某富银铅锌多金属矿选矿试验研究

冯晓燕 姜 涛 赵志强 路 亮 白 洁

(1.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 102628；2.中国国际工程咨询有限公司，北京 100044)

铅锌矿是重要的战略性资源，除含有铅、锌有价元素外，还伴生有金、银等贵金属元素，综合回收价值高[1-2]。某富银铅锌矿以硫化矿为主，另一部分以氧化矿形式存在，有用矿物为辉银矿、方铅矿、铅矾、闪锌矿等。本文试验采用“硫化银铅浮选—锌硫混合浮选再分离—锌硫混浮尾矿再选氧化铅”工艺处理该矿石，并对硫化银铅精矿进行再磨处理，在此基础上开展了闭路试验研究。

1 矿石性质

原矿主要化学成分分析结果见表1。原矿中的银矿物主要以辉银矿形式赋存；铅矿物主要以方铅矿形式赋存，其次是铅矾和少量的白铅矿、铅铁矾及微量的硫铋铅矿、车轮矿；锌矿物主要以闪锌矿形式赋存；此外，尚有黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿等其它金属矿物。原矿中主要的非金属矿物为滑石、石英、白云母、石榴子石、高岭石、绿泥石等。银、铅、锌的化学物相分析结果见表2～4。

表1 原矿主要化学成分Table 1 Main chemical composition of ore /%

表2 银的化学物相Table 2 Chemical phase of silver

由表1可知，原矿为铅锌银多金属矿，其中银、铅和锌的品位分别为220 g/t、3.26%、1.14%。

由表2可知，原矿中的银以裸露硫化银和硫化物包裹银为主，分布率分别为44.45%和23.31%，其次为铅矾包裹银和硅酸盐中包裹银，分布率分别为20.98%和10.84%，其余为氧化银，分布率为0.42%。

由表3可知，原矿中的铅以硫化铅为主，其分布率为50.61%，氧化铅次之，其中硫酸铅和碳酸铅的分布率分别为21.78%、2.76%，以氧化铁(铅铁矾)的形式存在的铅占21.78%，其余3.07%的铅呈微细粒状包裹于脉石矿物中。

由表4可知，锌主要以硫化物的形式存在，分布率为87.50%，其余12.5%的锌以其他形式主要分散于脉石矿物中。

表4 锌的化学物相Table 4 Chemical phase of zinc /%

在对该矿物进行系统的工艺矿物学研究时发现，原矿中的银、铅、锌等金属矿物赋存状态非常复杂，彼此之间相互嵌布紧密，且原矿中脉石矿物组成复杂。

2 试验方法

滑石、白云母、伊利石、绿泥石、高岭石等矿物在磨矿过程中易泥化，在浮选过程中可能会对浮选指标造成不利影响。针对该矿矿物组成种类多、赋存状态及嵌布特征复杂、原生及次生矿泥多等特点，根据以往类似矿石实践经验和前期所做探索试验的试验结果，确定了“硫化银铅浮选—锌硫混合浮选再分离—锌硫混合浮选(混浮)尾矿再选氧化铅”流程方案，原则流程见图1。

图1 “硫化银铅浮选—锌硫混合浮选再分离—锌硫混浮尾矿再选氧化铅”原则流程Fig.1 Principle flowsheet of “flotation of silver and lead sulfide，Zn/S separation after bulk flotation and lead oxide separation from Zn/S bulk flotation tailings”

3 结果与讨论

3.1 硫化铅矿捕收剂种类及用量试验

硫化铅锌矿的主要选矿方法为浮选法[3-4]，采用的工艺流程包括铅锌优先浮选、铅锌混合浮选再分离和铅锌等可浮浮选3种[5-6]。银通常分散于方铅矿中[7-8]，并通过浮选作业随铅进入到对应的铅产品。为获得选择性及捕收力均较好的铅、银捕收剂，进行了不同铜捕收剂种类试验。在磨矿细度-0.074 mm占65%、石灰做pH值调整剂、碳酸钠、亚硫酸钠和硫酸锌做抑制剂的条件下，分别选择BK809、乙硫氮、乙基黄药、BK901B、25#黑药作为硫化银铅矿的捕收剂，其用量均为40 g/t，试验流程见图2，试验结果如图3所示。

图2 硫化银铅捕收剂种类试验流程Fig.2 Results of sulfide ore collector kinds test

图3 硫化银铅捕收剂种类试验结果Fig.3 Results of sulfide ore collector dosage test

从图3可以看出，同等用量条件下，BK809的选择性及对银、铅的捕收效果均较好，铅粗精矿中铅品位较高，有利于后续的精选作业。因此，选择BK809作为铅粗选的捕收剂。

确定BK809做铅粗选的捕收剂后，对其进行了用量条件试验。BK809用量分别为30、40、50、60 g/t，其他试验条件同上，试验结果如图4所示。

图4 BK809用量试验结果Fig.4 Results of BK809 dosage test

从图4可以看出，铅粗精矿中银、铅回收率随BK809用量增加而提高，但其用量增加到50 g/t以后，精矿铅品位下降。综合考虑，BK809用量以40 g/t为宜。

3.2 磨矿细度试验

在石灰做pH值调整剂、碳酸钠、亚硫酸钠和硫酸锌做抑制剂、BK809做捕收剂的条件下，磨矿细度-0.074 mm分别占55%、60%、65%、70%和80%，试验结果如图5所示。

