一、礦石性質

    試驗所用原礦是來自云南某地的復雜氧化鉛鋅礦，礦樣為經過硫化鋅、硫化鉛、氧化鉛浮選后的尾礦。原礦主要元素分析結果見表1。原礦含鋅14.14%，其中硫化鋅為2.55%，氧化鋅為11.59%，氧化率為81.97%，屬于深度氧化礦物。對原礦進行X衍射分析可知，該礦石鋅礦物主要以展品極礦（H₂ZnSiO₅或Zn₂SiO₄·H₂O）形式存在，同時還含有一定量的硫化鋅。脈石成分主要是白云石，以及含鐵量高達22%的氧化鐵礦物。異極礦主要呈粒度不均勻地嵌布在褐鐵礦中，異極礦與褐鐵礦共生關系緊密且復雜，礦石極易泥化。因此該氧化鋅礦石屬于極難選的礦石類型。

表1  主要元素分析結果      單位：%

    二、試驗方法

    試驗在0.75L的XFD單槽式浮選機中進行，依次向礦漿中添加分散劑，pH調整劑，十八胺及起泡劑進行浮選。浮選獲得的泡沫精礦及尾礦分別烘干稱重，制樣后進行公驗分析。

   采用自然沉降法脫除礦泥：將礦漿倒入2000mL燒杯中，加水至2000mL刻度處，攪拌后靜置自然沉降2min，然后采用虹吸法使礦漿液面下降到達 400mL刻度處。然后再加清水至2000mL刻度處，按上述操作重復進行5次脫泥。分別對脫除得到的礦泥進行烘干稱重，進行粒度及鋅含量的測定，其中粒度測試采用馬爾文2000激光粒度測試儀。

    三、試驗結果及分析

    （一）不脫泥浮選結果

    由于該礦石極易泥化，所以在不脫泥流程中，礦漿的分散程度對氧化鋅的浮選指標有重要影響。在硫化鈉 14.28kg/t，十八胺1.43kg/t的條件下，分別考察了硅酸鈉（Na₂SiO₃）、六偏磷酸鈉[NaPO₃]6以及六偏磷酸鈉和硅酸鈉（1:1）混合使用對浮選指標的影響，結果如表2所示。

表2  分散劑對浮選結果的影響

    由表2的結果可知，硅酸鈉幾乎沒有分散效果，六偏磷酸鈉和硅酸鈉1:1混合使用時，鋅回收率最高為19.98%，效果也不好，相比之下使用六偏磷酸鈉用分散劑獲得的浮選指標較好。但由于該礦泥中褐鐵礦的含量較高，礦泥粒度細，比表面積大，吸附性強，對藥劑的消耗比較多，所以六偏磷酸鈉的分散效果并不大明顯。確定在不脫泥的浮選試驗中，均采用六偏磷酸鈉作為分散劑，用量為1.67kg/t。

    在六偏磷酸鈉1.67kg/t，硫化鈉14.28kg/t的條件下，考察了十八胺用量對氧化鋅浮選指標的影響，結果如表3所示。

表3  十八胺用量對浮選結果的影響

    由表3可以看出，隨著十八胺用量的增加，精礦品位和回收率有一定的提高，但即使十八胺用量達到2.86kg/t時，精礦品位仍只有14.12%，回收率也僅達到46.12%。這主要是因為在不脫泥條件下，礦泥對帶正電的十八胺具有強烈的吸附作用，消耗了大量的藥劑，所以在十八胺用量低的時候，鋅浮選指標很差，只有當十八胺用量達到較高程度時才能對異極礦氧化鋅起到一定的捕收作用。

    根據文獻報道，對胺類捕收劑進行乳化能夠降低礦泥的不良影響，為了進一步提高異極礦氧化鋅浮選指標，在六偏磷酸鈉1.67kg/t，硫化鈉14.28kg /t的條件下，分別考察了柴油、煤油、硫化鈉和丁黃藥四種藥劑與十八胺乳化對浮選指標的影響。試驗結果如表4所示。

表4  不脫泥條件下十八胺乳化條件對浮選結果的影響

    從表4中可知，即使將十八胺在不同條件下乳化來浮選展品極礦氧化鋅，得到的浮選指標仍然很低。與表3的結果相比，浮選指標甚至更差，這可能是乳化后對泡沫產生消泡作用，不利于粗顆粒異極礦的浮選。說明對胺進行乳化，不適合異極礦的浮選。

    從以上的試驗結果可知，不脫泥條件下很難獲得理想的異極礦氧化鋅浮選指標。其主要原因是原礦泥化嚴重，微細顆粒礦泥覆蓋在目的礦物表面，嚴重阻礙了藥劑與礦物的作用，另一方面由于礦石含鐵較高，且天然針鐵礦有很好的吸附能力，對浮選藥劑具有強烈的吸附作用，能夠吸附消耗大量的藥劑。因此要想獲得理想的浮選指標，對礦漿進行脫泥是非常必要的。

