一種低品位泥質氧化鋅礦的選礦方法與流程

2023-06-08 14:44:11 1

本發明涉及一種低品位泥質氧化鋅礦的選礦方法，屬於選礦技術領域。

背景技術：

我國是一個氧化鋅資源比較豐富的國家，據美國地調局統計（G. A. Norton, C. G. Groat. Mineral Commodity Sumaries 2004. Washington: U.S. Government Printing office, 2004. P188-189），我國氧化鋅礦中鋅金屬儲量約為2800萬噸，約佔世界氧化鋅礦中鋅金屬儲量的27.7%。但是，我國氧化鋅礦總體上鉛鋅品位低，鉛鋅平均品位不足5%，礦石中泥質含量大，不能經濟利用的呆礦，貧礦儲量佔了絕大部分。我國也是世界上鋅金屬生產和消費的第一大國，但國內供需矛盾突出，約1/3的鋅原料需要進口，這使得我國逐步喪失了國際礦價的話語權。因此，高效開發利用低品位泥質氧化鋅礦資源，對於緩解國內鋅原料供給不足的問題具有重要的戰略意義。

氧化鋅礦的選礦是世界上公認的難題，尤其是指鋅含量低於10%的低品位高泥質含量氧化鋅礦的分選。目前，氧化鋅礦石的選礦處理方法以硫化浮選為主，主要包括「硫化-胺浮選法」和「硫化-黃藥浮選法」兩大類。因胺類捕收劑對氧化鋅礦物捕收能力強、選擇性好，「硫化-胺浮選法」一直成為後來70多年中處理氧化鋅礦石的普遍方法。但其缺點是對礦泥極為敏感、藥劑的消耗量大、生產過程難以控制，至今沒有獲得工業上的成功。儘管預先脫泥可以改善「硫化-胺法」浮選過程和技術指標，但卻造成大量鋅金屬的損失。礦泥嚴重的影響成為「硫化-胺法」成功應用的「瓶頸」。因此，如何有效的回收礦泥中的微細粒級氧化鋅礦物成為「脫泥-硫化-胺法浮選」工藝中急需解決的問題。「硫化-黃藥浮選」是利用硫化劑與氧化鋅礦物表面發生化學反應，生成穩定的人造硫化鋅表面，採用浮選天然硫化鋅礦的方法來回收氧化鋅礦。因此，硫化是實氧化鋅礦黃藥浮選的第一步，硫化效果的好壞，取決於礦漿溶液中S2-或HS-離子的濃度。該方法的優點是受礦泥的影響小，生產過程容易控制；其缺點是黃藥吸附要求氧化鋅礦物表面硫化得比較完全，硫化後還需銅離子的活化，浮選指標相對較低。根據有關資料報導，國外氧化鋅礦選別指標為：鋅品位36%～40%，回收率60%～70%，最高達78%；我國氧化鋅礦選別指標為：鋅品位35%～38%，回收率平均為68%，最高達73%。因此，選礦回收率低，精礦品位低等問題是國內外氧化鋅礦選礦存在的共性問題。

申請號為201110343503.5的發明專利「從泥質氧化鋅礦細粒中選別氧化鋅的方法」 是對原礦碎後、磨礦、分級後，對-0.125mm粒級的礦漿進行團聚-搖床分選。由於氧化鋅礦物與泥質脈石礦物的比重差異小，該方法難以實現氧化鋅礦物的有效富集，鋅資源浪費嚴重。因此，存在選礦回收率低，精礦品位低等問題。

申請號為201010107054.X的發明專利「一種提高低品位氧化鋅礦回收率的選礦方法」 是在常溫下洗礦脫除雜質，將氧化礦物和硫化礦物混選以及利用改性烷基胺氧化鋅螯合捕收劑ZJ-5進行鋅粗選和鋅掃選。由於洗礦脫除雜質作業會造成大量鋅金屬的損失，因此，該方法存在選礦綜合指標不高等問題。

