论文部分内容阅读
摘 要：随着国民经济的快速发展和矿产资源的日益枯竭，矿石性质日趋贫、细、杂特点，这对选矿领域提出了更高的技术要求。本文在对我国锌矿矿石的浮选回收利用进行综合论述的基础上，以云南某锌矿矿石的选矿试验研究为例，进一步探讨该类型矿石的处理方法。
关键词：锌矿;浮选;工艺流程
矿产资源综合利用是指对矿产资源进行综合找矿、综合评价、综合开采和综合问收的统称。其目的是使矿产资源及其所含有用成分最大限度地得到回收利用，以提高经济效益，增加社会财富和保护自然环境。选矿就是利用矿物的物理性质或者物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物与脉石矿物分离，并达到是有用矿物相对富集的过程。尤其针对锌矿矿石，尤其是细粒级物料的处理，浮选是比较常用的方法。
1 矿石性质分析
云南某锌矿矿石，经化验分析，含Zn 3.48%、Pb 0.13%、S 6.03%、Fe 5.85%，C 6.21%，该矿样中金属矿物主要为闪锌矿和黄铁矿，所含脉石矿物均主要为碳酸盐、硅酸盐、石英以及碳质脉石矿物。
该矿石中闪锌矿、黄铁矿等金属矿物呈他形不等粒状浸染分布;部分闪锌矿呈脉状或网脉状嵌布于脉石中构。闪锌矿、黄铁矿等呈他行形晶粒状嵌布于脉石内，黄铁矿常呈自形、半自形晶嵌布于脉石内。
2 选矿工艺研究
针对高硫矿物特点，要使精矿达到品级，需要在浮选过程中对黄铁矿的含硫矿物进行有效抑制。经过探索试验对比后发现，采用锌硫混合浮选，粗精矿再进行抑硫效果较差，主要原因是黄铁矿等含硫矿物一旦吸附药剂后，再通过添加抑制剂，较难是黄铁矿得到有效抑制。因此试验确定采用原矿直接抑硫浮锌流程。
2.1 磨矿细度试验结果及分析
浮选之前的磨矿作业，目的是使矿石中的矿物得到解离，并将矿石磨到适于浮选的粒度[1]。根据常规硫化锌矿石浮选流程，试验中磨矿细度分别采用-0.074mm含量65%、70%、75%、80%、85%，经过一次粗选、一次扫选作业，考察精矿中锌矿物的回收效果。粗选添加CaO 4000g/t、CuSO4 500g/t、捕收剂丁基黄药用量为100g/t，起泡剂采用常规的2#油，用量为40g/t，浮选时间5分钟。
随着磨矿细度提高精矿品位在33-36%之间波动，精矿回收率均达到90%以上。但可以明显看出精矿品位随着产率的增大而降低。在确保闪锌矿与脉石单体解离的前提下，综合考虑选矿成本，确定磨矿细度-0.074mm含量为65%。
2.2 CaO用量试验结果及分析
石灰作为抑制黄铁矿的主要抑制剂，在很多硫化矿浮选中均有应用。pH调整剂的主要作用在于产生有利于浮选药剂的作用条件、改善矿物表面状况和矿浆离子组成，通过调整pH值使电位-pH匹配，从而达到浮选分离的目的[2]。
试验中磨矿细度分别采用-0.074mm含量65%，经过一次粗选、一次扫选作业，考察精矿中锌矿物的回收效果。粗选添加CaO 4000g/t、5000g/t、6000g/t分别进行试验，其他条件与磨矿细度试验条件相同，以考察CaO在浮选中对黄铁矿等其他含硫矿物的抑制作用。
由试验结果可以看出，随着CaO用量的增加，精矿品位逐渐提高，CaO用量为5000g/t条件下，精矿品位35.62%，回收率93.56%。试验确定CaO用量为5000g/t。
2.3 CuSO4用量试验结果及分析
硫酸铜是一种常用的活化剂。活化剂的作用是在矿物表面生成促进捕收剂作用的薄膜。硫酸铜作为活化剂的作用机理一般体现在以下三个方面：（1）溶解矿物表面抑制性薄膜（2）由于交换吸附或置换的化学反应，在矿物表面形成难溶的活化薄膜（3）消除矿浆中抑制性离子的有害影响。
在本试验中硫酸铜作为闪锌矿的活化剂，其用量需要严格控制，因为用量不足将使闪锌矿的活化不彻底;用量过大可能使已经被石灰抑制的黄铁矿再次上浮。试验中磨矿细度分别采用-0.074mm含量65%，硫酸铜用量分别为600g/t、700g/t、800g/t、900g/t，进行一次粗选、一次扫选作业。粗选添加CaO 5000g/t、捕收剂丁基黄药用量为100g/t，起泡剂采用常规的2#油，用量为40g/t，浮选时间5分钟，考察硫酸铜用量对浮选效果的影响。
