云南某含砷铅锌银多金属矿选矿试验研究

赵 杰 罗思岗 赵志强 胡杨甲 王国强 胡志凯 路 亮

(矿冶科技集团有限公司 矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京 102600)

铅、锌元素在地球上分布广泛，主要以硫化物、碳酸盐和硫酸盐的形式存在，以闪锌矿、方铅矿为主。铅、锌主要用于机械、冶金、电气、军工、化学、医药及轻工业等行业领域，是用途广泛的有色金属[1，2]。我国铅、锌资源储量居世界前列，其中铅储量为1 800万t，占世界铅储量的20.5%，锌储量为4 400万t，占世界锌储量的17.60%[3，4]。

我国铅锌矿具有矿石成分复杂，共伴生组分多的特点，有50多种共伴生元素组成，其中金、银、铁等为常见的伴生有价元素，其中银储量的60%以上都是铅锌矿物中共伴生的银[5-7]。

硫化铅锌矿选矿工艺主要分为铅锌顺序优先浮选、混合浮选、快速浮选以及部分优先部分混合的联合工艺等。近年来，铅锌矿选矿工艺主要以铅锌顺序优先浮选、铅优先—锌硫混合浮选再分离等工艺为主。

本研究针对云南某铅锌矿山生产存在的铅精矿含砷高、银回收率低、锌精矿锌品位和回收率均较低的问题，在工艺矿物学研究的基础上，查清影响有价元素指标提升、降低有害元素砷的矿物学因素，结合选矿工艺试验研究，开发出能够提升选矿指标的工艺技术方案。

1 原矿性质

1.1 矿石多元素分析

原矿的多元素分析结果见表1。

表1 原矿多元素分析结果

由表1可知，矿石中铅、锌和银的含量分别为2.93%、2.80%和110.45 g/t，可进行综合回收。

1.2 银、铅和锌的化学物相分析

原矿中铅、锌和银的化学物相分析结果见表2、3和表4。

表2 原矿中铅的化学物相分析结果

表3 原矿中锌的化学物相分析结果

表4 原矿中银的化学物相分析结果

工艺矿物学研究结果表明：含银矿物主要为方铅矿、斜方辉铅铋矿和黝铜矿，其中黝铜矿在高碱条件下可浮性较差，影响银回收率的提高；铅矿物主要为方铅矿，另有少量白铅矿和细硫砷铅矿，微量铅矾、硫锑铅矿、硫铋铅矿；锌矿物主要为闪锌矿；砷矿物主要为毒砂，另有微量的雄黄；其它金属矿物主要为黄铁矿(包含胶黄铁矿和白铁矿)，另有少量菱铁矿和金红石等；非金属矿物主要为石英、高岭石、白云母和绿泥石，其次为正长石、方解石、白云石、磷灰石和钠长石等。

目前生产现场采用高碱选铅工艺，主要存在两方面的问题：一是石灰用量大，矿浆黏度大，影响生产指标；二是银回收率较低，银的年累计回收率在75%左右。为确保银回收率的提高和石灰用量的降低，本次试验的原则是在低碱环境下，采用铅(银)优先浮选—锌硫混合浮选再分离工艺，通过使用矿冶科技集团选择性捕收剂BK915和抑制剂BD，实现有价金属的综合回收，同时尽量降低精矿中有害元素的含量。

2 试验结果与分析

2.1 铅粗选条件试验

按照图1流程进行铅粗选条件试验。

图1 铅粗选条件试验流程图

2.1.1 磨矿细度对浮选指标的影响

在石灰用量为3 000 g/t、硫酸锌和亚硫酸钠用量分别为1 000、500 g/t、捕收剂BK915用量为80 g/t的条件下，考察磨矿细度对铅粗选效果的影响。试验流程见图1，试验结果见图2。

图2 磨矿细度试验结果

由图2可知，随着磨矿细度的提高，铅粗精矿中铅回收率有所增加，但当磨矿细度-0.074 mm含量超过75%时，继续增加磨矿细度，铅粗精矿中的铅回收率逐渐降低，银、锌在铅粗精矿中的回收率也随磨矿细度增加逐渐降低。综合考虑，选择磨矿细度为-0.074 mm含量占75%。

2.1.2 石灰用量对浮选指标的影响

石灰是应用广泛的pH调整剂，对黄铁矿有较好的抑制效果。在磨矿细度为-0.074 mm含量占75%、硫酸锌和亚硫酸钠用量分别为1 000、500 g/t、捕收剂BK915用量为80 g/t的条件下，考察石灰用量对铅粗选效果的影响。试验流程见图1，试验结果见图3。

图3 石灰用量试验结果

由图3可知，石灰的添加有利于铅粗精矿中铅、银品位和回收率的提高，但当石灰用量大于3 000 g/t后，继续添加石灰，铅粗精矿中铅、银品位和回收率的增幅不明显，且锌在铅粗精矿中的回收率随石灰用量的增加而提高。综合考虑，选择石灰用量为3 000 g/t，该石灰用量条件下矿浆pH值为8.85。

2.1.3 硫酸锌用量对浮选指标的影响

硫酸锌是常见的闪锌矿抑制剂[8]。在磨矿细度为-0.074 mm含量占75%、石灰用量为3 000 g/t、亚硫酸钠用量为500 g/t、捕收剂BK915用量为80 g/t的条件下，考察硫酸锌用量对铅粗选效果的影响。试验流程见图1，试验结果见图4。

由图4可知，硫酸锌用量小于1 000 g/t时，随着硫酸锌用量的增加，铅粗精矿中锌的回收率逐渐降低，铅、银的回收率呈上升趋势，继续增加硫酸锌用量，锌的回收率变化趋于平衡，铅、银回收率影响不明显。综合考虑，选择硫酸锌用量为1 000 g/t。