申請號為201210123650.6的發明專利「一種在酸性條件下浮選氧化鋅礦物的方法」是將礦石磨礦至礦物單體解離後，加硫酸調整礦漿pH值為4.5～5.5後，再加入水玻璃與栲膠抑制脈石礦物，最後加油酸對氧化鋅礦物進行捕收。由於油酸對碳酸鹽類等脈石礦物具有良好的捕收能力，因此，該方法存在藥劑選擇性差的缺點，並不適合高泥質低品位氧化鋅礦的分選。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種低品位泥質氧化鋅礦的選礦方法，它既能克服「硫化-胺浮選法」中礦泥的影響嚴重，又能改善「硫化-黃藥浮選法」中的硫化效果，從而低成本的提高精礦品位和回收率，實現資源的高效利用。

本發明通過以下技術方案來實現：

（1）原礦經破碎、磨礦至-74μm的礦粉含量佔75～90wt%；

（2）對步驟（1）的磨礦產品進行分級，得到-20μm的細粒級物料和+20μm的粗粒級物料；

（3）將-20μm的細粒級物料調漿後，依次加入銨-胺活化劑，攪拌10～20min，硫化鈉5～15kg/t，攪拌10～30min，硫酸銅200～600g/t，攪拌5～20min，黃藥類捕收劑，按每噸原礦添加300～700g，攪拌5～15min後進行粗選；

（4）向步驟（3）粗選後的底流中依次加入銨-胺活化劑，攪拌5～10min，硫化鈉2～5kg/t，攪拌5～10min，硫酸銅100～300g/t，攪拌5～10min，黃藥類捕收劑，按每噸原礦添加100～300g，攪拌5～10min後進行掃選，掃選泡沫返回粗選作業，底流作為尾礦排除；

（5）對步驟（3）粗選的泡沫進行兩次精選，一次精選時間為5～10min，二次精選為5～10min，一次精選底流返回粗選，一次精選泡沫進行二次精選，二次精選底流返回一次精選作業，二次精選泡沫作為精礦；

（6）將+20μm的粗粒級物料調漿後，依次加入硫化鈉5～15kg/t，攪拌10～30min，胺類捕收劑200～600g/t，攪拌10～20min後進行粗選；

（7）向步驟（6）粗選後的底流中依次加入硫化鈉2～10kg/t，攪拌5～10min，胺類捕收劑100～300g/t，攪拌5～10min後進行一次掃選，掃選泡沫返回粗選作業；

（8）向步驟（7）一次掃選後的底流中依次加入硫化鈉1～5kg/t，攪拌5～10min，胺類捕收劑50～150g/t，攪拌5～10min後進行二次掃選，掃選泡沫返回一次掃選作業，底流作為尾礦排除；

（9）對步驟（6）粗選後的泡沫進行兩次精選，一次精選時間為5～10min，二次精選為5～10min，一次精選底流返回粗選，一次精選泡沫進行二次精選，二次精選底流返回一次精選作業，二次精選泡沫作為精礦。

步驟（3）、（4）中的銨-胺活化劑為氯化銨與乙二胺的混合物，兩者的摩爾比為1～2:1，按每噸原礦添加200～500g；黃藥類捕收劑為烴基碳原子數＞4的高級黃藥。

步驟（6）、（7）、（8）的胺類捕收劑為十二胺、十八胺中的任意一種。

本發明具有以下優點和積極效果：

1、採用了泥砂分選及胺類捕收劑與黃藥捕收劑聯合浮選。細粒氧化鋅礦物採用銨-胺強化硫化-黃藥浮選，改善了硫化-黃藥浮選法中的硫化效果；粗粒氧化鋅礦物採用硫化-胺類捕收，避免了泥質的影響並實現氧化鋅的高效回收；

2、採用來源廣泛而廉價的硫化鈉作硫化劑，低成本的提高精礦品位和回收率，實現資源的高效利用。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程圖。

具體實施方案

下面結合具體實施例對本發明作進一步的描述，以下實施例在以本發明技術方案為前提下實施，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。

實施例1

選取泥質氧化鋅礦，其原礦成分：Zn 7.15%，Pb 1.45%，S 1.41%，Fe 21.46%，SiO226.97%，CaO 17.43%，MgO 1.85%，Al2O3 3.26%；氧化率87%。