根据试验结果，在CuSO4 用量为600g/t条件下，精矿品位35.85%，精矿回收率93.51%。综合考虑试验指标以及选矿成本，试验确定CuSO4 用量为600g/t。
2.4 捕收剂用量试验结果及分析
捕收剂在浮选中的作用是与矿物进行吸附，曾强矿物表面的疏水性使矿物更容易上浮。闪锌矿是一种可浮性较好的矿物，采用常规的丁基黄药作为捕收剂即可获得较好的回收指标。
试验中磨矿细度采用-0.074mm含量65%，硫酸铜用量为600g/t，粗选添加CaO 5000g/t，进行一次粗选、一次扫选作业。捕收剂丁基黄药用量分别为80g/t、100g/t、120g/t、140g/t，起泡剂采用常规的2#油，用量为40g/t，浮选时间5分钟，考察捕收剂用量对浮选效果的影响。
由试验结果看出，随着捕收劑用量增加，精矿回收率逐渐提高，但精矿品位有所下降。捕收剂用量为120g/t条件下，精矿品位42.21%，精矿回收率92.58%。试验确定捕收剂用量为120g/t。
2.5综合条件试验结果及分析
在上述条件试验确定的最优组合基础上，进行全流程综合条件试验。在-0.074mm含量65%条件下，粗选添加CaO 4000g/t、CuSO4 600g/t、捕收剂丁基黄药120g/t、2#油40g/t，两次扫选药剂用量依次减半，粗精矿再经两次精选，可获得品位51.02%锌精矿，回收率为88.21%，尾矿锌流失率为4.35%。
3 总结
该矿石采用抑硫浮锌工艺，在磨矿细度-0.074mm含量65%条件下开路试验可获得51.02%的精矿品位。在条件试验以及综合条件试验基础上，进行闭路试验。闭路试验最终可获得品位为48.58%、回收率91.01%的锌精矿，回收指标较好。
随之资源开采程度的加大，越来越多的矿石呈现出品位低、含硫高、含杂质高等特点，因此加强对这些方面的技术研究，对于资源的高效利用和实现资源可持续发展具有现实意义。
参考文献
[1]许时.矿石可选性研究[M].北京：冶金工业出版社，2012：139.
[2]李成秀，文书明.多金属硫化矿浮选研究的新进展[J].国内外金属矿山，2004，1：8.
关键词：锌矿;浮选;工艺流程
矿产资源综合利用是指对矿产资源进行综合找矿、综合评价、综合开采和综合问收的统称。其目的是使矿产资源及其所含有用成分最大限度地得到回收利用，以提高经济效益，增加社会财富和保护自然环境。选矿就是利用矿物的物理性质或者物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物与脉石矿物分离，并达到是有用矿物相对富集的过程。尤其针对锌矿矿石，尤其是细粒级物料的处理，浮选是比较常用的方法。
1 矿石性质分析
云南某锌矿矿石，经化验分析，含Zn 3.48%、Pb 0.13%、S 6.03%、Fe 5.85%，C 6.21%，该矿样中金属矿物主要为闪锌矿和黄铁矿，所含脉石矿物均主要为碳酸盐、硅酸盐、石英以及碳质脉石矿物。
该矿石中闪锌矿、黄铁矿等金属矿物呈他形不等粒状浸染分布;部分闪锌矿呈脉状或网脉状嵌布于脉石中构。闪锌矿、黄铁矿等呈他行形晶粒状嵌布于脉石内，黄铁矿常呈自形、半自形晶嵌布于脉石内。
2 选矿工艺研究
针对高硫矿物特点，要使精矿达到品级，需要在浮选过程中对黄铁矿的含硫矿物进行有效抑制。经过探索试验对比后发现，采用锌硫混合浮选，粗精矿再进行抑硫效果较差，主要原因是黄铁矿等含硫矿物一旦吸附药剂后，再通过添加抑制剂，较难是黄铁矿得到有效抑制。因此试验确定采用原矿直接抑硫浮锌流程。
2.1 磨矿细度试验结果及分析
浮选之前的磨矿作业，目的是使矿石中的矿物得到解离，并将矿石磨到适于浮选的粒度[1]。根据常规硫化锌矿石浮选流程，试验中磨矿细度分别采用-0.074mm含量65%、70%、75%、80%、85%，经过一次粗选、一次扫选作业，考察精矿中锌矿物的回收效果。粗选添加CaO 4000g/t、CuSO4 500g/t、捕收剂丁基黄药用量为100g/t，起泡剂采用常规的2#油，用量为40g/t，浮选时间5分钟。
