一、矿石性质

    试验所用原矿是来自云南某地的复杂氧化铅锌矿，矿样为经过硫化锌、硫化铅、氧化铅浮选后的尾矿。原矿主要元素分析结果见表1。原矿含锌14.14%，其中硫化锌为2.55%，氧化锌为11.59%，氧化率为81.97%，属于深度氧化矿物。对原矿进行X衍射分析可知，该矿石锌矿物主要以展品极矿（H₂ZnSiO₅或Zn₂SiO₄·H₂O）形式存在，同时还含有一定量的硫化锌。脉石成分主要是白云石，以及含铁量高达22%的氧化铁矿物。异极矿主要呈粒度不均匀地嵌布在褐铁矿中，异极矿与褐铁矿共生关系紧密且复杂，矿石极易泥化。因此该氧化锌矿石属于极难选的矿石类型。

表1  主要元素分析结果      单位：%

    二、试验方法

    试验在0.75L的XFD单槽式浮选机中进行，依次向矿浆中添加分散剂，pH调整剂，十八胺及起泡剂进行浮选。浮选获得的泡沫精矿及尾矿分别烘干称重，制样后进行公验分析。

   采用自然沉降法脱除矿泥：将矿浆倒入2000mL烧杯中，加水至2000mL刻度处，搅拌后静置自然沉降2min，然后采用虹吸法使矿浆液面下降到达 400mL刻度处。然后再加清水至2000mL刻度处，按上述操作重复进行5次脱泥。分别对脱除得到的矿泥进行烘干称重，进行粒度及锌含量的测定，其中粒度测试采用马尔文2000激光粒度测试仪。

    三、试验结果及分析

    （一）不脱泥浮选结果

    由于该矿石极易泥化，所以在不脱泥流程中，矿浆的分散程度对氧化锌的浮选指标有重要影响。在硫化钠 14.28kg/t，十八胺1.43kg/t的条件下，分别考察了硅酸钠（Na₂SiO₃）、六偏磷酸钠[NaPO₃]6以及六偏磷酸钠和硅酸钠（1:1）混合使用对浮选指标的影响，结果如表2所示。

表2  分散剂对浮选结果的影响

    由表2的结果可知，硅酸钠几乎没有分散效果，六偏磷酸钠和硅酸钠1:1混合使用时，锌回收率最高为19.98%，效果也不好，相比之下使用六偏磷酸钠用分散剂获得的浮选指标较好。但由于该矿泥中褐铁矿的含量较高，矿泥粒度细，比表面积大，吸附性强，对药剂的消耗比较多，所以六偏磷酸钠的分散效果并不大明显。确定在不脱泥的浮选试验中，均采用六偏磷酸钠作为分散剂，用量为1.67kg/t。

    在六偏磷酸钠1.67kg/t，硫化钠14.28kg/t的条件下，考察了十八胺用量对氧化锌浮选指标的影响，结果如表3所示。

表3  十八胺用量对浮选结果的影响

    由表3可以看出，随着十八胺用量的增加，精矿品位和回收率有一定的提高，但即使十八胺用量达到2.86kg/t时，精矿品位仍只有14.12%，回收率也仅达到46.12%。这主要是因为在不脱泥条件下，矿泥对带正电的十八胺具有强烈的吸附作用，消耗了大量的药剂，所以在十八胺用量低的时候，锌浮选指标很差，只有当十八胺用量达到较高程度时才能对异极矿氧化锌起到一定的捕收作用。

    根据文献报道，对胺类捕收剂进行乳化能够降低矿泥的不良影响，为了进一步提高异极矿氧化锌浮选指标，在六偏磷酸钠1.67kg/t，硫化钠14.28kg /t的条件下，分别考察了柴油、煤油、硫化钠和丁黄药四种药剂与十八胺乳化对浮选指标的影响。试验结果如表4所示。

表4  不脱泥条件下十八胺乳化条件对浮选结果的影响

    从表4中可知，即使将十八胺在不同条件下乳化来浮选展品极矿氧化锌，得到的浮选指标仍然很低。与表3的结果相比，浮选指标甚至更差，这可能是乳化后对泡沫产生消泡作用，不利于粗颗粒异极矿的浮选。说明对胺进行乳化，不适合异极矿的浮选。

    从以上的试验结果可知，不脱泥条件下很难获得理想的异极矿氧化锌浮选指标。其主要原因是原矿泥化严重，微细颗粒矿泥覆盖在目的矿物表面，严重阻碍了药剂与矿物的作用，另一方面由于矿石含铁较高，且天然针铁矿有很好的吸附能力，对浮选药剂具有强烈的吸附作用，能够吸附消耗大量的药剂。因此要想获得理想的浮选指标，对矿浆进行脱泥是非常必要的。