具體步驟如下：

（1）原礦經破碎、磨礦至-74μm的礦粉含量佔80wt%；

（2）對步驟（1）的磨礦產品進行分級，得到-20μm的細粒級物料和+20μm的粗粒級物料；

（3）將-20μm的細粒級物料調漿後，依次加入銨-胺活化劑，銨-胺活化劑為氯化銨與乙二胺按摩爾比為1:1的混合物，按每噸原礦添加400g，攪拌10min；硫化鈉8kg/t，攪拌20min；硫酸銅400g/t，攪拌10min；黃藥類捕收劑為異戊基黃藥，按每噸原礦添加700g，攪拌15min後進行粗選；

（4）向步驟（3）粗選後的底流中依次加入銨-胺活化劑（氯化銨與乙二胺按摩爾比為1:1的混合物），按每噸原礦添加200g，攪拌8min；硫化鈉4kg/t，攪拌8min；硫酸銅200g/t，攪拌8min；黃藥類捕收劑為異戊基黃藥，按每噸原礦添加300g，攪拌10min後進行掃選，掃選泡沫返回粗選作業，底流作為尾礦排除；

（5）對步驟（3）粗選的泡沫進行兩次精選，一次精選時間為8min，二次精選為5min，一次精選底流返回粗選，一次精選泡沫進行二次精選，二次精選底流返回一次精選作業，二次精選泡沫作為精礦；

（6）將+20μm的粗粒級物料調漿後，依次加入硫化鈉10kg/t，攪拌20min；胺類捕收劑為十二胺，用量為400g/t，攪拌15min後進行粗選；

（7）向步驟（6）粗選後的底流中依次加入硫化鈉5kg/t，攪拌10min，胺類捕收劑為十二胺，用量為200g/t，攪拌5min後進行一次掃選，掃選泡沫返回粗選作業；

（8）向步驟（7）一次掃選後的底流中依次加入硫化鈉2kg/t，攪拌5min，胺類捕收劑為十二胺，用量為100g/t，攪拌5min後進行二次掃選，掃選泡沫返回一次掃選作業，底流作為尾礦排除；

（9）對步驟（6）粗選後的泡沫進行兩次精選，一次精選時間為10min，二次精選為8min，一次精選底流返回粗選，一次精選泡沫進行二次精選，二次精選底流返回一次精選作業，二次精選泡沫作為精礦。

試驗結果：

採用以上工藝和藥劑條件能夠有效回收氧化鋅礦物；閉路試驗流程達到平衡時，獲得鋅含量為38.10%，回收率74.16%的綜合鋅精礦。

實施例2

氧化鋅礦石原礦成分：Zn 9.25%，Pb 0.65%，S 0.75%，Fe 19.86%，SiO2 22.45%，CaO 21.45%，MgO 1.95%，Al2O3 3.46%，氧化率91%；

具體步驟如下：

（1）原礦經破碎、磨礦至-74μm的礦粉含量佔75wt%；

（2）對步驟（1）的磨礦產品進行分級，得到-20μm的細粒級物料和+20μm的粗粒級物料；

（3）將-20μm的細粒級物料調漿後，依次加入銨-胺活化劑，銨-胺活化劑為氯化銨與乙二胺按摩爾比為2:1的混合物，按每噸原礦添加400g，攪拌15min；硫化鈉5kg/t，攪拌10min；硫酸銅200g/t，攪拌5min；黃藥類捕收劑為己基黃藥，按每噸原礦添加500g，攪拌10min後進行粗選；

（4）向步驟（3）粗選後的底流中依次加入銨-胺活化劑（氯化銨與乙二胺按摩爾比為2:1的混合物），按每噸原礦添加200g，攪拌5min；加入硫化鈉2kg/t，攪拌5min；硫酸銅100g/t，攪拌5min；黃藥類捕收劑為己基黃藥，按每噸原礦添加200g，攪拌8min後進行掃選，掃選泡沫返回粗選作業，底流作為尾礦排除；

（5）對步驟（3）粗選的泡沫進行兩次精選，一次精選時間為5min，二次精選為5min，一次精選底流返回粗選，一次精選泡沫進行二次精選，二次精選底流返回一次精選作業，二次精選泡沫作為精礦；

