云南某銅鉛混浮尾礦回收鋅鐵選礦試驗研究*

代生權，周東云，莊世明，孫 呂，陳艷平

（云南黃金礦業集團股份有限公司，云南 昆明 650200）

礦山資源是國家經濟建設和社會發展不可或缺的物質基礎，而銅鉛鋅礦產作為我國重要的戰略性礦產資源，隨著國民經濟的高速發展，銅鉛鋅礦產資源消費速度日增，國內日漸出現資源供應緊張的局面，無論是礦產資源勘查力度，還是礦產資源回收水平，都應盡力提高。

云南某選礦廠采用“銅鉛混浮-銅鉛分離”的生產工藝回收礦石中的有價元素銅、鉛及伴生元素銀。隨著礦脈的變化，原礦含鋅、鐵品位有逐漸提高的趨勢，生產數據統計表明，目前銅鉛混浮尾礦含鋅品位1.70%左右，含全鐵品位23%左右。試驗以銅鉛混浮尾礦作為研究對象，就有價金屬元素鋅、鐵回收進行了詳細的試驗研究，采用綠色環保藥劑X-46、BK906分別作為選鋅活化劑、捕收劑，降低了生產回水中殘留藥劑對銅鉛混浮的影響、減輕環保壓力及有效回收金屬元素鋅，同時對選鋅尾礦進行鐵資源的回收，通過“一粗一精”弱磁選工藝流程，達到了鐵資源回收利用的目的。

1 原礦性質

試驗礦樣為銅鉛混浮尾礦，金屬硫化礦主要為閃鋅礦、少量的磁黃鐵礦、方鉛礦和黃銅礦等，金屬氧化礦物主要為磁鐵礦和褐鐵礦，脈石礦物主要為透閃石和透輝石，其次為方解石和黑柱石，少量的石英、石榴子石、白云母、長石以及磷灰石等。礦樣粒度細，小于0.074 mm粒級含量達到83%左右，閃鋅礦單體解離度高達到80%。磁鐵礦主要以自形、半自形晶產出，部分磁鐵礦以集合體的形式嵌布，磁鐵礦的整體粒度較細，主要分布在（0.100～0.010）mm之間。礦樣主要元素分析結果見表1，鋅物相分析結果見表2，選鋅尾礦鐵物相結果表3。

表1 礦樣主要元素分析結果Tab.1 Main element analysis results of ore samples %

表2 鋅物相分析結果Tab.2 Zinc phase analysis results %

表3 鐵物相分析結果Tab.3 Iron phase analysis results %

由表2知，礦樣中含鋅礦物主要為硫化鋅，占比達到93.60%。

由表3知，選鋅尾礦中含鐵礦物主要為赤褐鐵礦，其分布率占總量的44.15%，硅酸鐵占35.83，菱鐵礦占10.15%，磁鐵礦占8.99%，其他鐵含量低?？苫厥绽玫蔫F資源主要為赤褐鐵礦、磁鐵礦。

2 試驗方案確定

試驗礦樣為銅鉛混浮尾礦，含鋅礦物主要為硫化鋅，且為可浮選性較好的閃鋅礦，雖然在銅鉛混浮過程中加入鋅抑制劑，但易被銅離子活化，采用浮選的方法則可回收金屬元素鋅[1-3]；針對選鋅尾礦中的鐵資源，主要采用磁選進行回收，磁選過程除用水電外，不加任何物質，而且水可以回收循環利用，因此具有良好的經濟效益[4]。

