凡口鉛鋅礦選礦工藝流程礦物學(xué)研究

凡口鉛鋅礦選礦工藝流程礦物學(xué)研究

1現(xiàn)場調(diào)查和分析方法對采礦廠的整個過程進行分析，對主要原材料的工藝和物理學(xué)的研究是評價采礦機的過程和改善采礦指標的重要手段。凡口鉛鋅礦為了進一步改進工藝,全面評價選廠高堿電位調(diào)控快速浮選工藝工業(yè)試驗,提高綜合利用指標,對選廠進行了全流程考查;并將主要產(chǎn)品送到北京礦冶研究總院進行工藝礦物學(xué)研究,查明每個產(chǎn)品的化學(xué)成分、氧化程度、礦物組成、粒度及主元素的粒級分布,主要礦物的解離度,有用元素鉛、鋅、銀及鎵、鍺等元素的賦存狀態(tài),精礦回收及尾礦中的損失狀態(tài)。首先對樣品分別進行化學(xué)分析,鉛、鋅物相分析,并篩分、水析分級化驗,在顯微鏡與掃描電子顯微鏡下詳查與測定。根據(jù)凡口選廠快速浮選工業(yè)試驗流程查定數(shù)量、質(zhì)量流程圖,將所送產(chǎn)品的編號、名稱、產(chǎn)率、品位、金屬分布率列于表1。本文討論了主產(chǎn)品的礦物組成,粒度分布與主要礦物的解離分析,尾礦中損失的鉛、鋅的狀態(tài)及提高浮選指標的潛力。2產(chǎn)品的礦化學(xué)材料凡口選廠快速浮選工藝工業(yè)試驗流程查定各產(chǎn)品的礦物組成見表2。3連生體和解離度浮選原礦的粒度分布與主要礦物的解離分析見表3。原礦鉛和鋅的氧化率分別為18.18%和1.36%,鉛氧化率偏高。由表3知:①-0.074mm占81.7%原礦的方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦均已基本解離。方鉛礦單體占88.9%,它與閃鋅礦、黃鐵礦、脈石的連生體分別為6.1%、3.6%、1.4%。這說明方鉛礦與閃鋅礦的關(guān)系最密切,黃鐵礦次之,方鉛礦與碳酸鹽礦物比與其它脈石礦物的關(guān)系較密切。閃鋅礦單體占86.6%,它與黃鐵礦、脈石、方鉛礦的連生體分別為6.1%、4.5%、2.8%,顯然,閃鋅礦與黃鐵礦關(guān)系最密切,與脈石次之,閃鋅礦與石英比與其它脈石礦物關(guān)系要密切些。黃鐵礦單體占92.5%,與脈石、閃鋅礦、方鉛礦的連生體分別為4.0%、2.7%、0.8%,這說明黃鐵礦與脈石、閃鋅礦的關(guān)系較密切。②粒度愈細,方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦的解離度愈高,-0.038mm方鉛礦、閃鋅礦才能充分解離,-0.074mm黃鐵礦已充分解離。按同樣的方法對其余10個產(chǎn)品也進行了研究,將部分結(jié)果分述于后。4方鉛礦解離分析各種鉛精礦的粒度分布與主要礦物的解離度列于表4。總鉛精礦鉛的氧化率為2.23%,鋅的氧化率為0.99%。由表4知:①-0.038mm占97.51%的快鉛精礦的方鉛礦單體占96.6%,比-0.038mm占97.88%的慢鉛精礦的方鉛礦單體占91.7%的解離情況要好,顯然方鉛礦的浮游速度除了與它表面的新鮮程度(即氧化率高低)有關(guān)外,還與解離程度密切相關(guān)。②+0.038mm的方鉛礦、黃鐵礦、閃鋅礦均解離不充分。影響鉛精礦品位主要是黃鐵礦(其單體占82.6%),其次是閃鋅礦和脈石,較粗粒級為碳酸鹽礦物、絹云母與方鉛礦連生體。要想提高鉛精礦的質(zhì)量,除了增加較粗粒級礦物的解離度外,還應(yīng)加強浮選工藝對黃鐵礦、脈石、閃鋅礦單體的抑制。5慢鋅精礦的特征各種鋅精礦的粒度分布與主要礦物解離度見表5。由表5知:快鋅精礦(07)閃鋅礦單體達94.1%,而慢鋅精礦(08)單體僅占72.2%。顯然,閃鋅礦的解離程度與粒度影響其浮游速度,過粗、過細的單體或連生體浮游速度較慢。還應(yīng)指出掃描電鏡分析快、慢鋅精礦的閃鋅礦各20個,快鋅精礦的閃鋅礦單體平均含Zn63.50%、Fe3.41%、S33.09%,慢鋅精礦的閃鋅礦單體平均含Zn63.91%、Fe2.24%、S33.85%。