凡口铅锌矿选矿工艺流程矿物学研究

凡口铅锌矿选矿工艺流程矿物学研究

1现场调查和分析方法对采矿厂的整个过程进行分析，对主要原材料的工艺和物理学的研究是评价采矿机的过程和改善采矿指标的重要手段。凡口铅锌矿为了进一步改进工艺,全面评价选厂高碱电位调控快速浮选工艺工业试验,提高综合利用指标,对选厂进行了全流程考查;并将主要产品送到北京矿冶研究总院进行工艺矿物学研究,查明每个产品的化学成分、氧化程度、矿物组成、粒度及主元素的粒级分布,主要矿物的解离度,有用元素铅、锌、银及镓、锗等元素的赋存状态,精矿回收及尾矿中的损失状态。首先对样品分别进行化学分析,铅、锌物相分析,并筛分、水析分级化验,在显微镜与扫描电子显微镜下详查与测定。根据凡口选厂快速浮选工业试验流程查定数量、质量流程图,将所送产品的编号、名称、产率、品位、金属分布率列于表1。本文讨论了主产品的矿物组成,粒度分布与主要矿物的解离分析,尾矿中损失的铅、锌的状态及提高浮选指标的潜力。2产品的矿化学材料凡口选厂快速浮选工艺工业试验流程查定各产品的矿物组成见表2。3连生体和解离度浮选原矿的粒度分布与主要矿物的解离分析见表3。原矿铅和锌的氧化率分别为18.18%和1.36%,铅氧化率偏高。由表3知:①-0.074mm占81.7%原矿的方铅矿、闪锌矿、黄铁矿均已基本解离。方铅矿单体占88.9%,它与闪锌矿、黄铁矿、脉石的连生体分别为6.1%、3.6%、1.4%。这说明方铅矿与闪锌矿的关系最密切,黄铁矿次之,方铅矿与碳酸盐矿物比与其它脉石矿物的关系较密切。闪锌矿单体占86.6%,它与黄铁矿、脉石、方铅矿的连生体分别为6.1%、4.5%、2.8%,显然,闪锌矿与黄铁矿关系最密切,与脉石次之,闪锌矿与石英比与其它脉石矿物关系要密切些。黄铁矿单体占92.5%,与脉石、闪锌矿、方铅矿的连生体分别为4.0%、2.7%、0.8%,这说明黄铁矿与脉石、闪锌矿的关系较密切。②粒度愈细,方铅矿、闪锌矿、黄铁矿的解离度愈高,-0.038mm方铅矿、闪锌矿才能充分解离,-0.074mm黄铁矿已充分解离。按同样的方法对其余10个产品也进行了研究,将部分结果分述于后。4方铅矿解离分析各种铅精矿的粒度分布与主要矿物的解离度列于表4。总铅精矿铅的氧化率为2.23%,锌的氧化率为0.99%。由表4知:①-0.038mm占97.51%的快铅精矿的方铅矿单体占96.6%,比-0.038mm占97.88%的慢铅精矿的方铅矿单体占91.7%的解离情况要好,显然方铅矿的浮游速度除了与它表面的新鲜程度(即氧化率高低)有关外,还与解离程度密切相关。②+0.038mm的方铅矿、黄铁矿、闪锌矿均解离不充分。影响铅精矿品位主要是黄铁矿(其单体占82.6%),其次是闪锌矿和脉石,较粗粒级为碳酸盐矿物、绢云母与方铅矿连生体。要想提高铅精矿的质量,除了增加较粗粒级矿物的解离度外,还应加强浮选工艺对黄铁矿、脉石、闪锌矿单体的抑制。5慢锌精矿的特征各种锌精矿的粒度分布与主要矿物解离度见表5。由表5知:快锌精矿(07)闪锌矿单体达94.1%,而慢锌精矿(08)单体仅占72.2%。显然,闪锌矿的解离程度与粒度影响其浮游速度,过粗、过细的单体或连生体浮游速度较慢。还应指出扫描电镜分析快、慢锌精矿的闪锌矿各20个,快锌精矿的闪锌矿单体平均含Zn63.50%、Fe3.41%、S33.09%,慢锌精矿的闪锌矿单体平均含Zn63.91%、Fe2.24%、S33.85%。总体来说,似乎是含铁高的比含铁低的闪锌矿单体的浮游速度快一点。总锌精矿(09)氧化铅含量为0.44%,铅氧化率为27%,氧化锌含量为0.57%,锌氧化率为1.12%。此次研究发现锌精矿中偶见方铅矿单体,其周边常被铅矾所交代。