我單位氧化鉛鋅礦選礦研究成果
發(fā)布時(shí)間：
2014-10-16 11:45
開發(fā)應(yīng)用了合理的鋼球制度磨礦技術(shù)、捕收劑兼起泡劑SDT-1、捕收劑SDP-6以及起泡劑SDQ-4，新藥劑的使用簡化了浮選工藝流程，選礦指標(biāo)理想。我國是一個(gè)鉛鋅礦產(chǎn)資源豐富的國家，目前已探明的鉛鋅礦產(chǎn)地600多處，探明儲(chǔ)量約9000多萬噸，在已探明的儲(chǔ)量中約有三分之一為氧化鉛鋅礦。
一、氧化鉛鋅礦的分類及選礦現(xiàn)狀
鉛鋅礦石按氧化程度可分為硫化礦石（氧化率小于10%）、混合礦石（氧化率為10%～30%）、氧化礦石（氧化率30%以上）。氧化鉛鋅礦物種類很多，常見的最有工業(yè)價(jià)值的氧化鉛礦是白鉛礦（PbCO3）和鉛釩（PbSO4）；氧化鋅礦是菱鋅礦（ZnCO3）和異極礦（Zn4[Si2O7]（OH）2H2O）。我國氧化鉛鋅礦石很豐富，盡管很早就進(jìn)行了氧化鉛鋅礦的浮選研究，但由于鉛鋅氧化礦石所含礦物種類多，礦石結(jié)構(gòu)復(fù)雜，伴生組分很不穩(wěn)定，并含有大量的粘土和褐鐵礦，可溶性鹽含量較高等。因此，氧化鋅礦的浮選回收還不能令人滿意。根據(jù)資料報(bào)道，國外氧化鋅礦石的選別指標(biāo)，精礦含鋅36%～40%，回收率60%～70%，最高達(dá)78%；我國氧化鋅礦的選礦工藝指標(biāo)為：鋅精礦品位35%～38%，個(gè)別達(dá)40%，回收率平均68%左右，最高達(dá)73%，大大限制了氧化鉛鋅礦石的開發(fā)利用。隨著硫化鉛、鋅礦資源的日趨枯竭，提取鉛鋅金屬的硫化鉛鋅礦石原料日趨減少，而鉛鋅的用途又極其廣泛，人們越來越重視氧化鉛鋅礦的回收。
二、氧化鉛鋅礦難選的原因
1、氧化鉛鋅礦的物質(zhì)組成特別復(fù)雜，既有大量的石膏、硫酸銅、硫酸鋅等可溶性鹽，碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽、砷酸鹽等氧化物、硫化物，又有在氧化過程中產(chǎn)生的大量褐土、鉛礬，極易泥化，使浮選作業(yè)控制困難?？扇茺}不僅凝聚礦泥且能與碳酸根離子作用生成碳酸鈣沉淀，覆蓋在礦物表面上，妨礙氧化鉛鋅礦的浮選。
2、氧化鉛鋅礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，有角礫狀、浸染狀、細(xì)脈狀、條紋、條帶狀構(gòu)造。多呈粒狀、束狀、放射狀、球粒狀、膠狀、交代、包裹、乳滴狀固溶結(jié)構(gòu)。有用礦物嵌布粒度大小不等，嵌布關(guān)系也較復(fù)雜，鉛、鋅的氧化物，異極礦、菱鋅礦、白鉛礦、鉛礬等與脈石礦物呈復(fù)雜的毗連鑲嵌，相互穿切、包裹、交代。
3、氧化鉛鋅礦石泥化嚴(yán)重，浮選中細(xì)泥一般指-10μm的粒級(jí)，分為原生礦泥與次生礦泥。原生礦泥主要是礦石中泥質(zhì)礦物如高嶺土、絹云母、褐鐵礦、綠泥石、炭質(zhì)頁巖等。次生礦泥是在破碎、磨礦、運(yùn)輸、攪拌等過程中形成的。它們的存在對(duì)氧化鉛鋅礦浮游選礦技術(shù)指標(biāo)造成嚴(yán)重的影響。
4、礦泥中的細(xì)小目的礦物質(zhì)量小，并且礦泥比表面積大、表面未飽和鍵力大、電荷多，形成的表面水化膜厚，導(dǎo)致細(xì)粒目的礦物親水性強(qiáng)，難以回收，降低了浮選指標(biāo)。
三、國內(nèi)外處理氧化鉛鋅礦石的現(xiàn)狀
1、處理氧化鉛鋅礦的主要方法及工藝流程
