新型捕收剂在陕西某混合铅锌矿石分选中的应用

崔长征，缑明亮，陈文科，王建斌

(陕西省地质矿产实验研究所，陕西 西安 710054)

随着国际上对铅锌需求逐年上升以及我国工业的快速发展，对铅锌的需求越来越大。但多年来的强化开采使得我国硫化铅锌矿资源越来越少，混合铅锌矿成为了重要的铅锌原料，这就要求我们加强探索合适有效的混合铅锌矿的分选途径[1]。本研究针对陕西某难选混合铅锌矿石进行了铅、锌依次单独浮选工艺试验，获得了较好的选别效果。

1 矿石性质

1.1 矿石化学成分及铅锌物相分析

对矿石进行了多元素化学分析、X衍射分析及铅、锌的物相分析，结果见表1～4。

从表1和表2可见，矿石中可利用的有价元素为Pb和Zn，但Pb含量较低且氧化率较高。Ag达到了综合回收利用标准，但本试验暂不考虑其回收问题，Ag的回收作为下一步工作内容；脉石矿物主要为白云石和石英。表3和表4及岩矿鉴定分析表明，Pb主要赋存在方铅矿、白铅矿、铅钒矿及磷砷铅钒矿中；Zn主要赋存在闪锌矿和菱锌矿中。

1.2 矿石的矿物组成

该矿属热液型矿床，矿石工业类型为多金属混合铅锌矿。矿石中金属矿物主要为方铅矿、闪锌矿和黄铁矿，X衍射分析有白铅矿及菱锌矿。方铅矿、闪锌矿结晶粒度较粗，有共生、包裹关系，菱锌矿粒度微细，黄铁矿约占矿物总量的5%，嵌布粒度较粗。脉石矿物主要为白云石和石英，约占总矿物量的83%， 白云石呈粉晶或细晶结构， 脉体中白云石与铅锌矿矿化关系密切，部分共生在一起，对提高铅锌精矿品位不利。各矿物详细情况介绍如下：

表1 原矿多元素分析结果

表2 原矿X衍射分析结果

表3 铅物相分析结果

表4 锌物相分析结果

1.2.1 闪锌矿[ZnS]

闪锌矿是矿区主要的有用矿物，矿石中含量约占5%左右。一般呈它形粒状，粒径大小不等，最大者可到2～3mm，最小的在0.1mm以下，一般的约在0.1～2mm，呈它形粒状结构，团块状、条带状构造。分布于白云石石英脉中。镜下观察，闪锌矿与方铅矿有相同的成因，都是后期热液活动的产物，与次生白云石和脉石英共生在一起。少数闪锌矿发生氧化，分解后的氧化锌变成了硫酸锌，又与围岩反应生成菱锌矿。菱锌矿呈细小的微粒状，散布于围岩裂纹中，含量约占2%以下。

矿石中闪锌矿与方铅矿共生，且相互包裹。闪锌矿与黄铁矿也是共生关系，但黄铁矿生成要略晚于闪锌矿，黄铁矿微粒分布于闪锌矿裂纹中。

1.2.2 方铅矿[PbS]

方铅矿也是矿区主要的有用矿物之一，但含量甚少，约占矿石的3%左右，呈它形粒状结构，粒径一般都较大，均大于0.15mm，最大可到2mm以上。与闪锌矿、黄铁矿共生，分布于白云石石英脉中，为热液矿化作用形成。矿石中方铅矿与闪锌矿共生在一起，有相互交错生长的特征。

1.2.3 黄铁矿[FeS2]

矿石中黄铁矿含量约占5%左右，呈它形、半自形粒状结构。脉状、浸染状构造。粒径大小不等，最大的约在0.5-1mm，最小的为破碎的黄铁矿，约在0.05mm左右。经粗略统计，约20%左右的黄铁矿小于0.074mm，约有80%的黄铁矿大于0.074mm。黄铁矿有两种产出特征，主要的一种是与闪锌矿、方铅矿共生，呈脉状分布于白云石石英脉中，为后期热液作用形成。另一种黄铁矿呈浸染状散布于白云岩围岩中，黄铁矿与闪锌矿共生，细粒黄铁矿分布于粗大的闪锌矿晶体的裂隙中。

1.2.4 白云石CaMg(CO3)3

白云石是矿区主要的脉石矿物，产于细晶和粉晶白云岩中，部分为次生热液形成，呈脉状产出。矿区含量可到76%左右，呈不规则的粒状，半自形菱面体状。围岩中的白云石粒径大小有两种：约30%左右的白云石粒径小于0.074mm，约70%的白云石粒径大于0.074mm，次生脉中白云石大小可到0.3～0.5mm，少数到1mm左右。围岩中的白云石呈粉晶或细晶结构，均匀分布呈块状构造。脉体中的白云石与铅锌矿化关系密切，多共生在一起。

