
Pb
Sb
Zn
Sn
Pb
Sb
Zn
0.99
0.48
25.59
19.36
2.95
1.23
61.01
60.88
1.65
3.10
0.51
1.02
0.87
46.37
4.10
7.61
8.57
81.17
17.71
0.12
0.25
0.19
1.10
5.51
10.66
10.69
11.00
78.20
0.44
0.11
0.08
0.14
89.16
20.71
19.87
6.18
100.00
0.39
0.42
0.31
1.77
100.00
100.00
100.00
100.00
-1 ) (全浮) 硫酸: 5000; 硫酸铜:412; 黄药:475; XSQ: 200; 2# 油: 119; (铅锌分离) 石灰: 10625; 氰化钠: 237; 硫酸锌: 600; 乙硫氮: 156; 黄药: 69; 硫酸铜: 275
4 结 语
1. 大厂矿田火烧锡石-多金属硫化矿铅锑锌矿物以表面严重氧化为主, 表面的氧化覆盖物严重影响了矿物的可浮性。
2. 硫酸与XSQ综合作用能清除矿物表面严重氧化的多种覆盖物, 使铅锑锌矿物相对容易上浮。
3. 乙硫氮对被氧化过的铅锑矿物有较好的捕收作用。
4. 采用全浮-铅锌分离工艺, 用XSQ和乙硫氮分别做氧化铅锑矿的活化剂与选择性捕收剂, 可获得较好的选别指标: 铅锑精矿品位达到44.95%、 回收率为60.92%; 锌精矿品位达到46.37%、 回收率为81.17%; 全浮选尾矿中锡金属的回收率达到89.16% 。
参考文献
[1] 方启学.西部氧化铅锌资源提取基本思路探讨[J].矿冶, 2002, 75-78 (增刊) :200.
[2] 胡为柏.浮选 (修订版) [M].长沙:中南工业大学.