随着磨矿细度提高精矿品位在33-36%之间波动，精矿回收率均达到90%以上。但可以明显看出精矿品位随着产率的增大而降低。在确保闪锌矿与脉石单体解离的前提下，综合考虑选矿成本，确定磨矿细度-0.074mm含量为65%。
2.2 CaO用量试验结果及分析
石灰作为抑制黄铁矿的主要抑制剂，在很多硫化矿浮选中均有应用。pH调整剂的主要作用在于产生有利于浮选药剂的作用条件、改善矿物表面状况和矿浆离子组成，通过调整pH值使电位-pH匹配，从而达到浮选分离的目的[2]。
试验中磨矿细度分别采用-0.074mm含量65%，经过一次粗选、一次扫选作业，考察精矿中锌矿物的回收效果。粗选添加CaO 4000g/t、5000g/t、6000g/t分别进行试验，其他条件与磨矿细度试验条件相同，以考察CaO在浮选中对黄铁矿等其他含硫矿物的抑制作用。
由试验结果可以看出，随着CaO用量的增加，精矿品位逐渐提高，CaO用量为5000g/t条件下，精矿品位35.62%，回收率93.56%。试验确定CaO用量为5000g/t。
2.3 CuSO4用量试验结果及分析
硫酸铜是一种常用的活化剂。活化剂的作用是在矿物表面生成促进捕收剂作用的薄膜。硫酸铜作为活化剂的作用机理一般体现在以下三个方面：（1）溶解矿物表面抑制性薄膜（2）由于交换吸附或置换的化学反应，在矿物表面形成难溶的活化薄膜（3）消除矿浆中抑制性离子的有害影响。
在本试验中硫酸铜作为闪锌矿的活化剂，其用量需要严格控制，因为用量不足将使闪锌矿的活化不彻底;用量过大可能使已经被石灰抑制的黄铁矿再次上浮。试验中磨矿细度分别采用-0.074mm含量65%，硫酸铜用量分别为600g/t、700g/t、800g/t、900g/t，进行一次粗选、一次扫选作业。粗选添加CaO 5000g/t、捕收剂丁基黄药用量为100g/t，起泡剂采用常规的2#油，用量为40g/t，浮选时间5分钟，考察硫酸铜用量对浮选效果的影响。
根据试验结果，在CuSO4 用量为600g/t条件下，精矿品位35.85%，精矿回收率93.51%。综合考虑试验指标以及选矿成本，试验确定CuSO4 用量为600g/t。
2.4 捕收剂用量试验结果及分析
捕收剂在浮选中的作用是与矿物进行吸附，曾强矿物表面的疏水性使矿物更容易上浮。闪锌矿是一种可浮性较好的矿物，采用常规的丁基黄药作为捕收剂即可获得较好的回收指标。
试验中磨矿细度采用-0.074mm含量65%，硫酸铜用量为600g/t，粗选添加CaO 5000g/t，进行一次粗选、一次扫选作业。捕收剂丁基黄药用量分别为80g/t、100g/t、120g/t、140g/t，起泡剂采用常规的2#油，用量为40g/t，浮选时间5分钟，考察捕收剂用量对浮选效果的影响。
由试验结果看出，随着捕收劑用量增加，精矿回收率逐渐提高，但精矿品位有所下降。捕收剂用量为120g/t条件下，精矿品位42.21%，精矿回收率92.58%。试验确定捕收剂用量为120g/t。
2.5综合条件试验结果及分析
在上述条件试验确定的最优组合基础上，进行全流程综合条件试验。在-0.074mm含量65%条件下，粗选添加CaO 4000g/t、CuSO4 600g/t、捕收剂丁基黄药120g/t、2#油40g/t，两次扫选药剂用量依次减半，粗精矿再经两次精选，可获得品位51.02%锌精矿，回收率为88.21%，尾矿锌流失率为4.35%。
3 总结
该矿石采用抑硫浮锌工艺，在磨矿细度-0.074mm含量65%条件下开路试验可获得51.02%的精矿品位。在条件试验以及综合条件试验基础上，进行闭路试验。闭路试验最终可获得品位为48.58%、回收率91.01%的锌精矿，回收指标较好。
随之资源开采程度的加大，越来越多的矿石呈现出品位低、含硫高、含杂质高等特点，因此加强对这些方面的技术研究，对于资源的高效利用和实现资源可持续发展具有现实意义。
参考文献
[1]许时.矿石可选性研究[M].北京：冶金工业出版社，2012：139.
[2]李成秀，文书明.多金属硫化矿浮选研究的新进展[J].国内外金属矿山，2004，1：8.