图5 磨矿细度试验结果Fig.5 Results of grinding fineness test

从图5可以看出，当磨矿细度增加到-0.074 mm占65%以后，铅粗精矿中银和铅的回收率呈逐渐下降趋势。综合考虑，铅粗选磨矿细度以-0.074 mm占60%左右为宜。

显微镜下观察发现，当磨矿细度在-0.074 mm占60%时，方铅矿解离比较充分，解离度接近90%，而铅矾、闪锌矿的解离程度均不高，小于75%。方铅矿与铅矾连生，嵌布关系紧密，其中一部分铅矾会随方铅矿进入到银铅精矿，闪锌矿与黄铁矿需进行细磨才能解离。

3.3 硫化银铅精选再磨试验

原矿中铅、锌嵌布粒度较粗，但银的嵌布粒度很细。为提高银、铅品位进行了精选再磨试验。采用的再磨细度分别为-0.038 mm占62.5%(未再磨)、76.7%、83.5%、90.0%、94.8%，试验结果如图6所示。

图6 再磨细度试验结果Fig.6 Results of regrinding fineness test

从图6可以看出，对铅粗精矿再磨后，虽然银、铅作业回收率有所降低，但铅精矿中锌的损失却大幅度降低。综合考虑，再磨细度以-0.038 mm占90.0%为宜。

3.4 锌硫粗选丁基黄药用量试验

在硫酸铜用量为100 g/t条件下，丁基黄药用量分别为40、60、80、100、120 g/t时的试验结果见图7。

图7 丁基黄药用量试验结果Fig.7 Results of butyl xanthate dosage test

从图7可以看出，锌、硫回收率随丁基黄药用量增加而提高。综合考虑，丁基黄药用量以80 g/t左右为宜。

3.5 锌硫分离再磨细度试验

为进一步提高锌、硫精矿的品位，对锌硫混合精矿进行了再磨细度试验。试验条件：磨矿细度分别为-0.074 mm占64.1%(未再磨)、72.7%、80.5%、89.8%，试验结果如图8所示。

图8 锌硫分离再磨细度试验结果Fig.8 Results of zinc-sulphur separation regrinding fineness test

从图8可以看出，锌精矿品位及作业回收率随再磨细度的提高而增加趋势。综合考虑，再磨细度以-0.074 mm占80.5%为宜。

3.6 氧化铅浮选硫化钠用量试验

氧化矿最常采用的浮选方法是“硫化浮选法”，即先将氧化矿硫化后，用硫化矿捕收剂进行浮选。试验对氧化铅矿进行了回收，采用六偏磷酸钠做调整剂、丁基黄药做捕收剂，硫化钠用量分别为1 000、1 500、2 000、2 500 g/t时的试验结果如图9所示。

从图9可以看出，硫化钠用量变化对浮选指标影响较大。综合考虑，硫化钠用量以1 500 g/t左右为宜。

图9 硫化钠用量试验结果Fig.9 Results of sodium sulphide dosage test

3.7 闭路试验

在条件试验研究基础上制定了合理的磨矿细度及药剂制度，为确定最终的工艺流程及工艺指标，进行了闭路试验。闭路试验流程见图10，试验结果见表5。

图10 闭路试验流程Fig.10 Flowsheet of closed-circuit test

表5 闭路试验结果Table 5 Results of closed-circuit test /%

4 结论

1)某富银铅锌多金属矿为富银铅锌矿，有价元素主要为银、铅和锌，其中银、铅和锌的品位分别为225 g/t、3.26%和1.14%，原矿中银品位高，回收价值大。

2)原矿中银矿物主要以辉银矿形式赋存；铅矿物主要以方铅矿形式赋存，其次是铅矾和少量的白铅矿、铅铁矾及微量的硫铋铅矿、车轮矿；锌矿物主要以闪锌矿形式赋存；以外，尚有黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿等其它金属矿物；原矿中主要的非金属矿物为滑石、石英、白云母、石榴子石、高岭石、绿泥石等。矿中主要金属矿物嵌布关系复杂，属复杂难选多金属矿。

3)推荐选用对银、铅有较好捕收效果的BK809做为硫化铅矿的捕收剂，采用“硫化铅矿浮选—锌硫混合浮选再分离—锌硫混浮尾矿再选氧化铅矿”的选矿工艺流程，实验室闭路可获得金品位3.56 g/t、金回收率49.94%、银品位3 777 g/t、银回收率71.22%、铅品位55.57%、铅回收率71.73%的铅精矿，其中硫化银铅精矿金品位4.53 g/t、金回收率38.42%、银品位5 220 g/t、银回收率59.52%、铅品位61.76%、铅回收率48.21%，氧化铅精矿金品位2.08 g/t、金回收率11.53%、银品位1 570 g/t、银回收率11.70%、铅品位46.11%、铅回收率23.52%；锌品位53.60%、锌回收率69.46%的锌精矿；硫品位40.90%、硫回收率45.79%的硫精矿。