扫描电镜分析7个样品,平均含PbO69.7%(Pb64.72%),ZnO5.1%,FeO1.9%,SO323.3%。方铅矿氧化成铅矾薄膜,大大降低了方铅矿的浮游速度而落入锌精矿,尤其是进入慢锌精矿、甚至于进入锌尾矿而完全丢失。总锌精矿中的方铅矿约有50%～70%与闪锌矿连生,+0.038mm的较粗粒级,方铅矿与闪锌矿连生体占80%以上,几乎见不到方铅矿单体。快锌精矿含黄铁矿7.15%,含脉石6.3%;慢锌精矿含黄铁矿13.5%,含脉石11.3%。要提高锌精矿的质量,必须加强对微、细粒单体黄铁矿与脉石的有效抑制。较粗粒级的黄铁矿与脉石均未解离,黄铁矿单体仅占37.4%～53.3%,有43.7%～54%的黄铁矿与闪锌矿连生,细磨对锌、铁分离也很重要。6锌尾铅、锌矿损失锌尾(11#)的粒度分布与方铅矿、闪锌矿损失状态列于表6。锌尾中PbO含量为0.33%、ZnO含量为0.082%,其氧化率分别为Pb51.56%、Zn21.03%。锌尾-0.01mm产品中含PbO0.53%、ZnO0.57%。扫描电子显微镜下详查锌尾-0.01mm粒级产品,即使放大2000～4000倍,也很难发现大于1μm的方铅矿。显然方铅矿过粉碎至1μm以下呈弥散状态或呈铅的氧化物存在。除发现几个1～5μm的闪锌矿单体外,还发现硅锌矿(扫描电镜分析3个平均含ZnO63.2%、SiO215.5%、Al2O34.6%、K2O1.4%、CaO4.7%、FeO11.3%)和异极矿{Zn4[Si2O7][OH]2·H2O}(分析4个平均含ZnO53.0%、SiO219.6%、Al2O34.5%、K2O1.0%、CaO4.7%、FeO9.8、MnO0.6%、H2O6.8%),这是首次证实在尾矿中确有微粒锌的氧化物存在。由上述数据可归纳锌尾铅、锌的损失状态见表7。铅的损失主要是铅的氧化物、微粒方铅矿单体与较粗粒级的方铅矿与黄铁矿和脉石的连生体。锌的损失也主要是锌的氧化物,微细粒闪锌矿单体与较粗粒级的闪锌矿与脉石和黄铁矿的连生体。根据铅、锌在精矿中回收与尾矿中的损失情况,作出铅、锌的粒级回收率与损失率的分布图,如图1(a)和(b)所示。7银的回收及特征原矿含银84g/t,银矿物主要是银黝铜矿与含银黝铜矿[(Cu,Ag)12(Sb,As)4S13],约占银矿物总量的90%,少量深红银矿(Ag3SbS3)、脆银矿(5Ag2S、Sb2S3)与硫锑铅银矿(PbS、Ag2S、Sb2S3),这些银矿物粒度很细,一般是0.003～0.04mm。细磨时,能解离一部分,但大部分难于解离,而作为包体或连生体存在于各种矿物中,其分布见表8。由表8知,若尽可能将单体银矿物选入铅精矿,则铅精矿中银的最佳回收率为56.38%,锌精矿银的回收率为31.75%,铅、锌精矿银的最佳回收率为88.13%。实际上,银在总铅精矿中的回收率为37.07%,银在总锌精矿中的回收率为45.45%,显然占20.63%的银矿物单体有相当部分被回收到锌精矿中。据表9,总铅精矿中银矿物单体与连生体(即裸露银)占38.2%,而方铅矿中的微细包体与分散银占61.8%;总锌精矿中银矿物单体与连生体(即裸露银)占27%,而闪锌矿中的微细包体与分散银占73%。闪锌矿与银黝铜矿晶体结构相似,可浮性相近,所以锌精矿总是含银较高,且粒度愈细,含银愈高。因为银矿物可浮性比方铅矿差,从方铅矿载体解离出来的微、细粒银矿物的可浮性下降,所以很难进入铅精矿而落入锌精矿,甚至损失在锌尾中。锌尾-0.01mm粒级损失的微细粒银矿物约占整个锌尾银的1/4。若能找到对微细粒银矿物捕收力更强的药剂,就能提高银的回收率。银的粒级回收率与损失率分布图见图2。凡口矿的闪锌矿平均含Fe2.82%、相当于含FeS4.63%,显然凡口铅锌矿属中低温热液矿床。