铁闪锌矿锌硫分离实验研究

某锌矿主要为铁闪锌矿，含铁高，属高铁闪锌矿，硫化铁矿物以磁黄铁矿为主。一般认为铁闪锌矿与黄铁矿可浮性差别较小，浮选分离较为困难［1－3］。受客户的委托，对该矿石进行了粗扫选条件试验、精选和开路试验，并在此基础上进行了试验室小型闭路试验，获得了锌精矿品位为48．41%，回收率为92．42%的指标，达到了客户的要求。

1矿石性质

原矿光谱分析表明矿石中存在大量的Si、Mg、Fe，中量的Ca、Zn，少量的Ba、As、Pb、Sn、Ni、Al、Cd、Cu、Mn等。原矿化学多元素分析结果见表1，原矿矿物组成分析结果见表2。上述分析表明，原矿中金属矿物以铁闪锌矿、磁黄铁矿为主，含铁高，属高铁闪锌矿石。其次为白铁矿、黄铁矿，极少量黄铜矿、锡石、方铅矿、赤铁矿、磁铁矿。脉石矿物以白云石、方解石、石英为主，少量的绿帘石、绿泥石、金云母、绢云母，偶见金红石、锆石等。铁闪锌矿呈它形粒状集合体产出，主要分两个时期形成。早期形成的铁闪锌矿粒径粗大，并聚集形成块状，粒径大小在0．01～0．2mm，一般在0．2～0．5mm居多，其粒间有时嵌有细粒磁黄铁矿及脉石。后期形成的铁闪锌矿多呈不规则网脉状产出，粒径较细，一般0．001～0．05mm之间，有时沿磁黄铁矿粒间、裂隙或磁黄铁矿与黄铜矿的接触界面充填，又往往被后生成的磁黄铁矿、黄铜矿所交代，形成乳滴状结构;有时以细小粒状集合体单独存在于锡石或脉石中。铁闪锌矿与磁黄铁矿、黄铜矿的接触面光滑、弯曲，与锡石、脉石之间的接触面平直粗糙。磁黄铁矿呈它形粒状集合体产出，有时相对形成块状，有时以脉状形式充填于铁闪锌矿、锡石粒间或裂隙，或以细小乳滴状分布于铁闪锌矿集合体中;粒径大小变化较大，在0．001～1．5mm之间，一般在0．1～0.5mm居多。白云石呈自形-半自形粒状、它形粒状两种形式产出，前者可见聚片双晶，粒径一般在0．1mm左右，最大粒径达0．5mm，后者紧密堆积成块状，偶见环带结构，粒径在0．01～0．1mm之间。方解石呈自形-半自形粒状产出，常见聚片双晶，环带结构，多沿白云石空洞或裂隙以及矿石表层生长，形成放射簇状，粒径变化较大，在0．001～0．4mm之间。石英呈自形-半自形粒状产出，粒径在0．05mm左右，常沿白云石粒间或空隙晶出。

2研究结果及讨论

2．1试验方案的确定矿物分析表明，矿石中主要矿物为铁闪锌矿和黄铁矿，可采取浮选方法进行分离。一般认为铁闪锌矿和磁黄铁矿的可浮性均较差，浮选分离通常要在铜离子活化条件下进行。铁闪锌矿与硫铁矿的分选方法有石灰法、加温法、二氧化硫蒸汽加温法、充气法及石灰+氯化钠法等。其中石灰法方法简单，所用药剂便宜易得，环保，也最常用。铁离子对闪锌矿晶格上锌的置换程度不同，闪锌矿在浮选溶液中的行为特征也不尽相同。所以，铁闪锌矿与磁黄铁矿的浮选分离有优先浮选和混合浮选两种工艺。采用哪种工艺由矿石性质决定，当铁闪锌矿与硫铁矿可浮选差别较小时，多采用优先浮选工艺［3－10］。选矿探索试验研究表明，试验矿石中铁闪锌矿与黄铁矿可浮性差别较小，采用优先浮选铁闪锌矿工艺流程，控制锌与硫分选时石灰的添加量，可保证锌精矿质量，也可获得稳定和较高的锌回收率。

