我国铅锌矿选矿设备与工艺现状

我国铅锌矿选矿设备与工艺现状

李金占

内蒙古巴彦淖尔市乌拉特后旗东升庙矿业有限责任公司内蒙古巴彦淖尔830000

摘要：铅锌金属由于其特殊的性质，在国民经济发展中占有重要的地位，在冶金、电气、机械、化工、军工、轻工业及医药等领域有着广泛、重要用途；另外，铅金属在石油、核工业等领域也有一定的应用，同时，锌金属具有良好的抗腐蚀性、耐磨性和压延性，可与其他多种金属制成理化性能更优良的合金。本文对选矿工艺、设备进行了分析，提出了细粒铅锌矿回收所存在的问题及措施。

关键词：铅锌矿；工艺；药剂；设备

我国铅锌矿产资源分布广泛，储量较丰富，但大型矿床少、贫矿多、共伴生资源多、单一矿种少，且有用矿物嵌布粒度普遍偏细。随着粗粒、易选铅锌矿资源的日益减少，细粒铅锌矿分选技术的重要性日益凸显。目前，铅锌矿选矿通常采用浮选工艺，但常规浮选技术及设备难以适应细粒铅锌矿的浮选，突出表现在回收率不高、金属流失严重。为提高铅锌矿产资源的综合利用水平，实现细粒铅锌矿物的充分回收，生产流程一般较为复杂，这不仅加大了选矿厂的投资，而且生产运行成本往往也较高，不利于铅锌矿选矿业的发展。因此，研发并推广适合细粒铅锌矿选矿的新工艺、新技术、新设备势在必行。

一、铅锌矿选矿工艺

1、絮团浮选。浮选过程中细粒的絮团与其表面的疏水化密切相关。近年来研究表明，捕收剂对矿物微粒往往有一定的选择性絮凝作用。丁基黄药、戊基黄药及辛基黄药可使－5μm方铅矿形成疏水聚团，但形成的疏水聚团大小不均、稳定性差，且微粒过细絮凝效果变差，但添加非极性油有助于克服这一缺点，使疏水絮凝作用得以加强。通过高效分散剂和pH调整剂使矿浆中的细粒脉石矿物及矿泥分散，利用黄药类捕收剂及非极性油对细粒铅锌矿进行选择性疏水团聚，在机械搅拌强度合适的情况下，形成表观粒径较大、有一定机械强度的疏水聚团，从而改善细粒铅锌矿物的可浮性。絮团浮选通常必须满足矿粒表面疏水化、机械搅拌强度能克服粒间作用势垒等条件，且大多需添加非极性油。［1］对某细粒浸染状铅锌矿石进行了絮团浮选试验，获得了铅品位为37.30%、铅回收率为65.34%的铅精矿和锌品位为58.30%、锌回收率为68.53%的锌精矿。与常规浮选相比，絮团浮选的尾矿品位低，铅、锌精矿回收率高。

2、复合活化疏水絮团浮选。复合活化疏水絮团浮选利用有用矿物与脉石矿物表面物理化学特性及热力学特性差异，通过添加离子型无机或有机聚合物使矿浆处于稳定的分散状态，利用无机盐或表面活性剂消除可溶性盐和矿泥对矿物表面活性的污染、增强矿物表面的选择性吸附能力，添加经乳化的黄药、非极性油的混合物使目的矿物选择性疏水，从而获得活性疏水聚团，再在特定的调浆槽或高速搅拌器中引入机械活化能，用以克服颗粒间的作用势垒强化疏水聚团的形成，最后用常规浮选实现疏水聚团与分散脉石矿物的分离。

3、载体浮选。载体浮选是在常规浮选工艺条件下，利用一种粗粒辅助物料在浮选中充当载体，通过添加适量的捕收剂使微细目的矿粒和载体同时充分疏水，利用疏水性的细粒有向疏水性粗粒附着的趋势，使细粒选择性地覆盖在载体上，或利用疏水聚团原理使微粒在易浮粗矿粒表面黏附，然后利用气泡将载体连同细粒矿物一起浮出。载体可以是目的矿物的同类矿物也可是异类矿物，利用浮选体系中矿粒的粗粒效应与载体作用，通过控制载体粒度范围和所占比例，在不影响载体自身可浮性的前提下实现细粒矿物的浮选回收。