3 結果與分析

3.1 選鋅試驗

3.1.1 鋅活化劑用量試驗

鋅礦物在銅鉛混浮的過程中受到硫酸鋅和亞硫酸鈉的抑制，為恢復其可浮性，對其進行活化劑用量試驗研究[5]。試驗采用新型綠色環保藥劑X-46對鋅進行活化，通過銅離子吸附在鋅礦物表面，借助銅離子與捕收劑的作用，使鋅礦物可浮性恢復。硫酸銅作為閃鋅礦的傳統活化劑，已沿用數十年，通常使用硫酸銅對閃鋅礦進行活化，硫酸銅濃度在1×10-6mol/L，氫氧化銅會大量產生，只有表面氫氧化銅轉化產生的銅硫化物才能產生有效活化作用，由于轉化為銅硫化物的過程與礦物表面氫氧化鋅的溶解擴散過程有關[6]，其轉化過程較緩慢，因此當銅濃度過高時，表面吸附的氫氧化銅在有限的活化時間內來不及轉化為銅硫化物，使親水性氫氧化銅比例增大，從而對閃鋅礦產生抑制作用。新型活化劑X-46具有緩釋效應，選擇性活化效果好。在低堿條件下高效活化閃鋅礦的同時，對磁黃鐵礦、黃鐵礦具有一定抑制作用，對于節能降耗、清潔生產等具有重要的理論意義和實際價值[7]。試驗采用一次粗選流程，捕收劑BK906用量為70 g/t，起泡劑BK204用量為20 g/t，試驗結果見圖1。

圖1 鋅活化劑用量試驗結果Tab.1 Dosage test results of zinc activator

由圖1知，隨著鋅活化劑X-46用量的增加，鋅品位呈先升后降的趨勢，而鋅回收率則呈上升趨勢。當X-46用量超過300 g/t時，鋅回收率上升幅度較小，綜合考慮，X-46用量選擇為300 g/t。

3.1.2 鋅捕收劑用量試驗

常規選鋅捕收劑主要使用丁基鈉黃藥，但丁基鈉黃藥是一種捕收能力較強的浮選藥劑，特別適合于黃銅礦、閃鋅礦、黃鐵礦等的浮選?？紤]到生產回水利用對銅鉛混浮的影響及鋅精礦品質的問題[8]，試驗采用北礦院研制的新型捕收劑BK906，前期探索試驗結果表明，使用捕收劑BK906可以獲得較好的鋅技術指標，因此使用BK906進行捕收劑用量試驗。采用一次粗選流程，活化劑X-46用量為300 g/t，起泡劑BK204用量為20 g/t，試驗結果見圖2。

圖2 鋅捕收劑用量試驗結果Tab.2 Dosage test results of zinc collecting agent

由圖2知，隨著鋅捕收劑BK906用量的增加，鋅品位呈下降的趨勢，而鋅回收率則呈上升趨勢。當BK906用量超過60 g/t時，鋅回收率上升幅度較小，綜合考慮，BK906用量選擇為60 g/t。

3.1.3 閉路試驗

根據藥劑用量試驗結果，進行試驗室小型閉路試驗，試驗流程及藥劑制度見圖3，試驗結果見表4。

表4 閉路試驗結果Tab.4 Closed circuit test results %

圖3 閉路試驗流程Fig.3 Closed circuit test flow

由表4知，采用圖3浮選工藝流程進行閉路試驗，獲得鋅品位48.07%、回收率93.90%的鋅精礦。

3.2 選鐵試驗

針對選鋅閉路試驗尾礦開展磁選回收鐵資源試驗研究，主要開展弱磁選回收磁鐵礦和強磁選回收弱磁性鐵試驗。

3.2.1 弱磁選試驗

1）弱磁粗選磁感應強度條件試驗。合理的選擇磁感應強度，有利于提升鐵礦的回收及精礦品質，因此進行弱磁粗選磁感應強度條件試驗，試驗結果見圖4。

圖4 磁感應強度條件試驗結果Fig.4 Condition test results of magnetic induction intensity

由圖4知，隨著弱磁粗選磁感應強度的升高，鐵作業回收率呈上升趨勢，而鐵品位呈下降趨勢。綜合考慮，選擇弱磁粗選磁感應強度為160 mT。

2）弱磁精選磁感應強度試驗。由弱磁粗選磁感應強度條件試驗結果可知，一次粗選回收的鐵精礦達不到磁鐵礦銷售要求的品質，為提高鐵精礦品位（大于60%），進行弱磁精選磁感應強度試驗，試驗結果見圖5。

