微细粒含碳铅锌矿分步浮选工艺研究.docx

纪 军（北京矿冶研究总院，北京 100070）摘 要：四川白玉地区某碳质铅锌矿，铅、锌矿物嵌布粒度细，部分闪锌矿与矿石中无定形碳关系密切，难以分离，该试验对闪锌矿采用分步浮选，使矿石中的主金属锌得到充分合理的利用，锌的回收率达到 95.31，锌精矿中 锌品位达到 50.59。关键词：闪锌矿；无定形碳；方铅矿；分步浮选中图分类号：td952.2；td952.3文献标识码：a文章编号：1671-9492（2011）03-0008-04research on phased flotation process of carbon-bearing lead-zinc ore with fine grain sizeji jun（beijing general research institute of mining and metallurgy，beijing 100070，china）abstract： some carbonaceous lead zinc ore from baiyu area of sichuan province with finely disseminated lead & zinc mineral and close relation between portion sphalerite and agraphitc carbon isdifficult to separate. in this experiment，phased flotation is adopted to separate sphalerite and recover zinc，the main metal in the ore，in an effective and reasonable way，with zinc recovery and the grade of zincconcentrate reaching 95.31% and 50.59% respectively.key words：sphalerite；agraphitc carbon；galena；phased flotation四川白玉地区铅锌资源丰富，由于该地区大多数铅锌矿矿石性质复杂，各矿物间紧密共生，且矿 石中不同程度地含有无定形碳 1，部分无定形碳 与锌矿物难以单体解离，铅、锌嵌布粒度较细，更 增加了分离的难度。试验充分利用该矿石性质，采用 先产出一个碳锌混合精矿锌精矿 1，再产出一个 铅精矿，最后产出一个锌精矿 2，锌精矿 1 与锌精矿 2 混合作为总锌精矿。对锌矿物采用分步浮选法，有效地克服和利用了部分闪锌矿与无定形碳关系密 切、极难分离的嵌布特征，取得了较好的试验指标。矿石性质该矿石原矿含铅 1.23%，含锌 8.78。矿石中 的金属矿物主要有闪锌矿、方铅矿、辉硫砷铅矿、1表 1原矿中主要成分化学分析结果table 1the results ofchemical analysis of run-of-mine ore/%化学成分pbzncufesascausio2al2o3caomgo ag质量分数1.238.780.0470.404.680.04911.260.09g/t3.800.2124.7216.4226.93g/t砷黝铜矿和黄铁矿，其它的金属矿物含量极低；脉石矿物主要有白云石、方解石、石英、无定形碳、 白云母、磷灰石、角闪石以及辉石。该矿石属含碳 微细粒高锌低铅硫化矿。1.1原矿主要成分分析原矿主要成分分析结果见表 1。主要矿物的物相分析铅、锌、碳的物相分析结果见表 2。氧化物中 铅主要指碳酸盐、硫酸盐中所含铅，硫化物中铅主 要指方铅矿中铅，其它铅主要指脉石及其它硫化物 包裹的极细粒铅矿物中铅。氧化物中锌主要指碳酸 盐中锌，硫化物中锌主要为闪锌矿中锌，其它锌主1.2收稿日期：2010- 12- 24作者简介：纪 军（1949-），女，北京人，研究员。2011 年第 3 期纪 军：微细粒含碳铅锌矿分步浮选工艺研究 9 要指脉石包裹的细粒其它硫化物中锌。粒方铅矿中常包裹有细粒的闪锌矿，二者难以充分单体解离，这是影响铅锌有效分离的重要因素之一。2） 方铅矿常与砷黝铜矿、灰硫砷铅矿紧密共 生，往往组成共生边界十分复杂的硫化物集合体而 紧密共生，选别作业时辉硫砷铅矿、砷黝铜矿易与 方铅矿一起富集。无定形碳是影响铅锌分离工艺的重要矿物， 矿石中无定形碳矿物相对含量约为 1.17%，矿物学 研究结果表明，该无定形碳主要由碳和硫组成。