二、铅锌矿选矿设备

1、高效射流浮选机。射流浮选机是一种高富集比的高效分选设备。在浮选过程中，给入的矿浆与浮选本身回流的矿浆汇集到一个特殊结构的给矿装置中，经一定扬程的矿浆泵送入喷射器，经喷嘴的高速矿浆射流在吸气室内形成负压，外界空气进入吸气室并在吸气室形成旋转气流，使矿浆、药剂、空气混匀，在卷吸效应作用下，空气与矿浆在下导管内进行能量交换，将空气弥散为微小气泡，矿浆很快被矿化并进入扩大管，矿浆的动能逐步转化为势能并进一步压缩气泡，增大空气在矿浆中的溶解度，由特殊结构的分散器将矿浆均匀分散至槽底，在槽内再一次矿化。此时，弥散在矿浆中的空气由于压力减小，在槽底形成气泡并携带目的矿物上升至矿浆表面形成泡沫层，随着泡沫层厚度的增加，泡沫自溢到精矿槽成为产品，尾矿则经尾矿箱排出。

2、旋流－静态微泡浮选柱。旋流－静态微泡浮选柱的分离过程包括柱分选、旋流分选和管流矿化部分。柱分选段位于整个柱体的上部，与柱分离段呈上下直通的旋流分离段采用柱－锥相连的水介质旋流器结构。柱分离段的顶部有泡沫精矿排出口，给矿点位于柱分选段中上部，最终尾矿由旋流分选段底口排出，气泡发生器在柱体外沿切向与旋流分离段柱体相连，与相连的浮选管段共同构成管流矿化部分。气泡发生器采用类似射流泵的内部结构，以循环中矿为介质，依赖射流形成的负压引入气体，并将气体粉碎成微泡，形成气、固、液三相体系。气、固、液三相体系携带较高的能量以高度紊流状态沿切向高速进入旋流分离段形成旋流力场。沿切向进入旋流分离段的大量气泡受离心力和浮力的共同作用，迅速以旋转方式向旋流分离段中心汇集，进入柱分选段并在柱体断面上得以高度分散，并向上运动，与由上部给入、呈整体向下塞式流动的矿浆颗粒逆向运行与碰撞，气泡在上升的过程中不断被矿化。浮选过程贯穿于整个旋流分选段和柱分选段，柱分离段发挥了选择性回收的优势，有利于保证较高的产品质量，旋流分选段则发挥了捕收充分的优势，重在提高回收率。

三、铅锌矿回收所存在的问题和措施

1、细粒铅锌矿回收所存在的问题

（1）不恰当地追求磨矿工艺的简单，造成铅锌矿物的泥化和难以回收。铅锌矿往往共伴生多种组分，在对细粒嵌布的铅锌矿及嵌布粒度粗细不均的铅锌矿的磨矿过程中，为了充分实现有用矿物的单体解离，且为了简化磨矿流程，没有及时分离出已单体解离的铅锌矿物，则铅锌矿物的泥化就不可避免。这也就造成了铅锌矿物的过度流失。

（2）受粗放型生产观念和细粒回收技术的制约，不能因地制宜地制定与磨矿产品相适应的浮选工艺。生产中往往只注重对精矿品位和回收率的跟踪，而缺少对流程中间产品解离度、过粉碎、有用矿物富集情况的跟踪与考察，当铅锌矿物细粒及矿泥含量不合理时，自然就难以及时调整浮选流程去加以应对。

2、改善细粒铅锌矿回收的措施。根据原矿性质，研究制定合适的磨矿、浮选工艺流程。对粗细粒不均匀嵌布的铅锌矿石，应尽可能制定阶段磨矿、阶段回收的工艺流程，做到能收早收，减少已单体解离铅锌矿物的过粉碎；对细粒嵌布的铅锌矿石，则应侧重制定合理的浮选工艺流程、选择合适的回收设备、确定合适的药剂制度，从而通过铅锌总体回收率。

在新型高效选别药剂的研制方面，要借助交叉学科的发展，应用表面胶体化学、量子化学理论和计算机辅助分子设计技术，研发能强化细粒铅锌矿物表面疏水化的特效药剂。对浮选效果不理想的矿泥可考虑开展低成本、高效率、低污染浸出工艺的研究，通过多选矿方法并举的工艺流程去破解单一浮选流程长、投资大、运行费用高的难题。传统浮选设备普遍不适用细粒—微细粒铅锌矿回收的问题，采用甚至进一步完善旋流－静态微泡浮选柱等新型、高效浮选设备具有重要意义。

参考文献：

[1]孙传尧，周秀英．中国矿物加工技术和装备的主要进展［J］.中国工程院化工、冶金材料工程学部第五届学术会议2015，12．

[2]邱允武，周怡玫，汤小军.新型螯合捕收剂E-5浮选氧化锌的研究[J].有色金属（选矿部分），2012（4）：43~46.

[3]王淑慧.分选铀矿石及有色金属和稀有金属矿石的新型拣选机.国外金属矿选矿，2012（6）：11

[4]魏宗武，陈建华.新型抑制剂DZ在铅锌分离中的试验研究[J].矿产保护与利用，2012，（1）：32.