朱學震 孫影
摘 要:隨著國民經濟的快速發展和礦產資源的日益枯竭,礦石性質日趨貧、細、雜特點,這對選礦領域提出了更高的技術要求。本文在對我國鋅礦礦石的浮選回收利用進行綜合論述的基礎上,以云南某鋅礦礦石的選礦試驗研究為例,進一步探討該類型礦石的處理方法。
關鍵詞:鋅礦;浮選;工藝流程
礦產資源綜合利用是指對礦產資源進行綜合找礦、綜合評價、綜合開采和綜合問收的統稱。其目的是使礦產資源及其所含有用成分最大限度地得到回收利用,以提高經濟效益,增加社會財富和保護自然環境。選礦就是利用礦物的物理性質或者物理化學性質的差異,借助各種選礦設備將礦石中的有用礦物與脈石礦物分離,并達到是有用礦物相對富集的過程。尤其針對鋅礦礦石,尤其是細粒級物料的處理,浮選是比較常用的方法。
1 礦石性質分析
云南某鋅礦礦石,經化驗分析,含Zn 3.48%、Pb 0.13%、S 6.03%、Fe 5.85%,C 6.21%,該礦樣中金屬礦物主要為閃鋅礦和黃鐵礦,所含脈石礦物均主要為碳酸鹽、硅酸鹽、石英以及碳質脈石礦物。
該礦石中閃鋅礦、黃鐵礦等金屬礦物呈他形不等粒狀浸染分布;部分閃鋅礦呈脈狀或網脈狀嵌布于脈石中構。閃鋅礦、黃鐵礦等呈他行形晶粒狀嵌布于脈石內,黃鐵礦常呈自形、半自形晶嵌布于脈石內。
2 選礦工藝研究
針對高硫礦物特點,要使精礦達到品級,需要在浮選過程中對黃鐵礦的含硫礦物進行有效抑制。經過探索試驗對比后發現,采用鋅硫混合浮選,粗精礦再進行抑硫效果較差,主要原因是黃鐵礦等含硫礦物一旦吸附藥劑后,再通過添加抑制劑,較難是黃鐵礦得到有效抑制。因此試驗確定采用原礦直接抑硫浮鋅流程。
2.1 磨礦細度試驗結果及分析
浮選之前的磨礦作業,目的是使礦石中的礦物得到解離,并將礦石磨到適于浮選的粒度[1]。根據常規硫化鋅礦石浮選流程,試驗中磨礦細度分別采用-0.074mm含量65%、70%、75%、80%、85%,經過一次粗選、一次掃選作業,考察精礦中鋅礦物的回收效果。粗選添加CaO? 4000g/t、CuSO4 500g/t、捕收劑丁基黃藥用量為100g/t,起泡劑采用常規的2#油,用量為40g/t,浮選時間5分鐘。
隨著磨礦細度提高精礦品位在33-36%之間波動,精礦回收率均達到90%以上。但可以明顯看出精礦品位隨著產率的增大而降低。在確保閃鋅礦與脈石單體解離的前提下,綜合考慮選礦成本,確定磨礦細度-0.074mm含量為65%。
2.2 CaO用量試驗結果及分析
石灰作為抑制黃鐵礦的主要抑制劑,在很多硫化礦浮選中均有應用。pH調整劑的主要作用在于產生有利于浮選藥劑的作用條件、改善礦物表面狀況和礦漿離子組成,通過調整pH值使電位-pH匹配,從而達到浮選分離的目的[2]。
試驗中磨礦細度分別采用-0.074mm含量65%,經過一次粗選、一次掃選作業,考察精礦中鋅礦物的回收效果。粗選添加CaO 4000g/t、5000g/t、6000g/t分別進行試驗,其他條件與磨礦細度試驗條件相同,以考察CaO在浮選中對黃鐵礦等其他含硫礦物的抑制作用。
由試驗結果可以看出,隨著CaO用量的增加,精礦品位逐漸提高,CaO用量為5000g/t條件下,精礦品位35.62%,回收率93.56%。試驗確定CaO用量為5000g/t。
2.3 CuSO4用量試驗結果及分析
硫酸銅是一種常用的活化劑?;罨瘎┑淖饔檬窃诘V物表面生成促進捕收劑作用的薄膜。硫酸銅作為活化劑的作用機理一般體現在以下三個方面:(1)溶解礦物表面抑制性薄膜(2)由于交換吸附或置換的化學反應,在礦物表面形成難溶的活化薄膜(3)消除礦漿中抑制性離子的有害影響。
在本試驗中硫酸銅作為閃鋅礦的活化劑,其用量需要嚴格控制,因為用量不足將使閃鋅礦的活化不徹底;用量過大可能使已經被石灰抑制的黃鐵礦再次上浮。試驗中磨礦細度分別采用-0.074mm含量65%,硫酸銅用量分別為600g/t、700g/t、800g/t、900g/t,進行一次粗選、一次掃選作業。粗選添加CaO 5000g/t、捕收劑丁基黃藥用量為100g/t,起泡劑采用常規的2#油,用量為40g/t,浮選時間5分鐘,考察硫酸銅用量對浮選效果的影響。
根據試驗結果,在CuSO4 用量為600g/t條件下,精礦品位35.85%,精礦回收率93.51%。綜合考慮試驗指標以及選礦成本,試驗確定CuSO4 用量為600g/t。
2.4 捕收劑用量試驗結果及分析
捕收劑在浮選中的作用是與礦物進行吸附,曾強礦物表面的疏水性使礦物更容易上浮。閃鋅礦是一種可浮性較好的礦物,采用常規的丁基黃藥作為捕收劑即可獲得較好的回收指標。
試驗中磨礦細度采用-0.074mm含量65%,硫酸銅用量為600g/t,粗選添加CaO 5000g/t,進行一次粗選、一次掃選作業。捕收劑丁基黃藥用量分別為80g/t、100g/t、120g/t、140g/t,起泡劑采用常規的2#油,用量為40g/t,浮選時間5分鐘,考察捕收劑用量對浮選效果的影響。
由試驗結果看出,隨著捕收劑用量增加,精礦回收率逐漸提高,但精礦品位有所下降。捕收劑用量為120g/t條件下,精礦品位42.21%,精礦回收率92.58%。試驗確定捕收劑用量為120g/t。
2.5綜合條件試驗結果及分析
在上述條件試驗確定的最優組合基礎上,進行全流程綜合條件試驗。在-0.074mm含量65%條件下,粗選添加CaO 4000g/t、CuSO4 600g/t、捕收劑丁基黃藥120g/t、2#油40g/t,兩次掃選藥劑用量依次減半,粗精礦再經兩次精選,可獲得品位51.02%鋅精礦,回收率為88.21%,尾礦鋅流失率為4.35%。
3 總結
該礦石采用抑硫浮鋅工藝,在磨礦細度-0.074mm含量65%條件下開路試驗可獲得51.02%的精礦品位。在條件試驗以及綜合條件試驗基礎上,進行閉路試驗。閉路試驗最終可獲得品位為48.58%、回收率91.01%的鋅精礦,回收指標較好。
隨之資源開采程度的加大,越來越多的礦石呈現出品位低、含硫高、含雜質高等特點,因此加強對這些方面的技術研究,對于資源的高效利用和實現資源可持續發展具有現實意義。
參考文獻
[1]許時.礦石可選性研究[M].北京:冶金工業出版社,2012:139.
[2]李成秀,文書明.多金屬硫化礦浮選研究的新進展[J].國內外金屬礦山,2004,1:8.