显 微镜观察发现，矿石中的无定形碳分布比较广泛， 中细粒无定形碳除嵌生在脉石矿物中外，多与闪锌 矿紧密共生，或沿粗粒闪锌矿裂隙中嵌生，或呈微 细粒沿闪锌矿周边嵌生，此外也有少量的无定形碳 以细粒微细粒包裹的形式嵌生在闪锌矿中，这部 分无定形碳与闪锌矿充分单体解离比较困难，这将 给矿石中铅锌的选别带来一定困难。为了解铅、锌矿物的单体解离情况，对磨矿细 度-74m 占 85的矿石进行了显微镜下单体解离 度测试，测试结果见表 3。表 2铅锌碳的化学物相分析结果table 2 the analysis result of lead，zinc and carbon phase/%相别氧化物中铅硫化物中铅其它铅总铅铅物相含量分配率0.0373.011.1896.090.0110.901.228100.0相别氧化物中锌硫化物中锌其它锌总锌含量0.070.798.816100.00.2668.4896.19锌物相分配率3.02无机碳无定形碳总碳相别碳物相含量分配率10.0989.611.1710.3911.26100.0从矿石的化学分析结果中可以看出，矿石中可供利用的有价元素主要为锌和铅，含量分别为8.78%和 1.23%；造岩元素以镁、钙、碳、硅为主。 化学物相分析结果表明，矿石的氧化程度很低， 铅、锌元素主要以硫化物形式存在。总的来看，该矿属高锌低铅含碳硫化矿石，金属矿物主要为铅、锌的硫化物，脉石则以碳酸盐矿 物为主。1.3 主要矿物的嵌布特征及选矿难点分析闪锌矿是矿石中最重要的目的矿物之一，矿物 相对含量达 13.32%，属于矿石中含量最高的金属 矿物，闪锌矿的嵌布特征是选矿方案选择和选矿指标好坏的重要影响因素。闪锌矿的矿物嵌布具有如 下特征：1） 闪锌矿与无定形碳共生关系密切，除粗粒闪锌矿中包裹细粒无定形碳外，也见有中粗粒闪锌 矿与无定形碳组成复杂共生结构而紧密嵌生，这部 分无定形碳不能与闪锌矿充分单体解离，锌碳呈复合体，直接影响部分闪锌矿在浮选流程中的走向。2） 细粒闪锌矿呈不规则状嵌生在脉石矿物中， 闪锌矿裂隙及周边常见有微细粒方铅矿嵌生，这部 分方铅矿与闪锌矿紧密共生，难以充分单体解离， 如采用优先浮选，将有部分方铅矿损失于锌精矿中。3） 闪锌矿与脉石矿物共生紧密，除粗粒闪锌 矿中包裹有脉石矿物外，中粗粒不规则状闪锌矿常 与脉石矿物密切共生，为提高锌精矿中锌的品位， 需要较高的磨矿细度。方铅矿是矿石中最主要的铅矿物，也是该矿石 浮 选 回 收 的 目 的 矿 物 之 一 ， 矿 物 相 对 含 量 为1.36%。原矿工艺矿物学研究发现：1） 方铅矿与闪锌矿的共生关系十分密切，在 粗粒闪锌矿中常嵌生不规则状细粒方铅矿，部分粗表 3磨矿细度为 - 74m 占 85闪锌矿和方铅矿的解离特征table3liberation characteristic of sphalerite andgalena with -74m 85% grinding fineness /连生体矿物单体与闪锌矿与方铅矿与无定形碳 与其他矿物闪锌矿 75.77方铅矿 66.1325.164.525.1514.568.71分析结果表明，该样品中约有 25%的方铅矿与闪锌矿连生而难以单体解离，这部分方铅矿在铅锌 分离时，将会随闪锌矿进入锌精矿中，形成方铅矿的主要损失形态，这也是影响铅锌分离的重要因 素之一；有 5.15的闪锌矿与无定形碳连生，这部 分闪锌矿将会进入碳锌复合产品，锌碳难以分 离。 已经单体解离的方铅矿的粒度多数分布在10 30m。 而 闪 锌 矿 单 体 的 粒 度 则 多 数 分 布 在1045m，未能单体解离的闪锌矿则多呈富连生体 的形式产出，连生体的粒度亦较细。由于矿石中方铅矿、闪锌矿的连生体粒度较细，继续细磨虽能改 善矿物的解离效果，但细粒级矿物会明显增多，尤 其是方铅矿容易产生过粉碎，这将恶化浮选工艺，增加铅锌分离的难度。选矿方案的确定该矿石中由于部分闪锌矿与无定形碳关系密2有色金属（选矿部分）2011 年第 3 期10切，即使细磨也很难单体解离，这部分闪锌矿只能随碳的浮出而浮出 2- 4。根据矿石性质，最简捷易 操作的流程应是先产出一个铅锌混合精矿，使碳及 与碳密切相关的闪锌矿、可回收的铅矿物进入铅锌 混合精矿，然后再生产出一个单一锌精矿，浮选原 则流程见图 1。