1.2.5 石英SiO2

石英也是主要的脉石矿物，矿石中含量约10%左右，呈不规则粒状，大小约在0.3～1mm与白云石一起呈脉状分布，系后期热液活动的产物，与铅锌矿化作用关系密切，闪锌矿、方铅矿和黄铁矿均赋存于石英脉中。

2 选矿试验研究

根据矿石性质，经浮选探索试验，发现采用先选铅矿物后选锌矿物的原则流程对矿石性质变化的适应性较强，浮选操作比较稳定，铅、锌的选别指标也较稳定。但由于该矿石中含有大量的白云石，在磨矿过程中较易泥化，对铅锌分选造成很大难度。而常用起泡剂2#油在浮选过程中带泥较多，导致分选效果变差。因此，该矿石的分选，关键在于浮选捕收剂的选择，既要求浮选捕收剂有较高的选择性，又要求其有一定的起泡性，尽量避免试验过程中2#油的加入。

2.1 磨矿细度试验

铅锌矿物单体充分解离是铅锌分离和提高铅锌质量和回收率的基本条件。根据文献[2～4]和探索试验，以ZnSO4和Na2SO3作介质调整剂及脉石矿物抑制剂，BS-1作捕收剂，优先浮选铅矿物，试验结果见表5。

表5 磨矿细度试验结果

根据图1试验结果，粗选磨矿细度选择在注重回收率条件下兼顾品位，故磨矿细度定为-0.074mm含量80%。

图1 铅浮选试验流程

2.2 铅浮选试验

通过考查试验流程、药剂用量(包括锌矿物抑制剂种类及用量、氧化铅矿活化剂Na2S用量、捕收剂种类及用量)对铅粗选指标的影响，最终确定采用图1所示的铅粗选流程和药剂制度，获得了铅品位20.87%，回收率72.39%，含锌2.44%的硫化铅精矿和铅品位11.12%，回收率20.15%，含锌4.40%的氧化铅精矿。

2.3 锌浮选试验

在锌浮选试验中，进行了硫化锌浮选中CuSO4和丁黄药用量试验及氧化锌浮选中调整剂Na2CO3、Na2SiO3，氧化锌捕收剂Hy-57用量试验，试验流程和药剂制度见图2，试验结果见表6。

图2 锌浮选试验流程

表6 锌浮选试验结果

2.4 闭路试验

在条件试验基础上，调整精选作业药剂制度，进行开路流程试验。在开路流程试验取得较好的试验技术指标基础上，进行了闭路流程试验[5]。闭路试验原则流程见图3，试验结果见表7。

图3 闭路试验流程

表7 闭路试验结果

3 结论

1)对该铅锌矿中主要金属矿物和脉石矿物种类及有价金属铅、锌的赋存状态进行了研究，研究结果有利于合理选择工艺流程，提高选矿技术指标。

2)该矿属热液型矿床，矿石工业类型为多金属混合铅锌矿。采用硫化铅、氧化铅、硫化锌、氧化锌依次单独浮选工艺流程，在铅、锌浮选过程中分别引入选择性较好的捕收剂BS-1和Hy-57，避免了起泡剂2#油的加入，实现了铅、锌的有效分离。

3)闭路试验可得到铅品位51.00%、回收率72.48%、含锌2.77%的硫化铅精矿；铅品位41.65%、回收率18.79%、含锌7.31%的氧化铅精矿以及锌品位51.00%、回收率86.18%、含铅1.12%的硫化锌精矿；锌品位6.82%、回收率8.76%、含铅0.49%的氧化锌精矿。

[1] 刘军.氧化铅锌矿的浮选[J].矿业快报，2006(10)：26-29.

[2] 及亚娜，纪军，孙体昌，等.某含碳细粒铅锌矿浮选工艺研究[J].有色金属:选矿部分,2009(4):15-18.

[3] 林美群,魏宗武,莫伟,等.广西某难选铅锌矿石铅锌分离试验研究[J].金属矿山,2007(10):722-741.

[4] 陈锦全,魏宗武,陈晔.越南某难选铅锌矿石浮选分离试验研究[J].矿业研究与开发,2008,28(6):4442-4461.

[5] 李正要，王玲.某铅锌多金属矿铅锌分离试验研究[J].金属矿山,2009(7)：53-56.