0 引言

乌拉根铅锌矿自投产以来，早期锌精矿硅含量在8 %以下，随着产量的提高，锌精矿含硅一直在10 %以上，严重影响锌精矿质量，降低锌精矿含硅量将有利于提高销售价格和扩宽销售渠道.受原矿矿石性质影响，目前锌精矿含硅高的矿山企业不多，国内外相关研究相对较少，20世纪90年代陕西省镇安县铅锌选矿厂通过对球磨机钢球充填率、配比、补加量的改进和降低球磨机给矿粒度，严格控制pH值等，保证了锌精矿质量，锌精矿品位57 %~60 %，含硅从5 %下降到3 %左右^[1].目前乌拉根铅锌矿生产的工艺流程为优先浮选，浮铅流程为一粗一扫三精，浮锌流程为半优先选锌，半优先尾矿再进行一粗一扫三精，本试验选铅锌均为一粗一扫两精工艺流程，本研究旨在控制工艺条件和操作条件实现锌精矿降硅.

1 矿石性质 1.1 矿石主要化学成分

矿石中主要化学成分的分析结果见表 1.化学分析结果表明，矿石中主要有价回收元素为Pb和Zn，品位分别为0.32 %和2.86 %.

1.2 矿石中铅、锌的化学物相

矿石中铅、锌的化学物相分析结果见表 2和表 3.

1.3 矿石的矿物组成

矿石中有硫化物、碳酸盐、氧化物、硅酸盐、硫酸盐等20余种矿物存在，金属矿物以闪锌矿、方铅矿为主，其次有黄铁矿、毒砂、少量磁铁矿、黄铜矿等.脉石矿物主要为石英，其次为长石及少量的石膏、方解石、云母和黏土矿物等.总的来说，金属硫化矿物与氧化矿物相比，除了次生的锌、铅、铁的氧化矿物(菱锌矿、水锌矿、白铅矿、铅矾、褐铁矿、黄钾铁矾等)含量明显较少之外，其他矿物含量接近.氧化物为主，占矿石的71 %左右，碳酸盐次要，占矿石的12 %左右，硫化物占矿石的7 %左右^[2-3].

1.4 主要矿石矿物的嵌布特征

方铅矿：双目镜下观察，铅灰色，金属光泽，多它形粒状，少数立方体状；显微镜下观察，不规则粒状，反射色呈白色，部分颗粒中可见黑色三角孔，大部分与闪锌矿、黄铁矿等共生，个别包裹黄铁矿中，或与闪锌矿相互包裹，部分方铅矿粒度较细，在0.01 mm以下，常被石英、白云石或闪锌矿包裹，矿石中方铅矿多呈浸染状或稀疏浸染状分布于石英、白云石等颗粒之间.与脉石矿物不规则毗连镶嵌，粒度一般在0.003~0.8 mm之间.

闪锌矿：双目镜下观察，无色，浅黄色，油脂-金刚光泽，它形粒状；显微镜下观察，不规则粒状，反射色灰色，常与方铅矿紧密共生，个别被黄铁矿包裹，或与方铅矿相互包裹，部分呈单独浸染状产出.闪锌矿常和其它金属硫化物呈浸染状分布于石英、白云石等矿物颗粒之间，少数细脉状于矿石裂隙中.

2 锌精矿产品筛析结果与分析

锌精矿产品筛析结果见表 4，从表 4可以看出含硅矿物杂质主要集中在小于0.045 mm的粒级，达39.05 %，如果能够把单体解离的细粒级含硅矿物杂质有效进行抑制，锌精矿含硅可以进一步降低，锌精矿降硅最重要的基础是单体解离，目的矿物和脉石矿物全部解离在生产中不可能实现，通过流程考察发现当锌精矿中粒径小于0.074 mm占80 %时，锌精矿含硅为8 %以下，对于脉石与锌矿物的连生体，如果加强抑制，锌金属回收率无法得到保证，所以，锌精矿降硅的重点是强化回收连生体锌矿物，保证锌金属回收率，加强抑制与锌矿物解离的含硅脉石矿物，特别是细颗粒夹杂上浮的含硅脉石矿物，达到实现保回收率的情况下锌精矿降硅.

3 试验结果与分析

试验中铅锌工艺流程采用集中加药方式，选铅锌均为一粗两精工艺流程，选铅工艺条件固定：抑制剂300 g/t，乙黄药20 g/t，松醇油5 g/t.

