王永超　溫曉嬋　王金瑋　康建雄　郗　波

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司)

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金堆城某鉬選廠鉬精礦高鉛問題研究

王永超溫曉嬋王金瑋康建雄郗波

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司)

摘要針對(duì)金堆城鉬礦某選廠鉬精礦高鉛問題，對(duì)選礦過程各影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)的分析研究。分析結(jié)果表明：方鉛礦易被烴油捕收，浮選速度快是其抑制困難的根本原因，礦石中方鉛礦粒度組成直接影響其可浮性；可通過粗精礦脫水脫藥、嚴(yán)格控制再磨產(chǎn)品細(xì)度、粗選段對(duì)鉛預(yù)先抑制、應(yīng)用新型抑制劑等技術(shù)措施改善鉬精礦產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞鉬精礦方鉛礦可浮性抑制

鉛是鉬精礦中主要有害元素之一，焙燒氧化鉬和煉制鉬鐵過程導(dǎo)致連鎖環(huán)境污染且危害人體健康。20世紀(jì)60年代起，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家開始重視鉬精礦降鉛，諾克斯系列藥劑開始用于鉬鉛分離，迄今為止它們?nèi)允欠姐U礦最有效的抑制劑[1]。美國(guó)塞浦路斯、克萊麥克斯、愛麥克斯等企業(yè)生產(chǎn)的鉬精礦含鉛低于0.05%。我國(guó)鉬精礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(YS/T 235—2007)規(guī)定，KMo-57牌號(hào)鉬精礦鉛含量不大于0.085%，KMo-47以上牌號(hào)鉬精礦鉛含量不大于0.100%[2]。

20世紀(jì)90年代初磷諾克斯就在金堆城鉬礦成功應(yīng)用，北露天礦石含鉛不超過0.008%可生產(chǎn)含鉛0.042%以下的低鉛鉬精礦[3]。但隨礦石性質(zhì)變化，某選廠在一定時(shí)期內(nèi)鉬精礦含鉛一度超過0.150%。為此，對(duì)選礦過程各影響因素進(jìn)行分析研究，查找高鉛問題原因并提出降低鉬精礦鉛含量技術(shù)措施和研究方向。

1礦石粒度特性及影響分析

金堆城鉬礦目前分北、南兩處露天開采，北露天礦石主要是花崗斑巖和安山玢巖兩大類；礦石中主要金屬礦物為輝鉬礦、黃鐵礦，其次為磁鐵礦、黃銅礦、方鉛礦及閃鋅礦；南露天礦石主要為安山玢巖，其次為石英巖、花崗斑巖，主要金屬礦物為輝鉬礦、黃鐵礦，其次為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦，方鉛礦主要與脈石、黃鐵礦、黃銅礦連生，少量與輝鉬礦連生?；◢彴邘r中鉛含量高于安山玢巖，南露天安山玢巖鉛含量高于北露天花崗斑巖。

金堆城鉬礦礦石可選性差異大，一般而言，北露天礦石相對(duì)易選，南露天礦石相對(duì)難選，方鉛礦不僅含量高且更易富集，統(tǒng)計(jì)其平均富集比與原礦品位關(guān)系及分布見圖1。對(duì)比方鉛礦在南露天高鉛難選礦石和北露天礦石及相應(yīng)鉬精礦中的粒度分布見圖2、圖3。

圖1　不同類型礦石方鉛礦富集比與原礦關(guān)系

圖2　不同礦石方鉛礦粒度分布

圖3　不同礦石產(chǎn)出精礦中方鉛礦粒度分布

由圖2、圖3可見，南露天難選礦石中方鉛礦在0.02～0.10 mm易選粒級(jí)分布多，更易于浮出，抑制難度大；由于方鉛礦性脆，經(jīng)2段磨礦后易過粉碎導(dǎo)致鉬鉛選擇性降低而更難抑制，因而在高鉛鉬精礦中鉛更多分布于-0.023 mm粒級(jí)。鉬精礦細(xì)粒級(jí)礦物中既有少量鉬鉛連生體，同時(shí)存在-10 μm單體由于粒度過細(xì)而無法被抑制(見圖4、圖5)。