總體來說,似乎是含鐵高的比含鐵低的閃鋅礦單體的浮游速度快一點。總鋅精礦(09)氧化鉛含量為0.44%,鉛氧化率為27%,氧化鋅含量為0.57%,鋅氧化率為1.12%。此次研究發(fā)現(xiàn)鋅精礦中偶見方鉛礦單體,其周邊常被鉛礬所交代。掃描電鏡分析7個樣品,平均含PbO69.7%(Pb64.72%),ZnO5.1%,FeO1.9%,SO323.3%。方鉛礦氧化成鉛礬薄膜,大大降低了方鉛礦的浮游速度而落入鋅精礦,尤其是進入慢鋅精礦、甚至于進入鋅尾礦而完全丟失。總鋅精礦中的方鉛礦約有50%～70%與閃鋅礦連生,+0.038mm的較粗粒級,方鉛礦與閃鋅礦連生體占80%以上,幾乎見不到方鉛礦單體。快鋅精礦含黃鐵礦7.15%,含脈石6.3%;慢鋅精礦含黃鐵礦13.5%,含脈石11.3%。要提高鋅精礦的質(zhì)量,必須加強對微、細粒單體黃鐵礦與脈石的有效抑制。較粗粒級的黃鐵礦與脈石均未解離,黃鐵礦單體僅占37.4%～53.3%,有43.7%～54%的黃鐵礦與閃鋅礦連生,細磨對鋅、鐵分離也很重要。6鋅尾鉛、鋅礦損失鋅尾(11#)的粒度分布與方鉛礦、閃鋅礦損失狀態(tài)列于表6。鋅尾中PbO含量為0.33%、ZnO含量為0.082%,其氧化率分別為Pb51.56%、Zn21.03%。鋅尾-0.01mm產(chǎn)品中含PbO0.53%、ZnO0.57%。掃描電子顯微鏡下詳查鋅尾-0.01mm粒級產(chǎn)品,即使放大2000～4000倍,也很難發(fā)現(xiàn)大于1μm的方鉛礦。顯然方鉛礦過粉碎至1μm以下呈彌散狀態(tài)或呈鉛的氧化物存在。除發(fā)現(xiàn)幾個1～5μm的閃鋅礦單體外,還發(fā)現(xiàn)硅鋅礦(掃描電鏡分析3個平均含ZnO63.2%、SiO215.5%、Al2O34.6%、K2O1.4%、CaO4.7%、FeO11.3%)和異極礦{Zn4[Si2O7][OH]2·H2O}(分析4個平均含ZnO53.0%、SiO219.6%、Al2O34.5%、K2O1.0%、CaO4.7%、FeO9.8、MnO0.6%、H2O6.8%),這是首次證實在尾礦中確有微粒鋅的氧化物存在。由上述數(shù)據(jù)可歸納鋅尾鉛、鋅的損失狀態(tài)見表7。鉛的損失主要是鉛的氧化物、微粒方鉛礦單體與較粗粒級的方鉛礦與黃鐵礦和脈石的連生體。鋅的損失也主要是鋅的氧化物,微細粒閃鋅礦單體與較粗粒級的閃鋅礦與脈石和黃鐵礦的連生體。根據(jù)鉛、鋅在精礦中回收與尾礦中的損失情況,作出鉛、鋅的粒級回收率與損失率的分布圖,如圖1(a)和(b)所示。7銀的回收及特征原礦含銀84g/t,銀礦物主要是銀黝銅礦與含銀黝銅礦[(Cu,Ag)12(Sb,As)4S13],約占銀礦物總量的90%,少量深紅銀礦(Ag3SbS3)、脆銀礦(5Ag2S、Sb2S3)與硫銻鉛銀礦(PbS、Ag2S、Sb2S3),這些銀礦物粒度很細,一般是0.003～0.04mm。細磨時,能解離一部分,但大部分難于解離,而作為包體或連生體存在于各種礦物中,其分布見表8。由表8知,若盡可能將單體銀礦物選入鉛精礦,則鉛精礦中銀的最佳回收率為56.38%,鋅精礦銀的回收率為31.75%,鉛、鋅精礦銀的最佳回收率為88.13%。實際上,銀在總鉛精礦中的回收率為37.07%,銀在總鋅精礦中的回收率為45.45%,顯然占20.63%的銀礦物單體有相當部分被回收到鋅精礦中。據(jù)表9,總鉛精礦中銀礦物單體與連生體(即裸露銀)占38.2%,而方鉛礦中的微細包體與分散銀占61.8%;總鋅精礦中銀礦物單體與連生體(即裸露銀)占27%,而閃鋅礦中的微細包體與分散銀占73%。閃鋅礦與銀黝銅礦晶體結(jié)構(gòu)相似,可浮性相近,所以鋅精礦總是含銀較高,且粒度愈細,含銀愈高。因為銀礦物可浮性比方鉛礦差,從方鉛礦載體解離出來的微、細粒銀礦物的可浮性下降,所以很難進入鉛精礦而落入鋅精礦,甚至損失在鋅尾中。鋅尾-0.01mm粒級損失的微細粒銀礦物約占整個鋅尾銀的1/4。若能找到對微細粒銀礦物捕收力更強的藥劑,就能提高銀的回收率。