| 氧化铅锌矿浮选研究进展 |
我国氧化铅锌矿石极为丰富,是一种很有潜力的金属资源。虽然它们的可选性研究早在本世纪初就开始了,迄今为止,已取得了一定的进展,但由于氧化铅锌矿物种类繁多,矿物组成复杂,细泥与可溶性盐含量髙,故矿物十分难选。氧化铅锌矿的浮选回收,目前还不能取得很令人满意的结果,特别是对于氧化锌矿,其回收率一般只有50%~60%, 大大限制了氧化铅锌矿资源的开发与利用.随着硫化铅、锌矿资源的日趋枯竭,人们已越来越重视氧化铅锌矿的回收。近年来,国内外在氧化铅锌矿浮选药剂和浮选工艺方面进行了大量的研究,本文着重就此两个方面进行文献综合评述。
1 氧化铅锌矿浮选药剂常见的最有工业价值的氧化铅矿是白铅矿和铅矾,氧化锌矿是异极矿和菱锌矿,氧化铅矿的常规回收方法是硫化后用黄药捕收。硫化后用伯胺类捕收剂捕收是回收氧化锌矿的主要方法,近年来,研究出的氧化铅锌矿的捕收剂主要有以下几个方面的改进。
1.1 硫化-胺盐浮选法的改进 1.1.1 硫化钠及脂肪酸盐乳浊液的应用苏联阿卜拉莫夫等人用硫化钠溶液与脂肪胺盐酸盐或醋酸盐预先混合,然后进行强烈搅拌所形成的乳浊液浮选氧化锌矿石,所得到的浮选指标无论是精矿品位还是回收率都髙于胺法[1]。这在我国柴河铅锌矿得到了证实,柴河铅锌矿将此法用于选厂,结果氧化锌回收率提髙了6.12%, 品位提高了3%~4%。
1.1.2 醚胺及支链脂肪胺的应用使用醚胺代智混合胺浮选氧化铅锌矿是有意义的改进。我国泗顶氧化铅锌矿分别用醚胺、十八胺、混合胺为捕收剂分别浮选,发现醚胺指标最髙[2].西德专利提出用6个C原子以上的支链脂肪胺水溶性盐或油溶性盐作为氧化锌矿的捕收剂效果很好,用它来浮选摩洛哥异极矿得到了很好的指标。
1.1.3 癸二胺下脚料的应用癸二胺下脚料[3]是化工厂用篦麻油作原料生产尼龙1010时的一种下脚废料,主要成分是癸二胺,但含有不少其他杂质。用它来浮选澜沧、奕良等地的氧化锌矿获得了良好结果。
1.2 两性捕收剂的应用 1.2.1 AE-12的应用据报道两性捕收剂AE-12[4]与水解聚丙烯腈混用浮选厂坝的氧化铅锌矿石与混合胺效果相近,而且它有浮选速度快,不用起泡剂的优点。
1.2.2 R-X、RO-X、4RO-X系列捕收剂的应用R-X系列捕收剂据报道对异极矿有较好的捕收能力[5]。而RO-X、4RO-X系列捕收剂对菱锌矿、铅矾有较强的捕收能力[6]。
1.3 巯基化合物的应用这类化合物以十五烷基硫醇[7]、环已烷黑药[8]为代表,分别用它们浮选泗顶氧化铅锌矿,发现十五烷基硫醇对菱锌矿有较好的捕收能力,而环已烷黑药则对氧化铅矿有较好的捕收能力,能显著地提高铅回收率。
1.4 螯合剂的应用螯合捕收剂作为高选择性的优良捕收剂而受到人们重视。早在1942年,厄伦迈依尔等人就用锌的分析试剂8-羟基喹啉浮选分离了菱锌矿和脉石的混合矿[9]。近年来螯合捕收剂的研究已显示出可喜的前景.文献报导的有很多。其中,2-羟亚胺基羧酸、已基羟肪酸钾、5-烷基醛肪等对氧化锌矿有较强的捕收能力[1, 10]。二硫腙[11]和氨基硫酚[12]对氧化锌矿也有较强的捕收能力。据日本专利称,用氧化乙烯缩合烷基苯酚类,高级脂肪醇类以及脂肪酸类而制备的非离子活性剂,可以不脱泥而直接浮选氧化锌矿石。法国专利提出浮选细粒和极细粒的氧化矿石时,使用胺黄药分子络合物(MAKK)比单独使用胺类捕收剂更容易提髙不同粒级,特别是l0μm以下细粒的锌矿物的可浮性。美国专利介绍,采用巯基羧酸酯,特别是四甲基二戊基三巯基丙酸酯对菱锌矿、异极矿等氧化矿物具有良好的捕收性能。最近又报导了一种新型氧化铅矿捕收剂MMBT(6-甲基-2-巯基苯并噻唑)[12]。
从上面的综合可以看出,氧化铅锌矿浮选剂得到了广泛的研究,已开发出了多种选别氧化铅锌矿的药剂新品种。但是许多成果都因技术上或经济上可行性差,而未能普遍投入工业应用。因此如何简化合成条件,降低药剂成本以及寻找高效廉价药剂的工作还有待于进一步完善。此外,如何利用药剂间的协同效应,合理混合使用常规药剂以提高药效,对提髙难选氧化铅锌矿石的选别指标也有十分重要的意义。
2 氧化铅锌矿浮选工艺世界上目前处理铅锌氧化矿和混合矿的国家有意大利、西班牙、法国、摩洛哥、西德、苏联、波兰、秘鲁、日本和美国等。国内的铅锌氧化矿选厂主要分布于西南地区,其次是西北和东北地区.处理铅锌氧化矿的选厂规模不一,大型日处理量60000t(如西德的米德尔尼克选厂),小型日处理量125t (如美国达尔文选厂)。