圖4　鉬精礦中的鉬鉛連生體

圖5　鉬精礦中的方鉛礦單體

2方鉛礦浮選行為研究

方鉛礦是最易浮選的硫化礦之一，在較寬的pH值范圍內(nèi)能與多種捕收劑相互作用，適當(dāng)氧化時(shí)方鉛礦可實(shí)現(xiàn)無捕收劑浮選[4]。不同礦體產(chǎn)出的方鉛礦由于本身含有雜質(zhì)種類、數(shù)量、賦存狀態(tài)不同，可浮性表現(xiàn)出較大的差別，受抑制劑的作用也有所不同。

2.1方鉛礦在鉬粗選過程中的浮選行為

按照1粗1精2掃流程進(jìn)行試驗(yàn)，考查磨礦細(xì)度和捕收劑YC用量對(duì)難選礦石方鉛礦可浮性的影響。不同磨礦細(xì)度下輝鉬礦、方鉛礦單體解離度檢測(cè)結(jié)果見表1、表2，試驗(yàn)結(jié)果見圖6、圖7。

圖6　鉬回收率等值線圖

表1不同磨礦細(xì)度下輝鉬礦解離特征

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表2不同磨礦細(xì)度下方鉛礦解離特征

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圖7　鉛回收率等值線圖

由圖6、圖7可見，①精礦產(chǎn)品中鉬、鉛均可在無捕收劑條件下大量浮出，不同磨礦細(xì)度條件下，鉬回收率為60%～80%、鉛回收率為39%～44%；②鉬、鉛礦物均可被YC藥劑捕收，回收率受捕收劑用量的影響比磨礦細(xì)度大，隨YC藥劑用量增加而提高；③鉬、鉛礦物回收率隨磨礦細(xì)度變化基本一致，鉬、鉛礦物1段磨礦后連生體含量極少，因此方鉛礦在粗選主要通過自由上浮而非連生體上?。虎茔f、鉛浮選條件高度一致，磨礦細(xì)度均在-0.074 mm 62%～68%、捕收劑用量為80～140 g/t達(dá)到較高值。

進(jìn)行浮選速度試驗(yàn)，考查鉬、鉛回收率隨時(shí)間變化情況，試驗(yàn)結(jié)果見圖8。

圖8　鉬鉛累積回收率與浮選時(shí)間關(guān)系

由圖8可見，鉬、鉛礦物浮選速度相當(dāng)，粗選段鉛的大量浮出不可避免。

而根據(jù)北露天礦石浮選試驗(yàn)和流程考查，相同工藝條件下，粗選鉛的回收率僅為20%左右，南露天難選礦石方鉛礦可浮性與之相比差異巨大?？疾槟骋粫r(shí)期42個(gè)班次生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

表3某時(shí)期選廠生產(chǎn)過程鉛指標(biāo)

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生產(chǎn)實(shí)踐表明，粗精鉛品位與原礦鉛品位正相關(guān)并不強(qiáng)(Pearson相關(guān)系數(shù)0.586)，見圖9，應(yīng)是選廠供礦性質(zhì)差異導(dǎo)致的。

圖9　粗精礦與原礦鉛品位相關(guān)性

2.2再磨細(xì)度對(duì)方鉛礦可浮性影響

粗精礦在進(jìn)入精選之前設(shè)置再磨使輝鉬礦連生體解離以提高精礦品位，進(jìn)行再磨細(xì)度條件試驗(yàn)考查其對(duì)方鉛礦可浮性的影響。粗精礦再磨后使用磷諾克斯20 g/t、巰基乙酸鈉10 g/t作為抑制劑。試驗(yàn)結(jié)果見圖10、圖11。

圖10　不同再磨細(xì)度精礦產(chǎn)率及鉬、鉛品位

圖11　不同再磨細(xì)度精礦鉬、鉛回收率

由圖10、圖11可見，①提高再磨細(xì)度可提高鉬品位，但鉛品位亦隨之提高；②提高再磨細(xì)度鉬回收率沒有顯著降低；③再磨過細(xì)導(dǎo)致已單體解離的方鉛礦粒度進(jìn)一步變細(xì)，抑制難度增大，相同藥劑用量條件下，隨著再磨細(xì)度由-0.038 mm 73%提高到 -0.038 mm 85%，鉛回收率迅速由55.9%升高到71.8%；④提高再磨細(xì)度，精礦產(chǎn)率降低，而鉬、鉛回收率沒有降低，表明產(chǎn)率降低主要由脈石和黃鐵礦減少造成，再磨主要使輝鉬礦-脈石或輝鉬礦-黃鐵礦連生體解離；⑤設(shè)置再磨作業(yè)是必要的，但再磨細(xì)度不宜超過-0.038 mm 80%。

