四川祁家河铅锌硫多金属矿选矿试验研究

时间：2024-05-22

石磊，赵华伦，杜新，雷力，邱允武

（四川省冶金地质勘查院，成都 610051）

0 引言

铅、锌的地球化学性质和成矿地质条件相同或相似，常常共生形成铅锌矿床［1］。四川省荥经县祁家河铅锌矿的主要金属矿物为闪锌矿，次为黄铁矿，少量为方铅矿，是一铅锌硫多金属矿。本文针对矿石性质，参考国内对多金属硫化矿在选矿工艺流程和药剂制度方面的研究成果［2－6］，采用优先浮选流程对该矿进行了铅、锌、硫分离试验研究，获得的最终产品具有较好的经济指标：铅精矿品位w（Pb）＝56.50％，回收率为75.45％；锌精矿品位w（Zn）＝50.58％，回收率为92.87％；硫精矿品位w（S）＝47.22％，回收率71.76％。

1 原矿性质

1.1 原矿化学性质

对原矿进行了化学多元素分析（表1）和铅、锌物相分析（表2）。结果表明，矿石中可利用的有价元素为铅、锌和硫，质量分数分别为0.55％，6.11％和15.8％，矿石类型以硫化矿为主。

1.2 原矿主要矿物嵌布特征

原矿中金属矿物以闪锌矿为主，次为黄铁矿，少量方铅矿等；脉石矿物主要有石英、方解石等。

表1 原矿多元素分析结果Table 1 Multi-element analysis of the crude ore

表2 铅、锌物相分析结果Table 2 Phase analysis of Pb，Zn minerals

（1）闪锌矿：呈半自形、自形粒状晶及其部分为集合体，不等粒或相对较等粒，粒径一般在0.035～0.1176 mm之间，不均匀或相对较均匀分布于岩石中。大部分呈单体状产出，少量与方铅矿或黄铁矿连体产出，并被方铅矿包裹其中。闪锌矿具微弱的非均质性。

（2）黄铁矿、胶状黄铁矿：黄色，反射率较高（＞50％），等轴，均质。他形集合体，成团块状、块状体产出。其中残留有大量的莓群、莓粒、藻胶团结构，分布不均匀。黄铁矿具裂纹，局部碎粒化发育。

（3）方铅矿：呈他形集合体或斑状晶，零星分布于闪锌矿石中。三角凹陷清楚。量少，呈细小团粒嵌布。

2 选矿试验研究

目前，方铅矿、闪锌矿、黄铁矿的分选仍以浮选为主。浮选工艺分为优先浮选、混合浮选和等可浮等类型。根据矿石性质，本次试验采用优先浮选流程进行铅、锌、硫分离试验。值得注意的是，该矿石中的铜离子对锌矿物具有活化作用，因此必须在浮铅流程中找到对锌矿物有高效抑制作用的药剂。

2.1 铅的浮选试验

2.1.1 矿浆p H值试验

矿浆p H值是影响浮选指标的重要因素之一，常选用石灰调整p H值。石灰不但价格低廉，还对黄铁矿有很好的抑制作用，故试验选用石灰作为浮铅的调整剂。在磨矿细度为－0.074 mm占75％，组合捕收剂乙基黄药＋硫氮9号（1∶1）用量为60 ×10－6，组合抑制剂硫酸锌＋亚硫酸钠（2∶1）用量为3 000×10－6的条件下，采用一段粗选一段扫选流程进行了p H值试验。结果（图1）表明，随着p H值的增高，铅的品位有所增高，回收率基本不变，硫的品位和回收率急剧下降，当p H＝11时，硫品位和回收率下降趋势平缓。综合考虑，本次试验最佳的p H值应为11。

2.1.2 锌抑制剂种类试验

闪锌矿的常用抑制药剂有硫酸锌，此外还有硫化钠、亚硫酸盐和硫代硫酸盐等。本次试验对单独使用硫酸锌和硫酸锌＋亚硫酸钠组合药剂进行了对比试验，其余试验条件与铅浮选矿浆p H值试验条件相同。结果（表3）表明，该矿石中的闪锌矿只添加硫酸锌就能得到很好的抑制。