由于市场销售等原因，委托方希望 生产单一铅精矿和单一锌精矿，根据矿石性质，为 最大限度地增加主金属锌的回收率，采用碳锌（部 分与无定形碳密切相关的闪锌矿） 与铅分离浮选， 产出一个锌精矿 1；然后进行铅锌分离浮选，产 出铅精矿；最后对余下的闪锌矿进行回收，产出锌 精矿 2。锌精矿 1 与锌精矿 2 混合作为总锌精矿。 浮选原则流程见图 2。在锌 （碳） 铅锌浮选流程中，部分方铅矿 由于在细磨条件下也难以与闪锌矿单体解离，这部分方铅矿势必进入闪锌矿中，而成为铅矿物损失的主要形态。对锌矿物而言，采用分步浮选，充分利用该矿 石性质，使主金属锌得到合理有效的回收利用。表 4除碳与不除碳铅锌分离试验结果table 4separation test results of lead and zinc withand without removing carbon/%品位回收率方案产率产品名称pbznpbzn铅粗精矿12.315.9481.75100.07.021.790.271.1917.709.947.418.8372.538.9318.54100.024.686.6968.63100.0不除碳铅锌分离中尾 原矿矿 矿碳锌产品铅粗精矿7.749.034.6178.62100.02.137.281.120.301.1124.519.8210.066.598.4314.8659.234.6521.26100.022.5110.525.5061.47100.0除碳后铅锌分离中尾 原矿矿 矿矿中锌品位由不除碳的 17.70%下降至 9.82%，下降幅度接近 45，锌在铅粗精矿中的占有率，从不 除碳的 24.68，下降到 10.52，减少了锌在铅粗 精矿中的损失。由除碳后铅锌分离试验结果看，碳 锌产品中锌的品位较高，达到 24.51，锌的占有率达到 22.51，只有对该部分锌加以充分利用， 才能较好地体现该矿石中有价金属的价值。3.2 铅粗精矿精选 sws 用量试验为减少锌在铅精矿中的损失，采用 sws 与 znso4、na2so3 共同作为铅一次精选中闪锌矿的抑 制剂，经一次精选，铅的品位达到 39以上，采用 sws 作为闪锌矿的抑制剂，对闪锌矿取得了较好3工艺条件试验3.1除碳与不除碳试验比较由于该矿石中无定形碳的存在，会影响铅锌 分离，因此采用先浮碳再铅锌分离与直接铅锌分 离两种流程进行试验比较，试验结果见表 4。试验结果表明，除碳后进行铅锌分离，铅粗精2011 年第 3 期纪 军：微细粒含碳铅锌矿分步浮选工艺研究11的抑制效果，试验结果见图 3。结语1） 矿石中主要回收的金属元素为铅和锌，二 元素的含量分别为 1.23%和 8.78%；铅的独立矿物 主要为方铅矿，锌的独立矿物主要为闪锌矿，脉石 矿物主要为白云石，其次是方解石、石英和无定形 碳，除无定形碳外，其他的脉石矿物对选别的影响 都不大。无定形碳与闪锌矿关系密切，部分闪锌矿 即使细磨也难以与无定形碳单体解离，这将给铅 锌的分选带来一定困难。2） 该矿石最简捷易操作的流程应为先产出一 个铅锌混合精矿，使碳及与碳密切相关的闪锌矿、 铅矿物进入铅锌混合精矿，然后再生产出一个单一 锌精矿；为适应市场需要，利用部分闪锌矿与无定 形碳关系密切，细磨也难以分离的特点，对主金属 闪锌矿采用分步浮选，分别产出锌精矿 1、锌精矿2、铅精矿，对锌精矿 1、锌精矿 2 加以合并，形 成总锌精矿，使该矿石中各目的矿物加以充分、合 理的利用。3） 经浮选闭路试验，“锌 （碳） 铅锌分 步浮选”闭路试验，锌的总回收率达到 95.31 ， 锌精矿中锌品位达到 50.59；铅的总回收率达到73.93，铅精矿中铅品位达到 71.76；“铅锌混 合锌浮选”方案分别产出铅锌混合精矿和锌精矿，其中铅锌混合精矿中铅品位达到 18.27%、锌品位达到37.25 ，锌精矿中锌品位达到 52.27 ， 铅 的 回 收 率 达 到 91.46 ， 锌 的 回 收 率 达 到96.26，取得较好的试验指标。43.3闪锌矿分步浮选与铅锌混合优先浮选试验比较分别对该矿石进行“铅锌混合锌浮选”和 “锌（碳） 铅锌分步浮选”闭路试验，浮选原则 流程见图 1、图 2，试验结果见表 5。表 5不同浮选方案闭路试验结果比较table 5comparison of closed circuitdifferent flotation programstest resultsof/%回收率品位浮选方案 产品名称产率pbznpbzn锌精矿 1锌精矿 2 总锌精矿 铅精矿尾 矿 原 矿4.1512.1116.