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氧化铅浮选新工艺的研究和应用
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一、前言

我国氧化铅矿石储量极为丰富,截至1999年底,已探明的铅储量位居世界前列,因此,合理地回收利用这部分矿产资源,意义极为重大。

灵宝市金源矿业有限责任公司第六分公司年采出铅矿石3万余吨,铅品位10%~20%不等,因其氧化率高,浸染粒度细,并与褐铁矿致密共生,含有大量的矿泥和易泥化的次生矿物,致使选矿难度大,难以得到合格的铅精矿,选矿技术经济指标不高。通常存在着因矿浆泥化而恶化工艺流程,导致铅回收率低,浮选工艺稳定性差等问题。经济效益低且资源浪费严重。

为了充分利用资源,节约资源,创造经济效益和社会效益,针对该矿区氧化铅矿的特点,采取具有一定代表性的矿石样进行了详细的矿石可选性试验研究,并在生产中加以应用,取得了令人满意的指标。

二、试验

(一)矿石性质

该矿床属岩浆期后热液矿床,分布于岩浆岩与白云岩接触带400m范围内的白云岩层间裂隙及构造带中。矿石以致密块状为主,细粒―中细粒结构,它形-半自形结构,蜂窝状构造,矿物间共生密切,铅矿氧化程度高(氧化率近90%)。主要金属矿物有白铅矿、铅矾、铬铅矿、方铅矿、菱锌矿、深红银矿、黄铁矿、褐铁矿等;主要脉石矿物有石英、方解石、萤石、重晶石、绢云母、绿泥石等。原矿多元素分析见表1:

表1 原矿多元素分析

 

1、试验室试验

(1)磨矿细度试验

磨矿细度试验采用浮选流程,一次粗选得铅粗精矿和尾矿。

药方为乙硫氮200g/t、硫化钠500g/t、水玻璃300g/t、丁基黄药100g/t。磨矿细度设定-200目:70%、75%、80%、95%。磨矿细度试验指标见表2。

表2 磨矿细度试验指标%

 

试验指标显示:磨矿细度由-200目占70%,提高至-200目占75的选别结果,其粗精矿品位由23.17%提高到27.92%,铅回收率由53.17%提高到63.38%,若将磨矿细度增至-200目占85%,粗精矿中铅品位没有改善,但铅的回收率降至61.91%,再细磨至-200目占95%,粗精矿中铅品位及回收率则明显降低,铅品位降至23.33%,回收率仅为57.8%,可见,该矿石磨矿细度确定为-200目占75%为宜。

(2)25#黑药用量对比试验

磨矿细度为-200目占75%;采用浮选流程,一次粗选得铅粗精矿和尾矿;药方:硫化钠500g/t、水玻璃300g/t、25#黑药(60g/t、90g/t、120g/t、200g/t)、丁基黄药100g/t;25#黑药用量试验指标见表3。

表3  25#黑药用量试验指标%

 

从25#黑药用量试验可知,因用量的增加,铅回收率有所提高,由添加60g/t时,铅回收率为59.07%,到添加200g/t时,铅回收率提升至66.17%,增加了7.1个百分点,但粗精矿中铅品位相应的降低,由27.86%降至23.09%,综合分析选别效果认定:25#黑药用量宜为120g/t。

(3)硫化剂用量对比试验

磨矿细度为-200目占75%;

浮选流程,同前;

药方:硫化钠(900g/t、1100g/t、1300g/t、2000g/t)水玻璃300g/t、25#黑药120g/t、丁基黄药100g/t;硫化剂用量试验指标见表4。

表4 硫化剂用量试验指标%

 

硫化剂用量试验指标显现,硫化剂用量增大后,铅精矿品位和回收率均有所提高,再将硫化剂用量增加为2000g/t时,则对选别指标无明显变化,硫化剂用量宜为1100~1300g/t。

(4)抑制剂的影响试验

考察了水玻璃、淀粉、腐殖酸铵和烤胶等抑制剂对氧化铅浮选指标的效果,其最佳用量的试验结果见表5:

表5 抑制剂试验结果%

 

由表5可知,以水玻璃及腐殖酸铵配方作为抑制剂,铅精矿中铅品位较高。故本试验确定采用该组合药剂作为抑制剂,其最佳用量为200+1000g/t。

(5)开路试验

在条件试验中,将各因素的不同水平取其最佳结果,进行开路试验,做了常规浮选流程及异步浮选流程的两个开路试验,其工艺流程图如图1、图2所示,试验指标见表6、表7。

 