迄今為止，處理氧化鉛鋅礦的方法有：硫化浮選法、陰離子捕收劑直接浮選法、螯合劑-中性油浮選法、浸出-浮選法等，其中硫化浮選法是主要的。由于鉛、鋅礦床常常同時(shí)存在硫化礦、硫化氧化混合礦和氧化礦，因此就單一浮選流程而言，又分先鉛后鋅的優(yōu)先浮選（其選別順序是：硫化鉛-氧化鉛-硫化鋅-氧化鋅）、先選硫化礦后選氧化礦的分段浮選（其選別順序是：硫化鉛-硫化鋅-氧化鉛-氧化鋅）、先浮易浮礦后浮難浮礦的等可浮等原則流程。
2、處理氧化鉛鋅礦常用的浮選藥劑
（1）捕收劑
氧化鉛礦的常規(guī)回收方法是硫化后用黃藥捕收，硫化后用伯胺類捕收劑捕收是回收氧化鋅礦的主要方法。氧化鉛鋅礦的捕收劑有以下幾個(gè)方面的改進(jìn)。
1）硫化-胺鹽浮選法
?、倭蚧c及脂肪酸鹽乳濁液的應(yīng)用。前蘇聯(lián)阿卜拉莫夫等人用硫化鈉溶液與脂肪胺鹽酸鹽或醋酸鹽預(yù)先混合，然后進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌所形成的乳濁液浮選氧化鋅礦石。
?、诿寻芳爸ф溨景返膽?yīng)用。西德專利提出用6個(gè)C原子以上的支鏈脂肪胺水溶性鹽或油溶性鹽作為氧化鋅礦的捕收劑效果很好，用它來浮選摩洛哥異極礦得到了很好的指標(biāo)。
?、酃锒废履_料的應(yīng)用。癸二胺下腳料是化工廠用篦麻油作原料生產(chǎn)尼龍1010時(shí)的一種下腳廢料，主要成分是癸二胺，但含有不少其他他雜質(zhì)，用它來浮選瀾滄、奕良等地的氧化鋅礦獲得了良好結(jié)果。
2）兩性捕收劑的應(yīng)用
?、貯E-12的應(yīng)用。兩性捕收劑AE-12與水解聚丙烯腈混用浮選廠壩的氧化鉛鋅礦石與混合胺效果相近，浮選速度快，不用起泡劑。
?、赗-X、RO-X、4RO-X系列捕收劑的應(yīng)用。R-X系列捕收劑對(duì)異極礦有較好的捕收能力。而RO-X、4RO-X系列捕收劑對(duì)菱鋅礦、鉛礬有較強(qiáng)的捕收能力。
3）巰基化合物的應(yīng)用
這類化合物以十五烷基硫醇、環(huán)已烷黑藥為代表，分別用來浮選泗頂氧化鉛鋅礦，發(fā)現(xiàn)十五烷基硫醇對(duì)菱鋅礦有較好的捕收能力，而環(huán)已烷黑藥則對(duì)氧化鉛礦有較好的捕收能力，能顯著地提高鉛回收率。
4）螯合劑的應(yīng)用
螯合捕收劑作為高選擇性的優(yōu)良捕收劑而受到人們重視。其中2-羥亞胺基羧酸、已基羥肪酸鉀、5-烷基醛肪等對(duì)氧化鋅礦有較強(qiáng)的捕收能力，二硫腙和氨基硫酚對(duì)氧化鋅礦也有較強(qiáng)的捕收能力。日本專利稱，用氧化乙烯縮合烷基苯酚類，高級(jí)脂肪醇類以及脂肪酸類而制備的非離子活性劑，可以不脫泥而直接浮選氧化鋅礦石。法國專利提出浮選細(xì)粒和極細(xì)粒的氧化礦石時(shí)，使用胺黃藥分子絡(luò)合物（MAKK）比單獨(dú)使用胺類捕收劑更容易提高不同粒級(jí)鋅礦物的可浮性。美國專利介紹，采用巰基羥酸酯，特別是四甲基二戊基三巰基丙酸酯對(duì)菱鋅礦、異極礦等氧化礦物具有良好的捕收性能。
（2）調(diào)整劑
1）硫化劑。常用的硫化劑有Na2S和NaHS。NaHS受鈣鹽的影響較小，據(jù)報(bào)道，幾種巰化劑作用能力的順序?yàn)椋篕2S＞Na2S＞BaS＞CaS，而以Na2S與K2S混用效果較好。
Marabini，A.M等用紅外光譜和X射線光電子能譜研究了Na2S、乙基黃藥和十二胺醋酸鹽與白鉛礦和菱鋅礦的相互作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Na2S使礦物表面存在的物理吸附水?dāng)?shù)量減少，使化學(xué)組分轉(zhuǎn)變成PbS和ZnS，并增加氫氧化物的形成。
2）活化劑。文書明等通過試驗(yàn)研究，證明了乙二胺對(duì)菱鋅礦具有強(qiáng)活化用[15，16]；甲基、乙基、丁基二硫代碳酸鹽對(duì)異極礦胺法浮選產(chǎn)生顯著的活化作用。