迄今为止,处理氧化铅锌矿的方法有:硫化浮选法、阴离子捕收剂直接浮选法、螯合剂-中性油浮选法、浸出-浮选法等,其中硫化浮选法是主要的.根据矿石性质的不同,有的选厂在硫化浮选的基础上采用浮选-水冶联合流程(苏联)、重选预选-浮选流程(意大利)、焙烧-浮选联合流程等.由于铅、锌矿床常常同时存在硫化矿、硫化氧化混合矿和氧化矿,因此就单一浮选流程而言,又分先铅后锌的优化浮选、先选硫化矿后选氧化矿的分段浮选、先浮易浮矿后浮难浮矿的等可浮等原则流程„尽管国内外学者对这些流程进行了大量的研究和实践,但仍未能解决氧化铅锌矿选别回收率低、精矿品位低的问题.氧化铅矿石浮选的关键因素是硫化过程,而氧化锌矿却是矿泥„近年来氧化铅锌矿石的浮选工艺制度的改进和完善的研究工作,基本上是围绕这两个关键因素而进行的。
2.1 氧化铅的浮选工艺改进 2.1.1 氧化铅与硫化铅混选氧化铅矿石中总含有残留的硫化铅矿物,不少文献提到,方铅矿极易被硫化钠抑制,应先选完硫化铅,然后再选氧化铅,否则方铅矿将被强烈抑制。然而现在的工作已证实,氧化矿石中残留的方铅矿,可以承受相当大的SH-离子浓度而不被抑制,它可与氧化铅矿物一同浮游,这样流程就得到了简化。
2.1.2 硫化时间与搅拌条件的合理调控在氧化铅矿浮选中,硫化时间与搅拌条件对浮选指标影响很大。对不同地区的氧化铅矿石进行连续浮选,发现要求各不相同。如浮选会泽新平坑脉矿的氧化铅时,硫化钠在黄药之前加入矿浆,用一般的搅拌桶调浆即可。而浮选奕良坑内脉矿时,硫化钠则需要加在其他药剂调浆之后,而且搅拌时也不能吸入空气。因此,氧化铅浮选时,对硫化钠的添加地点和搅拌条件,是应当仔细研究确定的。
2.1.3 应用选择性絮凝在南朝鲜的富平山矿山上,已建成了一座氧化铅锌矿絮凝浮选厂,原矿含白铅矿、铅矾,平均品位1.0%~1.2%铅,絮凝浮选得到铅回收率为95%的精矿。
2.2 氧化锌矿浮选工艺的改进 2.2.1 避免脱泥提高回收率Rey法忌讳矿泥,但脱泥势必降低回收率。为此人们研究了如下方法可实现不脱泥直接浮选。
(1) 胺盐用硫化钠乳化。这已在前面提到过。另外除胺盐乳化法外,有资料报导,将胺溶解在含松油和煤油的水溶液中,重量比为胺12、松油4、煤油2、水73;另一配方为胺6、松油2、煤油1、水42, 据称都能排除矿泥影响。
(2) 捕收剂混用。阴离子捕收剂与阳离子捕收剂混用可消除矿泥的有害影响,如会泽铅锌矿矿山厂脉矿的选矿,混合胺与仲辛基黄药合用(比例为胺:黄药为2:1), 锌品位从19.28%提髙到23.72%[13]。
(3) 矿浆电化学预处理。据报导,矿浆进行电化学预处理时,可显著降低矿泥对胺法浮选氧化锌的影响,使精矿品位提髙1.65%, 回收率提髙3.53%[14]。
2.2.2 反浮选除杂质及提高回收率在我国会泽选厂对含铅0.5%~0.8%, 锌2.5%~4.5%, 锗与原矿相近的铅锌浮选尾矿,采用氧化石蜡皂直接进行反浮选,获得槽内产品含锌6%~8%, 将其与矿泥合并入烟化炉处理,提髙了金属总回收率。
2.2.3 分粒级浮选改善选别指标其目的是为了减少微细粒氧化锌的损失。据资料报导,意大利的圣•乔几尼和坎坡•皮桑诺两选厂采用小直径旋流器强化分级,使处理的粒度降至7μm和2μm, 同时进行分粒级浮选,结果在较低的药量下,回收率和精矿品位都比各粒级合并浮选有所提髙。
2.2.4 强化预处理作业粗碎后的矿石进行洗矿可除去原生矿泥,从而改善氧化铅锌矿物的浮游和降低药耗;对原矿的预先富集可在磨矿前直接丢弃30%~50%脉石,从而简化流程,提髙磨浮能力,降低药耗,提髙回收率。柴河铅锌矿采用重介质预选除去30舛脉石后再浮选,比直接浮选不仅降低了选矿成本,而且回收率提髙了2%。
2.2.5 合理磨矿合理磨矿可减少矿石中有用矿物泥化和过磨。实践证明采用阶段磨矿、阶段选别可获得更髙的指标。
2.2.6 矿物表面的清洗氧化锌矿物表面常常被褐铁矿严重覆盖污染,必须在浮选前将其表面覆盖物清除干净,否则加任何有效的药剂也达不到分离的目的。一般清洗方法是用水玻璃作分散剂,用稀酸(硫酸、盐酸、草酸)或硫化钠强烈搅拌,用该法能有效地改善氧化铅浮选作业的选择性。
从上可以看出,近年来在氧化铅锌矿浮选工艺的改进方面已做了大量的研究工作,如选择性絮凝等都已取得了一定的进展,但尚处于不成熟的阶段,有关工艺本身的诸多影响因素都还有待于进一步研究。
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