（6）將+20μm的粗粒級物料調漿後，依次加入硫化鈉5kg/t，攪拌10min；胺類捕收劑為十八胺，用量為200g/t，攪拌10min後進行粗選；

（7）向步驟（6）粗選後的底流中依次加入硫化鈉2kg/t，攪拌5min，胺類捕收劑為十八胺，用量為100g/t，攪拌5min後進行一次掃選，掃選泡沫返回粗選作業；

（8）向步驟（7）一次掃選後的底流中依次加入硫化鈉1kg/t，攪拌5min，胺類捕收劑為十八胺，用量為50g/t，攪拌5min後進行二次掃選，掃選泡沫返回一次掃選作業，底流作為尾礦排除；

（9）對步驟（6）粗選後的泡沫進行兩次精選，一次精選時間為5min，二次精選為5min，一次精選底流返回粗選，一次精選泡沫進行二次精選，二次精選底流返回一次精選作業，二次精選泡沫作為精礦。

試驗結果：

採用以上工藝和藥劑條件能夠有效回收氧化鋅礦物；閉路試驗流程達到平衡時，獲得鋅含量為38.80%，回收率76.16%的綜合鋅精礦。

實施例3

氧化鋅礦石原礦成分：Zn 12.25%，Pb 1.35%，S 1.65%，Fe 17.46%，SiO2 20.65%，CaO 21.65%，MgO 2.45%，Al2O3 4.36%，氧化率76%；

具體步驟如下：

（1）原礦經破碎、磨礦至-74μm的礦粉含量佔90wt%；

（2）對步驟（1）的磨礦產品進行分級，得到-20μm的細粒級物料和+20μm的粗粒級物料；

（3）將-20μm的細粒級物料調漿後，依次加入銨-胺活化劑，銨-胺活化劑為氯化銨與乙二胺按摩爾比為1.5:1的混合物，按每噸原礦添加500g，攪拌20min；硫化鈉15kg/t，攪拌30min；硫酸銅600g/t，攪拌20min；黃藥類捕收劑為仲辛基黃藥，按每噸原礦添加300g，攪拌5min後進行粗選；

（4）向步驟（3）粗選後的底流中依次加入銨-胺活化劑（銨-胺活化劑為氯化銨與乙二胺按摩爾比為1.5:1的混合物），按每噸原礦添加200g，攪拌10min；硫化鈉5kg/t，攪拌10min；硫酸銅300g/t，攪拌10min；黃藥類捕收劑為仲辛基黃藥，按每噸原礦添加100g，攪拌5min後進行掃選，掃選泡沫返回粗選作業，底流作為尾礦排除；

（5）對步驟（3）粗選的泡沫進行兩次精選，一次精選時間為10min，二次精選為10min，一次精選底流返回粗選，一次精選泡沫進行二次精選，二次精選底流返回一次精選作業，二次精選泡沫作為精礦；

（6）將+20μm的粗粒級物料調漿後，依次加入硫化鈉15kg/t，攪拌30min；胺類捕收劑為十二胺，用量為600g/t，攪拌20min後進行粗選；

（7）向步驟（6）粗選後的底流中依次加入硫化鈉10kg/t，攪拌10min；胺類捕收劑為十二胺，用量為300g/t，攪拌10min後進行一次掃選，掃選泡沫返回粗選作業；

（8）向步驟（7）一次掃選後的底流中依次加入硫化鈉5kg/t，攪拌10min；胺類捕收劑為十二胺，用量為150g/t，攪拌10min後進行二次掃選，掃選泡沫返回一次掃選作業，底流作為尾礦排除；

（9）對步驟（6）粗選後的泡沫進行兩次精選，一次精選時間為10min，二次精選為10min，一次精選底流返回粗選，一次精選泡沫進行二次精選，二次精選底流返回一次精選作業，二次精選泡沫作為精礦。

試驗結果：

採用以上工藝和藥劑條件能夠有效回收氧化鋅礦物；閉路試驗流程達到平衡時，獲得鋅含量為39.85%，回收率78.11%的綜合鋅精礦。