2.3方鉛礦在精選過程中的浮選行為

精選使用磷諾克斯抑制方鉛礦，其中精粗選、精掃選添加比例為50%～60%，精選作業(yè)添加比例為40%～50%，各次作業(yè)均勻添加。不同含量的鉛抑制效果并不相同，對(duì)于含鉛較高的原礦石，磷諾克斯降鉛效果有一定限度[3]；其總用量一般不超過 50 g/t，用量過高不僅不利于方鉛礦抑制，還會(huì)導(dǎo)致礦漿pH值過高、惡化泡沫性能。

由于方鉛礦在粗選段已被捕收劑污染，礦物表面吸附有烴油甚至被烴油包覆而阻礙抑制劑吸附；經(jīng)再磨后部分烴油即使被剝落，仍會(huì)與抑制劑競(jìng)爭(zhēng)吸附；此外試驗(yàn)和生產(chǎn)均觀察到礦物顆粒的凝聚現(xiàn)象，可能是由于烴油的橋聯(lián)作用導(dǎo)致。因此，方鉛礦既易被捕收又易被夾帶，磷諾克斯的抑制效果不佳。

分析表3所涉及生產(chǎn)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)：

(1)精礦和粗精中鉛品位關(guān)系明確，見圖12。當(dāng)粗精鉛品位高于0.5%時(shí)精礦鉛品位高于0.1%；結(jié)合上述分析，精礦鉛品位不高于0.1%需原礦鉛品位不高于0.013%。

圖12　精礦與粗精鉛品位關(guān)系

(2)精選段鉛的富集比與粗精鉛品位關(guān)系明確，見圖13。精選段鉛的抑制效果很大程度上取決于粗精礦中的鉛含量。

圖13　精選鉛富集比與粗精鉛品位關(guān)系

3高鉛礦石降鉛技術(shù)路線

根據(jù)以上分析，提出下列可行的技術(shù)路線以改善難選礦石降鉛效果。

(1)粗精礦脫水脫藥以減輕捕收劑對(duì)方鉛礦抑制的干擾。

(2)提高再磨分級(jí)效果，嚴(yán)格控制再磨產(chǎn)品細(xì)度，防止方鉛礦過磨泥化。

(3)控制粗精礦鉛品位，必要時(shí)可在粗選段對(duì)鉛進(jìn)行預(yù)先抑制。

(4)精選使用親水性更強(qiáng)的抑制劑如多羥基(羧基)類抑制劑或與磷諾克斯聯(lián)用。

4結(jié)語(yǔ)

(1)金堆城鉬礦伴生的鉛以方鉛礦為主，具有良好的天然可浮性、易被烴油捕收且在粗選前段快速浮出是其難以抑制的根本原因。

(2)礦石鉛含量升高、易選粒級(jí)含量增加，粗選鉛回收率、品位顯著提高，是鉬精礦含鉛居高不下的直接原因。

(3)磨礦、浮選各作業(yè)段指標(biāo)均能影響方鉛礦抑制效果，量化各指標(biāo)之間關(guān)系，可制定針對(duì)性措施強(qiáng)化抑制效果。

參考文獻(xiàn)

[1]張文鉦.鉬精礦降鉛辦法[J].中國(guó)鉬業(yè)，2003，27(4)：3-4.

[2]全國(guó)有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).YS/T 235—2007鉬精礦[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[3]王漪靖，俞國(guó)慶，徐秋生.金堆城不同類型礦石生產(chǎn)低鉛鉬精礦試驗(yàn)研究[J].中國(guó)鉬業(yè)，2004，28(5)：22-26.

[4]陳藎，馮其明，李世錕.方鉛礦無捕收劑浮選行為的研究[J].有色金屬工程，1986.

(收稿日期2015-12-18)

王永超(1985—)，男，工程師，714102 陜西省華縣。