图1 开路试验第一方案工艺流程

 

图2 开路试验第二方案工艺流程

表6 开路流程第一方案试验结果%

 

表7 开路试验第二方案结果%

 

(三)闭路试验

在开路试验的基础上,做了二个方案工艺流程的闭路试验,其闭路试验流程图如图3、图4所示:

 

图3 闭路试验第一方案工艺流程

 

图4 闭路试验第二方案工艺流程

1、第一方案

主要条件:磨矿细度为-200目占75%;

硫化钠1100g/t;

水玻璃加腐殖酸铵150+800g/t;

25#黑药100g/t;

丁基黄药80g/t。

2、第二方案

主要条件:磨矿细度为-200目占75%;

硫化钠1100g/t;

水玻璃加腐殖酸铵150+800g/t;

25#黑药100g/t;

丁基黄药80g/t;

柴油100ml/t。

闭路试验方案结果对比见8所示:

表8  闭路试验方案结对比%

 

三、选矿结果及讨论

(一)从闭路试验结果可以看出,选矿试验宜采用第二方案,即采用异步浮选流程,异步浮选流程是在粗选一的作业中添加适量的浮选药剂,使易浮的铅矿物浮游,再进行两次精选,得最终铅精矿,槽内产品进行两次扫选后,便进行粗选二作业中,在此,添加足量药剂,及增设三次扫选,从而强力捕收难选铅矿物,使铅回收率达到84.2%,粗选二的粗精矿经两次精选后与粗选一精矿合并得到最终铅精矿。铅精矿品位达到56.45%。

(二)工业试验在药剂的选择上,将25#黑药与丁基药剂的并用,相互产生捕收力的“协同效应”,适量的Na2S,在本矿石氧化铅占有率高达90%的态势下,其硫化效果较为显著,铅精矿中含铅高达56.45%的产品质量,而水玻璃加腐殖酸铵的添加,实施了矿泥的有效地分散作用,在实现铅精矿数质量双高时,其效能也是功不可没的。

(三)试验采用硫化-黄药法浮铅的异步浮选流程,在进行磨矿细度、捕收剂、硫化剂、抑制剂等药剂用量试验探索中,取其最佳结果作了开路试验,进而进行两种方案的闭路流程试验,以第二方案的工艺流程成功的显现:铅精矿中铅品位为56.45%,铅回收率可达84.2%的理想试验指标。

(四)采用异步浮选流程,其目的是为适应有用矿物的浮游性和选择性的需要,分步骤地增强选别效果。小型试验/生产实践都表明,具有流程结构比较合理,操作稳定,易于调整、控制等优点。这一新工艺技术的吸引力在于它能够适应选别不同矿石性质的矿石(含多金属矿石体系)并有其实用性和针对性。在选择异步浮选流程结构的同时,探索出施用第一粗选加适量的扑收剂,选收可浮性较好的目的矿物。以质优的精矿,尽快地产出;而在第二步粗选,以多元扑收剂,使“协同效应”尽可能显著加以扑收难选的目的矿物,这乃是提高精矿质量进而又将有用矿物尽量多回收的有效技术措施。

四、生产实践

药剂单耗统计、生产指标、作业参数和经济效益指标见表9、表10、表11、表12。

表9  药剂单耗统计g/t

 

表10  生产指标%

 

表11 作业参数

 

表12 经济效益指标

 

五、结论

1、银家沟矿石中含铅10%~20%,而铅矿物的氧化率高达90%,同时,矿石中含泥量较大,矿物嵌布粒度较细,磨矿细度需要磨至-200目占75%~80%,所以,该矿石属难选的氧化铅矿石。

2、异步浮选流程、适量的多元药剂方案,使得对难选氧化铅矿的工业处理变成可能,生产选别指标达到:铅精矿中铅品位为54.12%,铅回收率可达82.5%,接近国内外同类型矿石的先进水平,应用前景广泛,展现很好的经济效益和社会效益,工业利用价值可观。

参考文献

[1] 胡为柏.浮选.北京:冶金工业出版社, 1990. 20~100.

[2] 石道明,杨敖等.氧化铅锌矿的浮选.昆明:云南科技出版社,1996.12~18.

[3] 王淀佐.矿物浮选和浮选药剂.长沙:中南工业大学出版社,1986.430~433.

作者单位

灵宝市金源矿业有限责任公司(杨鑫生、李建政)

河南省冶金规划设计研究院(罗颖初、姚书长)