摘要：在当代矿业领域，铅锌矿选矿工艺及技术的研究一直是行业内的一个核心议题和持续关注的重点。中国作为世界上主要的铅锌矿生产国之一，其独特的矿产资源分布、地质结构以及开采条件为该领域的技术创新提供了丰富的土壤。为此，文章将深入分析铅锌矿资源的特点，并针对铅锌矿选矿工艺现状及技术特点进行深入研究分析，以期为铅锌矿行业提供相关研究参考。
关键词：铅锌矿,选矿工艺流程,技术特点
近年来，随着技术的进步和发展，铅锌矿选矿工艺也经历了显著的演变与更新，从传统的化学选矿法到如今先进的物理、化学和生物工程方法，行业不断引入新的理念和新技术，各种新技术和新方法不断涌现。这些技术不仅提高了矿物回收率和精矿品位，还在环保和能耗方面取得了积极进展。因此，如何将新型技术及流程更好地应用于实际生产中，更高效地提取出铅锌矿中的有价值元素并加以利用，是目前行业内应重点关注和研究的课题。
1国内铅锌矿产资源的主要特点
中国的铅锌矿产资源以其独特的地理分布和资源特性，在全球矿产市场上占据重要地位。其矿产资源的主要特点体现在以下两方面：第一，铅锌矿产资源具有广泛的分布范围和较高的集中度。这一特点体现在中国各省份地广人稀、经济发展水平各异的国情下，形成了一个多层次、多中心的矿产开发格局。据统计，云南、内蒙古、甘肃、广东、湖南、广西等省区的铅锌合计储量已超过800万吨，占到全国总量的64%。这些省份中，云南与内蒙古是两个重要的铅锌储量大区，其储量的增加对国内市场供应起着至关重要的作用。第二，大中型矿床占据了大量的储量比例，并且原矿的类型较为复杂。这些矿床往往规模宏大，矿石类型繁多，其中铅、锌矿石的储量分别达到探明储量的72%和88.4%，这充分显示出中国在这一领域的雄厚储备实力［1］。
2铅锌矿选矿工艺现状及技术特点
2.1主流的选矿工艺及技术特点
2.1.1破磨工艺
当前，采矿行业在破碎设备的选择上正经历着一场技术革新，这主要体现在对原有圆锥破碎机的更新换代。随着全球市场对于高效、环保破碎机的需求日益增长，国产品牌高效、环保破碎机逐渐成为国内矿山企业的首选［2］。例如，凡口铅锌矿该矿厂每年处理13万吨铅锌金属，为了提高破碎作业的精确度和产能，采用了更加安全环保的XRT智能选矿机来替代之前使用的进口HP-500-SX破碎机的。进行矿石预选抛废，有利于减少入选废石量，减少后续破碎、磨矿及分选等工序的能耗和材料消耗，降低生产成本，降低尾矿输送压力，减少废物排放；利用抛分技术，还能有效地回收地面废石堆场中的金属，减少了金属的流失，同时，抛分后得到的纯净废石可作为基础建设材料，又可产生可观的经济效益，有利于安全环保和矿山的可持续发展［3］。
在磨矿设备及工艺方面，国内铅锌矿山目前普遍沿用传统的磨矿流程，这种流程虽然成熟可靠，但自动化程度较低。与之相比，国外矿山在磨矿设备方面已经迈进了自动化与大型化的新时代。例如，一些先进的矿山开始采用音频控制技术，通过智能系统自动调节球磨机的给矿量、钢球补加量以及按比例添加给水量，从而确保球磨机始终保持在最大的生产能力上。这些自动化技术的应用进一步提升了磨矿过程的稳定性和灵活性，是国内矿山企业需要积极借鉴和改进的方向。此外，值得一提的还有电磁脉冲磨机，这种新型磨机主要利用产生的电磁脉冲作用于磨机中的钢球，使其提升到理想的高度，从而产生额外的势能。这种势能的增加不仅提高了磨机的处理能力，还显著提升了磨矿的选矿指标。
此外，最为值得一提的还有电磁脉冲磨机，这种新型磨机一经出现便引起了业界的广泛关注。电磁脉冲磨机主要是利用产生的电磁脉冲作用于磨机中的钢球，使其提升到理想的高度，从而产生额外的势能。这种势能的增加不仅提高了磨机的处理能力，同时还显著提升了磨矿的选矿指标。据国外科研机构的实验数据显示，在磨矿细度相同的前提下，电磁脉冲磨机的电耗能够降低25%，这可谓是一项巨大的节能降耗成果。
2.1.2选矿设备与工艺
在国内，选矿设备与工艺方面的技术改革也在积极推进。以目前广泛应用的浮选法为例，在改善浮选因子、提高浮选环境等方面取得了显著的成绩。例如，在浮选药剂选择上，开始使用环保、无毒的新型药剂，以减少作业过程对环境的影响。此外，在解决精细颗粒回收难题上，通过引入新型微泡发生器，创造出适宜浮选的微泡环境，有效提高了精细颗粒的回收率。最近，四川盐井锌矿就成功应用了这项技术，其目标金属回收率达到了预期的90%以上，实现了经济效益的大幅提升。同时，四川盐井锌矿还采用了高效节能的新型设备替换传统设备，如以大直径圆柱形机械搅拌浮选机代替原有的自吸式浮选机，从而实现了处理量的提升，降低了工艺流程的复杂性，同时也降低了能耗。
