张旭东，王少东，朱从杰，郭 宇

(昆明冶金研究院, 云南 昆明 650031)

我国是一个矿业大国，矿业固体废料的积存量和年排放量十分巨大。据统计, 2000年以前,我国矿山产出的尾矿总量为50.26亿t。2000年以后,我国矿山年排放尾矿达到6亿t。按此推算,现有尾矿的总量在80亿t左右。这些尾矿中大多含有各种有色、黑色、稀贵、稀土和非金属矿物等,是宝贵的二次矿产资源[1]。目前，这类废料多以自然堆积法储存于尾矿库中。这些尾矿不仅要侵占大量的土地，污染着矿区与周边地区的环境，每年还需要投入大量并且是无法收回的废料处理资金，尾矿已成为矿山企业沉重的包袱。充分利用尾矿资源来发展节地、节能、环保利废的新型工业产品是尾矿处理最直接有效的途径，也必将对我国的可持续发展产生重大而深远的影响。

某铅锌选厂经过多年的生产，所产生的尾矿越来越多，目前已经达到上百万吨，给尾矿库造成很大的压力。为解决这一状况，某铅锌选厂准备利用尾矿回填采空矿区。然而尾矿中尚有2%左右的金属量，这部分金属经过合理的选矿，可以综合回收利用。目前氧化锌的选矿工艺主要采用加温硫化-黄药浮选法和硫化-胺浮选法,另外还有反浮选和絮凝浮选等方法[2]。 结合尾矿的性质特点，进行了多种选矿工艺的研究。

1 矿石性质

1.1 主要矿物赋存状态

本次试验尾矿样(以下称为原矿)含铅0.68%、锌2.86%、硫1.52%，主要金属矿物有黄铁矿、菱锌矿、异极矿、白铅矿、方铅矿、闪锌矿等；脉石矿物以白云石、方解石为主，有少量重晶石和石英。

通过原矿工艺矿物学的研究，查明铅主要以独立矿物的形式赋存在白铅矿和方铅矿中，分别占64.58%和21.67%，方铅矿现大部分和黄铁矿等连生，单体解离的较少。白铅矿粒度较细一般在0.01～0.04mm，部分和方解石、白云石和菱锌矿连生，有部分单体解离，约占30%～50%；锌主要以独立矿物的形式赋存在菱锌矿和异极矿(硅锌矿)中，分别占54.55%和37.90%。菱锌矿和异极矿单体解离的约占50%～60%，其他常和白铅矿、方解石和白云石等连生。

1.2 试样的多元素分析及物相分析

试样多元素分析结果见表1，铅锌物相分析结果分别见表2和表3。

表1 试样多元素分析结果

表2 铅物相分析结果

表3 锌物相分析结果

2 选矿工艺研究

从上述原矿的矿石性质考查结果可看出，该矿石中的主要有用组份为铅、锌，主要有用金属矿物有菱锌矿、异极矿、白铅矿等氧化矿物和少量的黄铁矿、方铅矿和闪锌矿等硫化矿物。根据各种矿物的可浮性能，采用了重选、浮选、浮选-重选等不同工艺流程进行试验研究，回收铅、锌等有价金属。

2.1 方案Ⅰ：浮选-摇床重选流程试验

浮选-摇床重选流程试验见图1。

图1 方案Ⅰ：浮选-摇床重选流程试验流程图

2.2 方案Ⅱ：浮选-螺旋溜槽-摇床重选流程试验

浮选-螺旋溜槽-摇床重选流程试验见图2。

图2 方案Ⅱ：浮选-螺旋溜槽-摇床重选流程试验流程图

2.3 方案Ⅲ：浮选-Falcon离心机-摇床重选流程试验

浮选-Falcon离心机-摇床重选流程试验见图3。

图3 方案Ⅲ：浮选-Falcon离心机-摇床重选流程试验流程图

2.4 方案Ⅳ：脱泥-全浮选流程试验

脱泥-全浮选流程试验见图4。

2.5 方案Ⅴ：不脱泥-全浮选流程试验

不脱泥-全浮选流程试验见图5。

图4 方案Ⅳ：脱泥-全浮选流程试验流程图

图5 方案Ⅴ：不脱泥-全浮选流程试验数质量流程图

2.6 五种不同工艺的试验结果对比

由于此次研究主要是针对氧化锌矿物，下面主要对采用不同工艺所得的氧化锌精矿的品位和回收率进行对比。试验结果见表4。

表4 五种不同工艺的试验结果

根据以上五种不同工艺的试验结果可以看出，采用浮选-摇床重选流程目的是减少药剂成本，解决氧化锌浮选难的问题，可以取得较好的选矿指标。采用浮选-螺旋溜槽-摇床重选流程目的是对浮选尾矿进行大量抛废，降低选矿成本，由于原矿中氧化锌矿物有部分嵌布粒度较细，采用螺旋溜槽难以回收细粒级氧化锌矿物。采用浮选-Falcon离心机-摇床重选流程，主要利用Falcon离心机在高倍的强化重力场内,比重大和比重小的矿物的重力差别被极大地放大,重矿物颗粒能够取代轻矿物颗粒在选别床层中占据的位置而保留下来,轻矿物颗粒则作为尾矿排出,从而实现矿物颗粒按比重分选[3]。目的也是对浮选尾矿进行大量抛废，同时利用离心机对细粒级矿物回收的优势，降低选矿成本，但是效果不理想，主要原因在于本次试验样中矿物成分比重差异较小。采用全浮选流程可以获得较好的试验指标。

以上针对氧化锌的选矿提供了多种选矿方法，由于氧化锌矿的性质变化较大，很难找到一种通用的选矿方法。文中所述的不同工艺方案，生产中实际选择了不脱泥-全浮选流程，且选矿废水直接回用，目前生产指标氧化锌精矿品位达25%以上，回收率达60%左右，生产现象稳定，其指标还有进一步提高的可能性。

3 结语

1)本次研究尾矿样含铅0.68%、锌2.86%、硫1.52%，主要金属矿物有黄铁矿、菱锌矿、异极矿、白铅矿、方铅矿、闪锌矿等，脉石矿物以白云石、方解石为主，有少量重晶石和石英。

2)本次研究针对原矿矿石性质特点，分别进行了浮选和重选等多种选矿方法的条件试验和流程试验。试验结果表明：采用摇床重选可以回收部分铅锌矿物，采用硫化物浮选可以回收大部分铅矿物和黄铁矿、以及部分硫化锌矿物，对氧化锌矿物采用浮选可以获得较高的锌回收率。

3)采用不脱泥-全浮选流程，利用高效调整剂，选矿废水直接回用，在生产中的应用是可行的，获得了较好的浮选指标。

4)通过研究，使某尾矿库中的有用金属得到了有效的回收，提高了经济效益，使资源得到更加合理的利用。其研究成果对同类矿山具有很好的借鉴作用。

[1] 我国尾矿资源现状[J].现代矿业，2009(02)：73.

[2] 毛素荣，杨晓军，何剑，等. 氧化锌矿浮选现状及研究进展[J].国外金属矿选矿，2007(04)：4.

[3] 张金钟，姜良友，吴振祥，等.尼尔森选矿机及其应用[J].有色矿山，2003(D3)：28-29.