图4 硫酸锌用量试验结果

2.1.4 亚硫酸钠用量对浮选指标的影响

在磨矿细度为-0.074 mm含量占75%、石灰用量为3 000 g/t、硫酸锌用量为1 000 g/t、捕收剂BK915用量为80 g/t的条件下，考察亚硫酸钠用量对铅粗选效果的影响。试验流程见图1，试验结果见图5。

由图5可知，亚硫酸钠的添加有利于铅粗精矿中铅、银浮选指标的提高，同时降低锌在铅粗精矿中的损失。综合考虑，亚硫酸钠用量以500 g/t为宜。

图5 亚硫酸钠用量试验结果

2.1.5 捕收剂种类对浮选指标的影响

在磨矿细度为-0.074 mm占75%、石灰用量为3 000 g/t、硫酸锌和亚硫酸钠用量分别为1 000、500 g/t、捕收剂用量为80 g/t的条件下，进行捕收剂种类试验。试验流程见图1，试验结果见表5。

表5 捕收剂种类试验结果

由表5可知，丁基铵黑药和乙硫氮获得的铅粗精矿的铅、银回收率较高，但粗精矿中铅、银品位相对较低，锌损失也较大；而采用BK915获得的粗精矿中铅、银回收率略低，但铅、银品位较高，同时，粗精矿中锌回收率较低。综合考虑，捕收剂采用BK915。

2.1.6 BK915用量对浮选指标的影响

在磨矿细度为-0.074 mm含量占75%、石灰用量为3 000 g/t、硫酸锌和亚硫酸钠用量分别为1 000、500 g/t的条件下，进行捕收剂用量试验，考察BK915用量对铅粗选效果的影响。试验流程见图1，试验结果见图6。

图6 BK915用量试验结果

由图6可知，随着BK915用量的增加，铅粗精矿中铅、银回收率逐步提高，而锌的损失也逐渐增加。当BK915用量达到80 g/t后，继续增加BK915用量，铅、银回收率增加不明显，综合考虑，BK915用量以80 g/t为宜。

2.2 锌硫混合浮选再分离条件试验

为了确定锌硫混合浮选再分离工艺最佳条件，进行了锌硫混合浮选条件试验研究，锌硫混合浮选试验的给矿为原矿经过两次铅粗选之后的尾矿。

2.2.1 锌硫混浮六偏磷酸钠用量对浮选指标的影响

由于矿石中含有大量的易泥化脉石(高岭石6.87%、白云母5.53%和绿泥石4.98%)，因此，在硫酸铜用量150 g/t、丁基黄药用量80 g/t、BK204用量为12 g/t条件下，考察六偏磷酸钠用量对锌硫混合粗选指标的影响，试验结果见图7。

图7 六偏磷酸钠用量试验结果

由图7可知，随着六偏磷酸钠用量的增加，锌硫粗精矿中锌的品位逐渐升高，锌的回收率略有降低。综合考虑，六偏磷酸钠用量以200 g/t为宜。

2.2.2 锌硫分离BD用量对浮选指标的影响

BD是一种有机抑制剂，对黄铁矿具有很好的抑制作用，与石灰配合使用能减少石灰的用量，降低浮选矿浆黏度和碱度。

在石灰用量1 500 g/t的条件下，考察BD用量对锌硫分离指标的影响，试验结果见图8。

图8 BD用量试验结果

由图8可知，随着BD用量的增加，锌粗精矿中锌品位逐渐提高，当BD用量达到30 g/t时，继续增加用量，锌品位变化趋于平缓，且回收率有所降低。因此，BD用量为30 g/t。

2.2.3 锌硫分离石灰用量对浮选指标的影响

在BD用量30 g/t的条件下，考察石灰用量对锌硫分离粗选指标的影响，试验结果见图9。

图9 锌硫分离石灰用量试验结果

由图9可知，随着石灰用量的增加，锌的作业回收率小幅上升，锌粗精矿中锌品位逐渐提高，当石灰用量达到1 500 g/t后，其品位逐渐趋于平稳，因此，石灰用量以1 500 g/t为宜。

2.3 闭路流程试验

在开路试验基础上，对流程和药剂用量进行必要的调整和优化后，进行浮选闭路试验。闭路试验工艺流程见图10，试验结果见表6。

表6 闭路试验结果

闭路试验结果表明，采用如图10所示的浮选工艺和药剂制度可获得铅品位68.46%、铅回收率88.50%、银品位2 358 g/t、银回收率84.37%的铅精矿；锌品位51.32%、锌回收率89.07%的锌精矿；硫品位49.14%、硫回收率82.35%的硫精矿。

图10 闭路试验工艺流程

3 结论

1)云南某铅锌银多金属矿石中有价元素为银、铅、锌和硫，品位分别为110.45 g/t、2.93%、2.80%和26.94%，有害组分砷的品位为0.53%。

2)针对矿石特性，在研究适合该矿石的磨矿细度及药剂制度的基础上，重点开展了铅优先—锌硫混合浮选再分离工艺的研究，选用由矿冶科技集团有限公司研制的铅银矿物高效捕收剂BK915和黄铁矿抑制剂BD，获得了铅品位68.46%、铅回收率88.50%、银品位2 358 g/t、银回收率84.37%、砷品位1.45%的铅精矿；锌品位51.32%、锌回收率89.07%、砷品位0.18%的锌精矿；硫品位49.14%、硫回收率82.35%的硫精矿。

3)新工艺的应用，明显提高了现场银的回收率，有效降低铅精矿和锌精矿中砷的含量。