    （二）脱泥对浮对浮选结果的影响

    在六偏磷酸钠1.67kg/t，硫化钠14.28kg/t，十八胺1.43kg/t的条件下，考察了脱泥量对异极矿氧化锌浮指标的影响。矿泥平均粒径以及浮选指标与脱泥次数的关系见表5。

表5  脱泥对浮选结果的影响

    由表5可知，随着脱除掉的矿泥的平均粒径的增大，锌精矿品位和回收率也随之提高。表5的结果还表明，仅脱除－7μm的矿泥还不能得到较好的氧化锌浮选结果，脱除的矿泥平均粒径基本保持在11μm左右时，获得的锌精矿品位是不脱泥结果的2倍多，回收率与不脱泥相比提高了4倍，说明将粒级为－11μm左右的矿泥脱除掉，可以基本消除矿泥对异极矿氧化锌浮选指标的有害影响。

    （三）硫化钠用量对异极矿浮选的影响

    在采用胺类捕收剂浮选氧化锌时，浮选前必须需添加硫化钠进行活化。硫化钠在氧化锌浮选中主要有两方面的作用，一是提高矿浆pH值，使氧化锌矿物表面带负电，二是硫氢根离子在氧化锌矿物表面的吸附，活化氧化锌矿物。在六偏磷酸钠1.67kg/t，十八胺1.43kg/t的条件下，硫化钠用理对异极矿氧化浮选指标的影响见图1。

图1  硫化钠用量对异极矿浮选指标的影响

    由图1可见，随着硫化钠用量的增加，锌精矿的含锌量也随之提高，当硫化钠用量为7.13kg/t时，精矿锌品位提高，为32.54%，而硫化钠用量继续增大，精矿品位反而降低，硫化钠用量为10.71kg/t时，品位降低到28.72%。这说明过量的硫化钠可能会抑制氧化锌的浮选。锌精矿的回收率随硫化钠用量的增加而显著增加，从4.83%上升到了89.1%，说明大硫化钠的用量有利于精矿回收率的提高。

    （四）胺种类对异极矿浮选的影响

    在浮选前脱泥3次，六偏磷酸钠1.67kg/t，硫化钠14.28kg/t的条件下，考察了十二伯胺、十六烷基三甲溴化铵和十八伯胺对异极矿浮选指标的影响。试验结果如表6所示。

表6  胺种类对浮选结果的影响

    从表6中可知，十六烷基三甲化溴化铵浮选效果最差，因为其是季铵盐，对氧化锌捕收能力比较弱。十二伯胺浮选得到精矿品位为20.66%，回收率为 83.47%。十八伯胺可以获得品位为28.72%的锌精矿，回收率达到89.1%。说明伯胺的碳链长度增加，可以提高异极矿的浮选指标。

    （五）十八胺用量对异极矿浮选的影响

    在六偏磷酸钠1.67kg/t，硫化钠14.28kg/t的条件下，十八胺用量对浮选效果影响的试验结果见图2。

    从图2中可知，随着十八胺用量的增加，锌精矿品位和回收率都随之增大。十八胺的用量从0.71kg/t增大到2.68kg/t时，锌精矿的品位从 29.92%提高到32.31%，回收率从70%提高到了87.14%。但胺的用量明显比其他氧化锌矿的浮选大很多，这可能是由于异极矿可浮性差，表面亲水性比较强，需要大量的胺才能实现对矿物的捕收。

图2  十八胺用量对异极矿氧化锌浮选效果的影响

    四、结论

    （一）试验结果表明，对于褐铁矿含量高、泥化严重的异极矿氧化锌矿石，若不脱泥直接浮选，很难获得较好的浮选指标。通过添加分散剂强化矿泥分散、增大胺捕收剂的用量以及对胺捕收剂进行乳化等方法都不能有效消除矿泥的影响。

    （二）采用预先脱泥的方法，除去－11μm左右的矿泥，能够有效改善异极矿的浮选效果，在六偏磷酸钠1.67kg/t，十八胺用量为1.43kg/t，硫化钠14.28kg/t的条件下，异极氧化锌的浮选作业回收率可以达到89.15%，锌精矿品位达28.72%。

    （三）对于可浮性较差的异极矿浮选，需要在较高的硫化钠和胺用量下，才能够较好的实现矿物表面的硫化和捕收。