羊依金等用二甲酚橙、羥肟酸活化異極礦的浮選，效果較為理想。
3）抑制劑。A?M馬拉比克等人的研究表明，對(duì)脈石選擇性最強(qiáng)的抑制劑是三聚磷酸鹽、聚羥基酸、甲碳酸酯瓜膠和乙羥基淀粉。
汪兆龍等的研究結(jié)果表明胺法浮選菱鋅礦時(shí)，木素磺酸鈣是常見的脈石礦物方解石、石英選擇性較強(qiáng)的抑制劑。
4）絮凝/分散劑。揚(yáng)敖等研究了17種不同離子型的聚丙烯酰胺系列產(chǎn)品選擇性絮凝蘭坪水鋅礦的可能性。研究結(jié)果表明，陰離子絮凝劑2PAM30是水鋅礦石-石英的最佳絮凝劑，混用六伯磷酸鈉和EDTA可較好地分離兩種礦物。
?。?）消除氧化鉛鋅礦泥化現(xiàn)象的措施
1）泥砂分別處理
①選擇絮凝浮選。加入捕收劑經(jīng)高強(qiáng)度攪拌，使微粒在疏水基締合的作用下絮凝后浮選。
?、谳d體浮選。利用適當(dāng)粒級(jí)的易浮礦物作載體，背負(fù)其上的細(xì)粒浮出。
?、蹐F(tuán)聚浮選。又稱乳化浮選。指細(xì)粒礦物與捕收劑和中性油作用形成礦泡的團(tuán)聚體。
④微泡浮選。利用其空壓法和變壓（增壓、減壓）法從礦漿中析出微泡的方法浮選細(xì)粒。
此外還有電解浮選法、電場浮選及電磁場處理礦漿等工藝。
3、礦石預(yù)處理-脫泥
為了減小礦泥對(duì)礦物選別的影響，在礦石入選前進(jìn)行脫泥，常用分級(jí)脫泥方法（最常用的是水力旋流器），但脫泥量過大反而使鋅回收率降低。
（1）添加礦泥分散劑
分散劑將礦泥分散，可以消除細(xì)泥罩蓋于其他礦粒表面上的有害作用，常用的分散劑是水玻璃、碳酸鈉、六偏磷酸鈉等。
（2）分段、分批加藥
要隨時(shí)保持礦漿中藥劑的有效濃度，將藥劑分段、分批添加可避免一次加入被礦泥吸附；氧化鉛礦石必須進(jìn)行硫化，而硫化劑本身對(duì)氧化鉛礦物起硫化作用，如過量將對(duì)已硫化的氧化鉛礦物起抑制作用。
（3）采用較稀的礦漿濃度
采用較稀的礦漿濃度可以使礦泥分散，減少粘性及其在粗粒表面的罩蓋，也可降低礦泥對(duì)精礦泡沫的污染。
?。?）氧化鋅不脫泥浮選
1）將胺鹽與硫化鈉制成乳濁液，或?qū)啡芙庠诤捎秃兔河偷乃芤褐?，重量比為?2、松油4、煤油2、水73；另一配方為胺6、松油2、煤油1、水42，據(jù)稱都能排除礦泥的影響。
2）陰離子捕收劑與陽離子捕收劑混用可消除礦泥的有害影響。如會(huì)澤鉛鋅礦脈礦的選礦采用混合胺與仲辛基黃藥合用（胺與黃藥比為2:1）。
3）對(duì)礦漿進(jìn)行電化學(xué)預(yù)處理，可顯著降低礦泥對(duì)胺法浮選氧化鋅的影響。
4）美國的McGarry等提出了另一種氧化鋅浮選工藝。在浮選過程中，加入常用調(diào)整劑分散礦漿，抑制脈石，然后加入絮凝劑（如苛性淀粉），絮凝細(xì)泥，再加入Na2S（0.3～1.0kg/t）硫化，用巰基竣酸酯（0.3～1.0kg/t）浮選。該法消除了脫泥作業(yè)，減少鋅金屬的損失；大大降低了Na2S的用量。
四、處理氧化鉛鋅礦石需要注意的問題
磨礦工藝流程對(duì)浮選作業(yè)，特別是對(duì)鉛鋅混合礦和氧化礦尤為重要，磨礦作業(yè)不僅要使礦物達(dá)到較高的單體解離，而且要防止有用礦物過磨而泥化。
五、我單位氧化鉛鋅礦選礦研究成果
1、西北地區(qū)氧化鉛鋅礦資源及利用現(xiàn)狀
以區(qū)域礦業(yè)發(fā)展看，西北地區(qū)已探明氧化鉛鋅礦資源非常豐富，其特點(diǎn)是儲(chǔ)量大、儲(chǔ)量集中、埋藏淺、大部分易于開采等。西北地區(qū)氧化鉛鋅礦鋅的品位和氧化率高，鉛的品位低。由于鉛鋅礦物的氧化程度深，嵌布粒度細(xì)，風(fēng)化和泥化嚴(yán)重，多金屬共存等特點(diǎn)，給選礦工藝帶來了極大困難。早在80~90年代，對(duì)于氧化程度不太高的鉛鋅礦，基本上按原生礦的工藝進(jìn)行加工處理，其中氧化部分大都丟棄在尾礦中，對(duì)氧化率高的鉛鋅礦，由于沒有成熟的選礦工藝和有效的選礦藥劑，選礦指標(biāo)不理想，至今未能得到開發(fā)利用。