圖5 磁感應強度條件試驗結果Fig.5 Condition test results of magnetic induction intensity

由圖5知，隨著弱磁精選磁感應強度的增大，鐵作業回收率呈上升的趨勢，鐵品位則呈下降的趨勢，當磁感應強度超過100 mT時，鐵品位下降幅度大且品位低于60%。綜合考慮，選擇弱磁精選磁感應強度為100 mT。

3）綜合條件試驗。根據條件試驗獲得的工藝參數，進行綜合條件試驗，試驗流程見圖6，試驗結果見表5。

圖6 綜合條件試驗流程Fig.6 The comprehensive condition test flow

表5 綜合條件試驗結果Tab.5 Comprehensive condition test results %

由表5知，采用圖6工藝流程進行綜合條件試驗，獲得鐵品位61.28%，回收率5.12%的鐵精礦。

3.2.2 強磁選試驗

針對弱磁選尾礦進行了強磁粗選、精選磁感應強度條件試驗、并根據試驗結果進行“一粗二精”強磁選，試驗流程見圖7，試驗結果見表6。

表6 強磁選試驗結果Tab.6 Results of strong magnetic separation test %

圖7 強磁選試驗流程Fig.7 Strong magnetic test flow

由表6知，采用圖7工藝流程進行強磁選試驗，獲得鐵品位32.39%，作業回收率25.58%的鐵精礦。

試驗過程中，通過“一粗一精”強磁選流程，獲得鐵精礦品位30.65%，增加一次精選鐵品位提高至32.39%，說明以現有條件進行試驗，鐵品位提升空間較小，原因可能是弱磁性礦物單體解離度偏低，如對弱磁尾礦進行磨礦再選，則增加磨礦成本，回收弱磁性礦物的經濟效益低，失去了回收的意義。

3.2.3 弱磁選試驗鐵回收率低原因分析

磁鐵礦的整體粒度較細，主要分布在（0.100～0.010）mm之間。對于微細粒級的磁性鐵礦，分選效果主要受以下幾個原因影響：①礦粒質量小，在流動場中與捕集磁介質碰撞概率低；②礦粒比表面積大，在水中溶解度大，易與泥質脈石礦物聚團；③礦粒比磁化系數小，在磁場中磁化后所獲位能小，與捕集介質粘著概率及牢固度低，與脈石礦物的理化性質差異小，強力捕集時磁性夾雜現象嚴重[6]。在弱磁粗選磁感應強度條件試驗中，當磁感應強度達到240 mT時，鐵作業回收率為8.34%，對于磁鐵礦，作業回收率則為92.79%，但鐵粗精礦品位僅為45.28%，也就表明，對于該微細粒級的磁鐵礦，強力捕收能提高其回收率，但磁性夾雜現象嚴重。

4 結語

1）礦樣主要元素分析表明，主要回收利用的有用金屬元素為鋅，品位為1.72%，其他主要為少量的磁黃鐵礦、方鉛礦和黃銅礦等；對于選鋅尾礦鐵物相分析結果表明，鐵礦物主要為赤褐鐵礦，其分布率占總量的44.15%，硅酸鐵占35.83%，菱鐵礦占10.15%，磁鐵礦占8.99%，其他鐵含量低?？苫厥绽玫蔫F資源主要為赤褐鐵礦、磁鐵礦；磁鐵礦主要以自形、半自形晶產出，部分磁鐵礦以集合體的形式嵌布，磁鐵礦的整體粒度較細，主要分布在（0.100～0.010） mm之間，屬于難選鐵礦石；

2） 試驗采用新型綠色環保藥劑X-46與北礦院研制的新型高效捕收劑BK906組合選鋅，大大降低了生產回水利用對銅鉛混浮的影響及減輕環保壓力；

3） 采用“浮選選鋅—弱磁選鐵”的工藝流程，只回收銅鉛混浮尾礦中的鋅和磁鐵。閉路試驗可獲得鋅品位48.07%，回收率93.90%的鋅精礦；對于選鋅尾礦，通過“一粗一精”弱磁選，獲得鐵品位61.28%，回收率5.12%的鐵精礦。該方法回收了銅鉛混浮尾礦中的有用金屬元素鋅、鐵，提高了礦山資源的利用效率，同時對類似性質尾礦資源再次回收利用具有重要的借鑒意義。