3.1 抑制剂种类对降硅的影响

试验工艺条件：磨矿细度小于0.074 mm占54.5 %，矿浆浓度：38 %，抑制剂300 g/t，硫酸铜200 g/t，丁基黄药50 g/t，松醇油10 g/t，试验结果见图 1.

从图 1可以看出水玻璃用量为300 g/t时对降低锌精矿中硅含量作用较明显.该矿的硅酸盐矿物主要是石英和长石类矿物，两者都是架状结构硅酸盐矿物，水玻璃对架状结构硅酸盐矿物抑制较好，且对矿泥有良好的分散作用，六偏磷酸钠对岛状结构矿物具有很好的抑制作用，对其余结构矿物的抑制作用很弱，而且在近中性条件下还具有轻微的活化作用，目前该矿的主要岛状结构矿物是石榴石^[4-12].羧甲基纤维素钠对滑石有较强的抑制作用，滑石是层状结构硅酸盐，羧甲基纤维素钠通过分子中的烃基疏水作用以平躺方式吸附在滑石表面，亲水的羟基和羧基覆盖了滑石表面，使滑石表面变得亲水.从试验中可以看出，只加水玻璃300 g/t对降硅效果最明显，该矿的浮选pH值在7~8之间，此pH值范围内，六偏磷酸钠用量为300 g/t时基本无抑制作用，精矿中的含硅矿物主要是石英和长石类，细粒级矿物是黏土，而水玻璃对上述石英、长石类和黏土具有较强的抑制和分散作用.

3.2 水玻璃用量对降硅的影响

试验工艺条件：矿浆浓度：38 %，水玻璃（变量），硫酸铜200 g/t，丁基黄药50 g/t，松醇油10 g/t，试验结果见图 2.

从图 2可以看出水玻璃用量300 g/t时，指标最好，粗精矿含硅39.92 %，锌精矿含硅4.27 %，锌精矿品位58.10 %，锌回收率70.04 %.当水玻璃用量低于300 g/t时，锌精矿含硅上升，在100 g/t时，锌精矿含硅达9.50 %；当水玻璃用量增大时，锌精矿含硅量也在增大，在500 g/t时，锌精矿含硅8.33 %.根据水玻璃的抑制和分散作用，水玻璃用量偏大时对含硅脉石矿物抑制作用较好，但是当用量过大时，其分散作用加强，造成含硅脉石矿物在机械搅拌下，随锌精矿一起上浮，并且泡沫夹带现象严重，微细粒含硅黏土的夹带上浮，造成锌精矿中小于0.045 mm的锌精矿含硅在9 %以上，从而造成水玻璃用量较大时，锌精矿含硅较高.可见，水玻璃用量在300 g/t左右时最佳.

3.3 磨矿细度对降硅的影响

试验工艺条件：矿浆浓度：38 %，水玻璃300 g/t，硫酸铜200 g/t，丁基黄药50 g/t，松醇油10 g/t，试验结果见图 3.

从图 3可以看出，细度对锌精矿中硅含量影响较大，当细度达到小于0.074 mm占53 %时，浮选精矿中的细度小于0.074 mm占80 %时，基本可以稳定锌精矿中含硅在8 %以下，当细度变粗达小于0.074 mm占48 %时，锌精矿中的硅达到10 %以上，当细度达到小于0.074 mm占69.5 %时，锌精矿含硅又开始上升到8 %以上，原因可能是脉石矿物过磨造成脉石矿物比表面积变大，黏附作用加强，造成脉石矿物主要以夹杂形式上浮严重.试验结果显示，较好的磨矿细度为小于0.074 mm占49.5 %~54.5 %之间.

3.4 浮选浓度对降硅的影响

试验工艺条件：磨矿细度小于0.074 mm占54.5 %，水玻璃300 g/t，硫酸铜200 g/t，丁基黄药50 g/t，松醇油10 g/t，试验结果见图 4.

从图 4可以看出，浮选浓度为37 %~40 %效果较好，在保证回收率的情况下，可以实现锌精矿降硅，因为该矿中含有大量黏土，低浓度条件下，造成浮选机搅拌能力加强，造成细粒级脉石矿物上浮严重，特别是细粒级硅酸盐黏土矿物，直接造成锌精矿泡沫发黏，和起泡剂较多现象一样，进入精选后，浓度5 %~10 %，在更低浓度下搅拌后，其与精矿一起上浮，直接造成生产现场中锌精1、锌精2、锌精3的锌品位和硅品位都相差不大，粗选中上浮的大量硅酸盐矿物在精选中无法得到有效抑制.