2．2锌粗、扫选条件试验浮选试验使用XMQ－240×90锥型球磨机磨矿，XFD系列单槽和XFG系列挂槽浮选机，试验用水为自来水，2号油为工业纯，其它试验药剂为化学纯。单元试样重1000g，磨矿浓度为50%，浮选矿浆浓度为33%。优先选锌试验采用一粗一扫工艺流程，工艺流程及部分药剂制度见图1。试验中2号油用量不变，硫抑制剂为石灰，活化剂为硫酸铜，捕收剂采用丁黄药(粗选与扫选用量比例以4∶1添加)。

2．2．1磨矿粒度试验磨矿粒度既要能使铁闪锌矿矿物最大限度地解离，又要尽量减小其他硫化铁矿物磨矿粒度，以便减小优先选锌时抑硫的难度。粗选磨矿粒度条件试验石灰用量为6000g/t，硫酸铜用量1000g/t，丁黄药用量125g/t。在不同磨矿粒度条件下进行了对比试验，结果见图2。图2表明，随着磨矿粒度变细，粗精矿锌品位和锌回收率都有所提高，但当磨矿粒度－0．074mm粒级含量大于70%后，粗精矿锌品位和回收率提高不大。在磨矿粒度为－0．074mm粒级占70%时，进行了原矿的铁闪锌矿的单体解离度测定，结果见表3。由表3结果可见，在该磨矿粒度下，铁闪锌矿的单体解离度并不高，与磁黄铁矿的连生体含量较高，该连生体磁黄铁矿多以乳滴状存在于铁闪锌矿中，极难解离。又考虑一段磨矿的简便，综合评定，最终确定磨矿粒度为－0．074mm粒级占70%。

2．2．2石灰用量试验石灰是硫化铁矿最好的抑制剂之一。石灰用量试验工艺条件为:磨矿粒度－0．074mm粒级占70%，其它条件同前，试验结果见图3。从图3可以看出，当石灰用量大于6000g/t时，石灰用量对锌粗精矿品位影响小，但随着石灰用量加大，粗精矿的回收率下降。因此，考虑回收率，取石灰用量6000g/t为佳。

2．2．3硫酸铜用量试验采用硫酸铜为铁闪锌矿活化剂。石灰用量为6000g/t，其它条件同前，硫酸铜用量试验结果见图4。图4表明，随着硫酸铜用量增加，锌回收率增加而粗精矿品位下降。这是因为，硫酸铜对铁闪锌矿活化的同时对磁黄铁矿也具有活化作用。但当硫酸铜用量大于1000g/t时，锌回收率增加不明显。因此，硫酸铜用量以1000g/t为宜。2．2．4捕收剂用量条件试验试验选用丁基黄药作为锌矿浮选捕收剂。硫酸铜用量为1000g/t，其它条件同前，丁黄药用量试验结果见图5。图5表明，随着丁黄药用量增加，粗精矿品位变化不大，但回收率提高大。当丁黄药用量大于125g/t后，锌回收率升高不大。因此，考虑丁黄药用量以125g/t为宜。

2．3开路试验粗精矿锌品位较低，必须多次精选，才能达到产品质量要求。研究表明对粗锌精矿进行两次精选，精1、精2各添加石灰2000g/t，锌精矿品位可达50%以上。在粗扫选和精选试验基础上进行了开路试验，开路试验工艺流程及工艺条件见图6，试验结果见表4。开路试验最终获得锌精矿品位50．83%，回收率为67.57%的浮选指标。

2．4闭路试验根据开路条件，进行了闭路试验。药剂条件及工艺流程见图7，试验结果见表5。表5结果表明，锌精矿锌品位为48．41%，回收率为92．42%，采用该工艺达到了预期效果。

3结语

1)某铁闪锌矿含铁高，属高铁闪锌矿石。脉石主要有磁黄铁矿、白云石、方解石、石英等。铁闪锌矿、磁黄铁矿呈它形粒状集合体产出，部分矿石粒径细小。在磨矿粒度为－0．074mm粒级占70%时原矿中铁闪锌矿的单体解离度测定试验表明，铁闪锌矿与磁黄铁矿的连生体含量较高，该连生体磁黄铁矿多以乳滴状存在于铁闪锌矿中，极难解离。2)进行了一粗一扫优先选锌条件试验，确定了粗选扫选最佳条件:磨矿粒度－0．074mm粒级占70%，石灰用量6000g/t，硫酸铜用量1000g/t，丁黄药用量125g/t。3)在粗扫选的最佳条件和开路试验基础上，进行了实验室小型闭路试验，获得锌精矿品位为48．41%，回收率为92．42%，达到了预期效果。