銀的粒級回收率與損失率分布圖見圖2。凡口礦的閃鋅礦平均含F(xiàn)e2.82%、相當于含F(xiàn)eS4.63%,顯然凡口鉛鋅礦屬中低溫?zé)嵋旱V床。鍺主要富集在中低溫鉛鋅礦床的閃鋅礦中,閃鋅礦中的鍺與鐵含量成反消長關(guān)系。鎵在中低溫?zé)嵋旱V床的淺色閃鋅礦中較富集。各種鋅精礦含Ga0.014%～0.019%、Ge0.009%～0.012%、Cd0.12%～0.14%、Hg0.035%～0.043%。Ga、Ge、Cd、Hg與Zn完全線性正相關(guān),相關(guān)系數(shù)均接近1,其相關(guān)方程為: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,產(chǎn)品鋅含量(XZn%)每增加1%,則該產(chǎn)品含Ga、Ge、Cd、Hg分別增加0.000255%、0.00024%,0.00248%和0.000753%。8浮選抗灰礦的特征(1)磨礦細度-0.074mm占81.68%的原礦中,方鉛礦單體占88.9%,閃鋅礦單體86.6%,均已基本解離,但不充分。無論選廠何種產(chǎn)品,經(jīng)篩分、水析分級,顯微鏡觀測發(fā)現(xiàn),+0.038mm各粒級的方鉛礦、閃鋅礦均解離不充分,尤其是方鉛礦。只有小于0.038mm粒級的方鉛礦、閃鋅礦才能充分解離。(2)粒級回收率:鉛的粒級回收率在0.01～0.02mm粒級最高達91.55%,鋅的粒級回收率在0.038～0.074mm粒級最高達97.56%,銀的粒級回收率在0.01～0.02mm與0.02～0.038mm這兩個粒級銀回收率最高(總鉛精礦+總鋅精礦)分別達87.02%與85.86%。(3)方鉛礦的浮游速度與它表面的新鮮程度有關(guān),隨著浮選的進程,產(chǎn)品中鉛的氧化率逐步升高。偶爾丟失在鋅精礦中的方鉛礦單體邊部常被鉛礬交代。方鉛礦的浮游速度還與它的粒度和解離度密切相關(guān),快鉛精礦中各粒級方鉛礦解離度比慢鉛精礦中各粒級方鉛礦解離度要好。影響鉛精礦品位主要是黃鐵礦,總鉛精礦中黃鐵礦的礦物含量占22.2%,其單體占82.6%;其次是閃鋅礦和脈石。要提高鉛精礦質(zhì)量,除增加較粗粒級礦物的解離度外,還應(yīng)加強對黃鐵礦、脈石、閃鋅礦單體的抑制。鋅尾損失的氧化鉛與硫化鉛各占一半,方鉛礦主要以連生體形式損失在+0.02mm以上較粗粒級中,也以微粒單體形式損失在-0.01mm粒級中,但經(jīng)掃描電鏡詳查也很難發(fā)現(xiàn)大于1μm的方鉛礦,顯然方鉛礦過粉碎至1μm以下呈彌散狀態(tài),或呈鉛的氧化物形式存在。(4)快鋅精礦閃鋅礦單體達94.1%,慢鋅精礦單體僅占72.2%。閃鋅礦的解離程度、粒度、新鮮程度及雜質(zhì)含量影響了閃鋅礦的浮游速度。粒度為3～70μm的新鮮閃鋅礦單體浮游速度最快,過粗、過細的單體或連生體浮游速度較慢。各種鋅精礦含黃鐵礦7.15%～13.5%,含脈石6.3%～11.3%,加強對微、細粒黃鐵礦與脈石的有效抑制,還能提高鋅精礦品位;較粗粒級的黃鐵礦與脈石均未解離,細磨有利于分選。鋅尾含氧化鋅0.082%、分布率為21%,含硫化鋅0.31%、分布率為79%。閃鋅礦主要與脈石、黃鐵礦連生形式損失在+0.02mm較粗粒級中,以及以單體形式損失在-0.01mm細粒級中。(5)銀礦物主要是銀黝銅礦,以微、細粒分布在方鉛礦和閃鋅礦中。總鉛精礦中銀礦物單體與連生體(即裸露銀)占38.2%,而方鉛礦中的微、細包體與分散銀占61.8%?？備\精礦含銀礦物單體與連生體(即裸露銀)占27%,而閃鋅礦中的微細包體與分散的銀占73%。閃鋅礦與銀黝銅礦晶體結(jié)構(gòu)相似,可浮性相近,所以鋅精礦總是含銀較高,且粒度愈細,含銀愈高。因為銀礦物可浮性比方鉛礦差,從方鉛礦載體解離出來的微細粒銀礦物可浮性下降,所以很難進入鉛精礦而落入鋅精礦,甚至損失在鋅尾中。鋅尾-0.01mm粒級損失的微細粒銀礦物約占整個鋅尾銀的1/4,若能找到對微、細粒銀礦物浮選高效的藥劑和條件,