2.1.3 锌抑制剂用量试验

硫酸锌作为锌的抑制剂，在磨矿细度为－0.074 mm占75％，乙基黄药＋硫氮9号（1∶1）用量为60×10－6的条件下，采用一段粗选一段扫选流程进行了硫酸锌用量试验。结果（图2）表明，随着硫酸锌用量的增加，锌的品位有所降低，当硫酸锌用量为1 500×10－6时，再增加硫酸锌的用量，锌的品位下降幅度不大，锌回收率无明显变化。所以最佳的硫酸锌用量应为1 500×10－6。

图1 铅浮选pH值与品位和回收率的关系Fig.1 pH vs grade and recovery plot for floatation

表3 锌抑制剂种类试验结果Table 3 Test results of sphalerite inhibitors

图2 锌抑制剂用量试验结果Fig.2 Plot showing results of sphalerite inhibitor volume used during beneficiation test

图3 铅浮选捕收剂用量试验结果Fig.3 Plot showing Pb collector volume used during beneficiation test

图4 锌浮选p H值试验结果Fig.4 Plot showing pH value during teneficiation test

2.1.4 捕收剂用量试验

研究表明，乙黄药对方铅矿捕收能力较强，硫氮9号对方铅矿的选择性较好，因此本次试验选择二者的组合作为方铅矿的捕收剂，两者的比例为1∶1。在磨矿细度为－0.074 mm占75％，硫酸锌用量为1 500×10－6的条件下，采用一段粗选一段扫选流程进行了捕收剂用量试验。试验结果见图3。结果表明，当捕收剂用量为60×10－6时，铅、锌的分离效果最好，因此选用捕收剂的用量为60×10－6。

2.2 锌的浮选试验

图5 硫酸铵用量试验结果Fig.5 Plot showing（NH 4）2 SO4 volume used during benefiantes test

对选铅矿物的尾矿进行了锌浮选药剂条件试验，分别进行了p H值试验、硫酸铜用量试验和捕收剂用量试验。

2.2.1 矿浆p H值试验

依然采用石灰作为p H调整剂，硫酸铜作为活化剂，丁黄作为捕收剂进行了p H值试验，试验结果（图4）表明，p H值对锌的浮选影响不大，但随着p H值的增加，硫的回收率降低，锌、硫分离效果较好。综合考虑，最佳的p H值应为11。

2.2.2 硫酸铜用量试验

硫酸铜不但对硫化锌矿物有很好的活化作用，而且对硫也同样有活化作用，因此硫酸铜的用量对锌、硫分离至关重要。在p H值为11，采用丁黄做捕收剂的条件下，进行了硫酸铜用量试验。结果（图5）表明，随着硫酸铜用量的增加，锌的品位逐渐降低，回收率基本不变，硫的品位逐渐升高，回收率略有升高。最终得到硫酸铜的最佳用量为150× 10－6。

2.2.3 捕收剂用量试验

采用丁黄作为捕收剂，在p H值为11，硫酸铜为活化剂的条件下，进行丁黄用量试验。结果表明，最佳的丁黄用量为40×10－6。

2.3 硫浮选硫酸铵用量试验

浮硫常用的活化剂有硫酸、硫酸铜、硫酸铵等，考虑到硫酸铵成本更低，便于储存运输，试验采用硫酸铵作为活化剂。对选锌矿物的尾矿以丁黄为捕收剂进行了硫浮选硫酸铵用量试验。试验结果（图5）表明，随着硫酸铵用量的增加，硫的品位逐渐降低，回收率逐渐升高；当硫酸铵用量超过3 000×10－6后，再增加硫酸铵用量，硫的回收率变化不大。因此最佳的硫酸铵用量为3 000×10－6。

表4 闭路试验结果Table 4 Results of close circuit beneficiation test

2.4 闭路试验

根据原矿性质和上述条件试验结果，对原矿样进行了闭路流程试验。结果见表4，试验流程见图6。

图6 闭路试验流程图Fig.6 Flow sheet for close circuit