陕西某地含碳混合锌矿石选矿试验研究

  我 国铅锌资源十分丰富,遍布全国各地,全国铅锌生产矿山数百个,铅锌比例为1∶1至1∶5,锌含量较高,目前已知的锌矿物58种,工业利用有7种,其中闪锌 矿约占锌矿总量的90%以上。由于氧化锌矿石结构复杂,含泥高,迄今对氧化锌矿石的回收仍不令人满意。因此在有效回收硫化锌的同时,综合回收氧化锌矿物显 得十分有意义。

  一、矿石性质

  陕西某地含碳混合锌矿为海相沉积成因的碳酸盐类型,矿石中主要金属矿物为闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、褐铁矿、菱锌矿等,主要脉石矿物为白云石、方解石、石英、碳质,碳以有机碳为主。

  闪锌矿主要呈自形、半自形或它形粒状晶体,嵌布粒度不均匀。氧化锌矿物主要为菱锌矿,嵌布呈很 细小的粒状晶体,粒径一般为0.005~0.01mm,并与黄铜矿形成锌、铜硫化物固溶体结构。脉石矿物主要为白云质灰岩,90%以上为硅化白云质大理 岩。原矿多元素及锌物相分析结果见表1、表2。

  表1  小型试验原矿多元素分析结果

  成分ZnCuPbAsSAgSiO2K2ONa2OCaOMgOC

  质量分数2.770.0060.0380.0021.894.41g/t1.850.06912.7829.4518.9713.01

  表2  原矿锌物相分析结果

  二、浮选条件试验研究

  (一)脱碳与不脱碳试验

  在粗磨细度-74μm 65%条件下,加松醇油24g/t,进行脱碳与不脱碳试验。试验结果见表3。表3试验结果说明,采用预先脱碳浮选,可获得锌品位40%以上的锌精矿,而不脱碳浮选,锌精矿品位不到30%,碳对锌精矿品位影响明显。

  (二)磨矿细度试验研究

  原矿预先脱碳后按“先硫后氧”原则,并以硫化锌为主进行了磨矿细度试验。试验条件为石灰 1000g/t、硫酸铜400g/t、31号黑药60g/t、丁基黄药40g/t。试验结果见图1。图1磨矿细度试验结果说明,当磨矿细度达到-74μm 65%时,可获得锌品位45%、锌回收率87%以上锌精矿。磨矿细度再增加锌回收率略有上涨,但锌品位却大幅度下降,因此确定磨矿细度为 -74μm65%。

  表3  脱碳与不脱碳试验结果

图1  磨矿细度对浮选的影响

  1-锌品位;2-锌回收率;下同

  (三)pH值对浮选结果的影响

  石灰是硫化锌浮选常用的pH值调整剂,石灰不仅价廉,还可以有效地抑制黄铁矿,而且对矿泥有凝 聚作用。与其它调整剂对比表明,石灰对该矿样浮选效果比较理想。图2试验结果说明,pH值10左右为宜,pH>11时,由于泡沫黏度增加,矿泥及杂 质带入锌精矿,导致浮选过程恶化。

图2  pH值对浮选的影响

  (四)硫酸铜对试验结果的影响

  硫酸铜是闪锌矿的有效活化剂,由于硫酸铜是强酸弱碱的盐,在水中完全电离,使溶液呈弱酸性,因此最好在酸性或中性矿浆中使用。但实际生产中矿浆pH值受各种药剂的影响,Cu2+活化闪锌矿只能在碱性矿浆中进行,此时一部分铜离子变成碱式铜,因而消耗了硫酸铜用量。图3试验结果说明,随着硫酸铜用量的增加锌品位和锌回收率都在上升,而硫酸铜用量大于500g/t时,锌品位和回收率逐渐下降。确定硫酸铜用量500g/t为宜。

图3  硫酸铜对浮选的影响

  (五)捕收剂31号黑药对浮选的影响

  硫化锌经硫酸铜活化后,常采用丁基黄药浮选,而31号黑药是25号黑药加入6%的白药,专门用 于捕收闪锌矿、方铅矿等矿物。单独采用31号黑药锌品位和锌回收率均比丁基黄药分别高2%~3%,比31号黑药与丁基黄药联合加药也高出1%~2%。而且 31号黑药有一定的起泡效能,省去了松醇油。图4试验结果说明,31号黑药用量100g/t为宜。

图4  捕收剂31号黑药对浮选的影响

  (六)硫化钠对氧化锌浮选的影响

  在确定了硫化锌浮选条件后,对氧化锌浮选进行了硫化钠用量试验。硫化钠是有色金属氧化矿的有效硫化剂,其硫化速度与硫化钠用量及矿浆pH值等因素有关。图5试验结果说明,随着硫化钠用量的增加,氧化锌精矿品位有所上升,但锌回收率有所下降,这是因为硫化钠用量过大,矿浆pH值过高。因此确定硫化钠用量5.0kg/t左右为宜。

图5  硫化钠对氧化锌浮选的影响

  (七)十二胺用量对氧化锌浮选的影响

  由于该矿为碳酸盐类型矿,钙镁含量较高,该类型氧化锌矿石适宜采用硫化后伯胺法浮选。图6试验结果说明,随十二胺用量的增加,锌回收率有明显上升,但锌精矿质量逐渐下降,十二胺用量100g/t足以使氧化锌得到有效的回收。

图6  十二胺对氧化锌浮选的影响

  (八)闭路试验

  在优化条件试验基础上进行了浮选闭路试验,由于中矿返回,使矿浆中药剂浓度增加,因此,对捕收剂用量进行了适当的调整。闭路试验流程见图7,试验结果见表4。

图7  闭路试验流程

  表4  闭路试验结果

(九)锌精矿主要成分分析及氧化锌精矿锌物相分析

  为了考察锌精矿质量及氧化锌回收效果,对闭路最终精矿进行了化学多元素分析,对氧化锌精矿进行了锌物相分析。分别见表5、表6。从表5可以看出,闭路硫化锌精矿达到了国家新颁发的YST320-2007一级精矿质量标准,铜、铅、铁,砷、SiO2杂质含量也符合要求。从表6锌物相结果说明,氧化锌精矿锌的回收率达到了73%以上。

  表5  锌精矿主要成分分析结果

表6  氧化锌精矿锌物相分析结果

  三、结论

  (一)该矿石为单一的混合锌矿石,碳质对锌精矿有一定的影响,其它杂质含量较少,闪锌矿占锌总量的88%左右。

  (二)采用“先硫后氧”工艺流程,在粗磨-74μm65%的条件下,预先脱碳,经一次粗选、两 次扫选、三次精选获得硫化锌精矿。其尾矿采用硫化钠硫化后,十二胺作捕收剂浮选氧化锌,闭路试验获得硫化锌精矿品位56.15%、锌回收率85.56%, 以及氧化锌品位34.90%、锌回收率9.37%,锌的总回收率94.93%的较好指标。

  (三)矿石中氧化锌由于嵌布粒度在0.005~0.01mm,难以解离,影响了氧化锌的回收。

  (四)试验流程结构合理,药剂制度简单,为工业生产提供了一套合理的工艺流程。


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