    （二）脫泥對浮對浮選結果的影響

    在六偏磷酸鈉1.67kg/t，硫化鈉14.28kg/t，十八胺1.43kg/t的條件下，考察了脫泥量對異極礦氧化鋅浮指標的影響。礦泥平均粒徑以及浮選指標與脫泥次數的關系見表5。

表5  脫泥對浮選結果的影響

    由表5可知，隨著脫除掉的礦泥的平均粒徑的增大，鋅精礦品位和回收率也隨之提高。表5的結果還表明，僅脫除－7μm的礦泥還不能得到較好的氧化鋅浮選結果，脫除的礦泥平均粒徑基本保持在11μm左右時，獲得的鋅精礦品位是不脫泥結果的2倍多，回收率與不脫泥相比提高了4倍，說明將粒級為－11μm左右的礦泥脫除掉，可以基本消除礦泥對異極礦氧化鋅浮選指標的有害影響。

    （三）硫化鈉用量對異極礦浮選的影響

    在采用胺類捕收劑浮選氧化鋅時，浮選前必須需添加硫化鈉進行活化。硫化鈉在氧化鋅浮選中主要有兩方面的作用，一是提高礦漿pH值，使氧化鋅礦物表面帶負電，二是硫氫根離子在氧化鋅礦物表面的吸附，活化氧化鋅礦物。在六偏磷酸鈉1.67kg/t，十八胺1.43kg/t的條件下，硫化鈉用理對異極礦氧化浮選指標的影響見圖1。

圖1  硫化鈉用量對異極礦浮選指標的影響

    由圖1可見，隨著硫化鈉用量的增加，鋅精礦的含鋅量也隨之提高，當硫化鈉用量為7.13kg/t時，精礦鋅品位提高，為32.54%，而硫化鈉用量繼續增大，精礦品位反而降低，硫化鈉用量為10.71kg/t時，品位降低到28.72%。這說明過量的硫化鈉可能會抑制氧化鋅的浮選。鋅精礦的回收率隨硫化鈉用量的增加而顯著增加，從4.83%上升到了89.1%，說明大硫化鈉的用量有利于精礦回收率的提高。

    （四）胺種類對異極礦浮選的影響

    在浮選前脫泥3次，六偏磷酸鈉1.67kg/t，硫化鈉14.28kg/t的條件下，考察了十二伯胺、十六烷基三甲溴化銨和十八伯胺對異極礦浮選指標的影響。試驗結果如表6所示。

表6  胺種類對浮選結果的影響

    從表6中可知，十六烷基三甲化溴化銨浮選效果最差，因為其是季銨鹽，對氧化鋅捕收能力比較弱。十二伯胺浮選得到精礦品位為20.66%，回收率為 83.47%。十八伯胺可以獲得品位為28.72%的鋅精礦，回收率達到89.1%。說明伯胺的碳鏈長度增加，可以提高異極礦的浮選指標。

    （五）十八胺用量對異極礦浮選的影響

    在六偏磷酸鈉1.67kg/t，硫化鈉14.28kg/t的條件下，十八胺用量對浮選效果影響的試驗結果見圖2。

    從圖2中可知，隨著十八胺用量的增加，鋅精礦品位和回收率都隨之增大。十八胺的用量從0.71kg/t增大到2.68kg/t時，鋅精礦的品位從 29.92%提高到32.31%，回收率從70%提高到了87.14%。但胺的用量明顯比其他氧化鋅礦的浮選大很多，這可能是由于異極礦可浮性差，表面親水性比較強，需要大量的胺才能實現對礦物的捕收。

圖2  十八胺用量對異極礦氧化鋅浮選效果的影響

    四、結論

    （一）試驗結果表明，對于褐鐵礦含量高、泥化嚴重的異極礦氧化鋅礦石，若不脫泥直接浮選，很難獲得較好的浮選指標。通過添加分散劑強化礦泥分散、增大胺捕收劑的用量以及對胺捕收劑進行乳化等方法都不能有效消除礦泥的影響。

    （二）采用預先脫泥的方法，除去－11μm左右的礦泥，能夠有效改善異極礦的浮選效果，在六偏磷酸鈉1.67kg/t，十八胺用量為1.43kg/t，硫化鈉14.28kg/t的條件下，異極氧化鋅的浮選作業回收率可以達到89.15%，鋅精礦品位達28.72%。

    （三）對于可浮性較差的異極礦浮選，需要在較高的硫化鈉和胺用量下，才能夠較好的實現礦物表面的硫化和捕收。