3.5 硫酸铜用量对降硅的影响

试验工艺条件：磨矿细度小于0.074 mm占54.5 %，矿浆浓度38 %，水玻璃300 g/t，丁基黄药50 g/t，松醇油10 g/t，试验结果见图 5.

硫酸铜在分选中起到活化闪锌矿作用^[13-16]，从图 5可以看出，硫酸铜的用量为200 g/t左右时，指标最好，随着药剂量的减少，对锌精矿回收率影响不大，对于锌精矿中硅含量影响很大，减少到120 g/t时，锌精矿含硅达10 %，根据闪锌矿浮选动力学原理，硫酸铜具有增强闪锌矿浮选动力的作用，与含硅细颗粒矿物相比，为闪锌矿的竞争上浮提供有力条件，并且硫酸铜用量较大时，可以减轻泡沫黏度，进一步减轻了泡沫夹杂现象，有利于锌精矿降硅，硫酸铜用量150~250 g/t较好.

3.6 丁基黄药用量对降硅的影响

试验工艺条件：磨矿细度小于0.074 mm占54.5 %，矿浆浓度38 %，水玻璃300 g/t，硫酸铜200 g/t，松醇油10 g/t，试验结果见图 6.

从图 6可以看出，丁基黄药对锌精矿含硅高低影响较大，用量较大时，泡沫发黏，造成含硅矿物夹杂严重，表象观察，泡沫现象很好，但是锌精矿含硅10 %以上，并且根据硅酸盐浮选原理^[12]，阴离子捕收剂对硅酸盐矿物具有一定的捕收作用，对于锌精矿4 %的产率来说，不能忽视其的捕收作用.丁基黄药用量50~80 g/t最佳.

3.7 闭路试验

闭路试验流程图见图 7，闭路试验结果见表 5，锌回收率68.84 %，锌品位56.16 %，锌精矿含硅6.45 %.

4 平衡刮量对锌精矿降硅的影响

平衡刮量，控制细颗粒含硅矿物夹杂上浮.

半优先、锌粗选、锌扫选刮量对锌精矿含硅高低影响很大，原矿含锌3.0 %以上时，根据“早收快收”原则，半优先可以出量，但出量不宜过大，产率应控制在0.1 %，这样可以减轻粗选作业负荷，有利于减少锌矿物后串，但是出量过大，易造成粗选易浮锌矿物减少，泡沫变小，泡沫层变薄，粗选产出的锌矿物粒度粗，夹杂的细颗粒含硅矿物上浮严重，进入精选后，硅锌不分离，锌精矿含硅在10 %以上；当品位低于3 %时，半优先就不能出量，粗选刮量不宜过大，扫选刮量可以适当偏大，最好是在扫选矿浆表面有易浮锌矿物，形成一定量的易浮锌矿物在粗选和扫选中循环，增加粗选易浮锌矿物，易浮锌矿物泡沫可以形成对细颗粒含硅矿物的压制；当原矿锌品位低于1.5 %时，粗选的刮量可以适当加大，最好能够在粗选中把90 %锌矿物刮出，而扫选刮量要小，刮泡沫表层即可，这样可以避免含硅矿物在粗扫选中循环.平衡刮量对锌精矿降硅的影响很重要.

5 生产实践

通过以上试验和分析，按照试验确定的工艺参数在10月份下半月对工艺流程进行了优化，5~12月份生产指标见表 6.工艺优化后，锌精矿含硅从5~9月份累积的11.37 %下降到12月份的7.16 %.

6 结论

1）锌精矿降硅的重点是抑制或减少细颗粒含硅矿物随泡沫夹杂上浮；

2）水玻璃对含硅脉石矿物抑制作用最好、磨矿细度宜在小于0.074 mm占49.5 %~54.5 %，浮选浓度37 %~40 %最佳，水玻璃用量300 g/t，硫酸铜和丁基黄药用量宜在150~250 g/t和50~80 g/t；

3）试验室小型试验获得锌回收率68.84 %，锌品位56.16 %，锌精矿含硅6.45 %，生产实践后，稳定锌回收率的情况下，锌精矿含硅降至7.16 %；

4）操作过程中一定要平衡锌各作业刮量，控制细颗粒含硅矿物夹杂上浮.