2、陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所在氧化鉛鋅礦選礦方面取得的研究成果
陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所在充分了解、分析、掌握西北地區(qū)氧化鉛鋅礦礦產(chǎn)資源分布概況、開發(fā)利用現(xiàn)狀，以及長期存在的共性技術(shù)問題的基礎(chǔ)上，提出了《難選氧化鉛鋅礦利用新技術(shù)研究》項(xiàng)目。該項(xiàng)目作為《典型難選冶礦利用新技術(shù)研究》項(xiàng)目子課題得到了2011年國土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目的立項(xiàng)支持。《典型難選冶礦利用新技術(shù)研究》項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)為201011031。陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所承擔(dān)子課題《難選氧化鉛鋅礦利用新技術(shù)研究》編號(hào)為201011031-2。
陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所對(duì)西北地區(qū)的重點(diǎn)氧化鉛鋅礦的礦產(chǎn)資源進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，陜西某氧化鉛鋅礦屬于低品位高氧化鉛鋅礦資源，代表性強(qiáng)保存完整且開采條件好，具有一定的開發(fā)前景。最終選定該氧化鉛鋅礦作為本項(xiàng)目的研究對(duì)象。
根據(jù)該氧化鉛鋅礦礦石的性質(zhì)特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)外氧化鉛鋅礦選礦試驗(yàn)研究成果及生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該礦石進(jìn)行了大量的探索試驗(yàn)研究工作，主要針對(duì)氧化鉛鋅礦磨礦技術(shù)、礦漿調(diào)整劑試驗(yàn)、菱鋅礦捕收劑試驗(yàn)三方面進(jìn)行了重點(diǎn)試驗(yàn)研究。最終采用了硫化鉛、氧化鉛礦物混合浮選；硫化鋅、氧化鋅礦物混合浮選的工藝流程，獲得了理想的選礦指標(biāo)。
1、通過磨礦技術(shù)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，助磨劑對(duì)于該礦的磨礦效果不明顯，合理的鋼球制度可以達(dá)到合格的磨礦產(chǎn)品。
2、根據(jù)工藝礦物學(xué)研究結(jié)果，完成了浮選工藝技術(shù)條件等工藝流程對(duì)比試驗(yàn)，重點(diǎn)開發(fā)應(yīng)用了捕收劑兼起泡劑SDT-1、捕收劑SDP-6以及起泡劑SDQ-4，新藥劑的使用大大簡化了浮選工藝流程，可操作性強(qiáng)，便于實(shí)施。
3、制定了合理的選礦工藝流程，在氧化鉛鋅礦品位（含量）5%左右，鋅的氧化率為80.94%和鉛的氧化率為16.86%的條件下，最終得到鉛精礦品位57.88%，鉛的回收率85.45%，鋅精礦品位37.28%，鋅的回收率88.31%的理想指標(biāo)。