锗主要富集在中低温铅锌矿床的闪锌矿中,闪锌矿中的锗与铁含量成反消长关系。镓在中低温热液矿床的浅色闪锌矿中较富集。各种锌精矿含Ga0.014%～0.019%、Ge0.009%～0.012%、Cd0.12%～0.14%、Hg0.035%～0.043%。Ga、Ge、Cd、Hg与Zn完全线性正相关,相关系数均接近1,其相关方程为:YGa=0.00307%+0.000255XZn%YGe=0.00036%+0.00024XZn%YCd=0.00501%+0.002483XZn%YHg=0.00043%+0.000753XZn%以上四式表明,产品锌含量(XZn%)每增加1%,则该产品含Ga、Ge、Cd、Hg分别增加0.000255%、0.00024%,0.00248%和0.000753%。8浮选抗灰矿的特征(1)磨矿细度-0.074mm占81.68%的原矿中,方铅矿单体占88.9%,闪锌矿单体86.6%,均已基本解离,但不充分。无论选厂何种产品,经筛分、水析分级,显微镜观测发现,+0.038mm各粒级的方铅矿、闪锌矿均解离不充分,尤其是方铅矿。只有小于0.038mm粒级的方铅矿、闪锌矿才能充分解离。(2)粒级回收率:铅的粒级回收率在0.01～0.02mm粒级最高达91.55%,锌的粒级回收率在0.038～0.074mm粒级最高达97.56%,银的粒级回收率在0.01～0.02mm与0.02～0.038mm这两个粒级银回收率最高(总铅精矿+总锌精矿)分别达87.02%与85.86%。(3)方铅矿的浮游速度与它表面的新鲜程度有关,随着浮选的进程,产品中铅的氧化率逐步升高。偶尔丢失在锌精矿中的方铅矿单体边部常被铅矾交代。方铅矿的浮游速度还与它的粒度和解离度密切相关,快铅精矿中各粒级方铅矿解离度比慢铅精矿中各粒级方铅矿解离度要好。影响铅精矿品位主要是黄铁矿,总铅精矿中黄铁矿的矿物含量占22.2%,其单体占82.6%;其次是闪锌矿和脉石。要提高铅精矿质量,除增加较粗粒级矿物的解离度外,还应加强对黄铁矿、脉石、闪锌矿单体的抑制。锌尾损失的氧化铅与硫化铅各占一半,方铅矿主要以连生体形式损失在+0.02mm以上较粗粒级中,也以微粒单体形式损失在-0.01mm粒级中,但经扫描电镜详查也很难发现大于1μm的方铅矿,显然方铅矿过粉碎至1μm以下呈弥散状态,或呈铅的氧化物形式存在。(4)快锌精矿闪锌矿单体达94.1%,慢锌精矿单体仅占72.2%。闪锌矿的解离程度、粒度、新鲜程度及杂质含量影响了闪锌矿的浮游速度。粒度为3～70μm的新鲜闪锌矿单体浮游速度最快,过粗、过细的单体或连生体浮游速度较慢。各种锌精矿含黄铁矿7.15%～13.5%,含脉石6.3%～11.3%,加强对微、细粒黄铁矿与脉石的有效抑制,还能提高锌精矿品位;较粗粒级的黄铁矿与脉石均未解离,细磨有利于分选。锌尾含氧化锌0.082%、分布率为21%,含硫化锌0.31%、分布率为79%。闪锌矿主要与脉石、黄铁矿连生形式损失在+0.02mm较粗粒级中,以及以单体形式损失在-0.01mm细粒级中。(5)银矿物主要是银黝铜矿,以微、细粒分布在方铅矿和闪锌矿中。总铅精矿中银矿物单体与连生体(即裸露银)占38.2%,而方铅矿中的微、细包体与分散银占61.8%。总锌精矿含银矿物单体与连生体(即裸露银)占27%,而闪锌矿中的微细包体与分散的银占73%。闪锌矿与银黝铜矿晶体结构相似,可浮性相近,所以锌精矿总是含银较高,且粒度愈细,含银愈高。因为银矿物可浮性比方铅矿差,从方铅矿载体解离出来的微细粒银矿物可浮性下降,所以很难进入铅精矿而落入锌精矿,甚至损失在锌尾中。锌尾-0.01mm粒级损失的微细粒银矿物约占整个锌尾银的1/4,若能找到对微、细粒银矿物浮选高效的药剂和条件,