此外，近年来，随着“绿色矿山”理念的推广，铅锌矿选矿工程也积极探索更环保的选矿技术与设备。例如，兴义市某铅锌矿在产前工艺试验阶段，就开始尝试使用高效、环保的焚烧烘烤工艺来取代传统的化学草酸法提取铅锌，从而实现了矿石的低成本、高效率提取，同时大幅度降低了环境污染。再如，甘肃省某铅锌矿在选矿工艺中，创新性地采用了一种低消耗、高效率的电解法，该方法比传统浮选法具有更强的选择性，可以更准确地将有用矿物从无用矿物中分离出来，同时电解过程无二次污染，是一种非常环保的技术［4］。
2.2铅锌矿选别药剂
在硫化铅锌矿选矿的过程中，要想有效地从矿石中分离出所需的铅锌矿和其他矿物，通常需使用多种捕收药剂。而这些药剂的选择和配比直接影响到选矿的效率和成本。以下是常见的捕收药剂及其应用情况：
（1）黄药类药剂，包括黄药和黄药酯类化合物。黄药能选择性地吸附铅和锌等金属离子，而黄药酯则提供更强的选择性，尤其对方铅矿和黄铜矿具有良好的捕收效果。然而，它们对于黄铁矿的抑制作用不如黄药那样明显。因此，在实际应用时，需要根据具体的矿石特性来调整黄药的比例和用量。
（2）乙硫类药剂。该药剂可以有效地捕收黄铜矿和方铜矿。乙硫类药剂与黄药相比，其捕收能力稍弱，但仍然能够提供一定的选择性。
（3）黑药类药剂。尽管黑药捕收能力可能不及黄药，但黑药的加入可以增加矿浆的稳定性，有助于提高分选效率。
（4）石灰作为一种抑制剂，在碱性条件下经常被用于抑制硫化铁矿物。石灰可以阻止矿物的溶解，从而阻碍后续的分离过程。但是，过量添加石灰可能导致凝结现象，这将影响浮选效果。因此，在使用石灰作为抑制剂时需要精确控制其添加量。
（5）氰化物在碱性条件下是一种常用的铅锌分离抑制剂。氰化物通过与锌离子竞争铜离子的位置，从而减少了铜的损失。在高pH值的碱性条件下，氰化物能够有效地促进铅锌矿的分离［5］。
而针对氧化铅锌矿，常用的药剂包括硫化剂。传统的做法是先用硫化钠或硫氢化钠对氧化铅锌矿进行硫化后，然后再用上文提到的黄药进行捕收。另外，还有一些捕收剂是由脂肪胺盐类或油溶性盐成分制成的捕收剂，可以用来改善矿浆的稳定性，同时增强捕收剂的活性。此外，在抑制剂的使用上，三聚磷酸盐、聚羟基酸、甲碳酸酯瓜胶和乙羟基淀粉等对脉石的选择性最强。这些抑制剂通过与脉石矿物发生化学反应，可有效地控制其在矿浆中的分布，从而提高精矿的品位。并且，国外的研究还表明，木素磺酸钙等矿物解离剂对脉石矿物如方解石、石英具有较强的抑制能力，可以说为复杂矿床的浮选提供了新的思路和技术支持。
2.3浮选流程的选择
2.3.1直接优先浮选流程
在直接优先浮选流程中，首先要将原料经过粗碎处理，就是将块状矿石通过机械碾磨作用变成小块或颗粒状，这样做可以更好地为后续的浮选过程奠定基础。紧接着，在这些预先处理过的矿石上添加抑制剂和活化剂，通过这两种物质的加入降低矿浆的pH值，从而使不同密度的矿物浮于矿浆表面。根据矿物的可浮性差异，直接优先浮选流程能够有效地实现从易选到难选层分矿物的分级浮选。然而，由于这一过程是根据有用矿物与脉石矿物的密度差来进行，因此对于有用矿物含量较高、脉石矿物含量相对较少的复杂富矿石来说特别有效果。不仅可提高精矿的质量，同时还能够减少杂质的含量，保证最终产品的纯度。此外，直接优先浮选流程不需要复杂的设备和昂贵的化学药剂，操作简单，易于维护，而且对机械设备的要求也相对较低。因此，即便是规模较小的选矿厂也能负担得起，并能从中受益［6］。
2.3.2混合浮选流程
实施混合浮选流程首先需要对矿石进行精细研磨处理，直至有用矿物与其周围的脉石能够被有效分离。随后，通过高效的浮选工艺，这些矿物将被送往浮选设备，其中的气泡将吸附并富集有用矿物，而浮选柱上所形成的泡沫产品将进一步细化为混合精矿。然后再经过精心设计的工艺流程，混合精矿将被再次分类，以便从中提取出单一品位更高的精矿。这样反复的精加工过程，虽然延长了生产流程，增加了成本支出，但却能显著提升矿石的纯度和质量。并且该流程对后续工序有着极高的要求，任何一个环节的失误都可能导致整个流程的失败。当前一些企业为了追求最高的经济效益，往往还是愿意承担由此带来的成本增加。
2.3.3等浮选流程
自20世纪70年代起，国内在传统浮选技术的基础上，还逐渐引入了等可浮选流程、粗细分选流程、分支串流浮选工程等一系列先进工艺。其中，等可浮选流程的核心理念是依据矿物的可浮性差异，将有用矿物分为易于上浮和难浮两大类，通过混合浮选的方式对它们进行混合处理。随后，再从混合精矿中逐一分离出各种有用矿物，最终得到各自所含的精矿产品。这种浮选技术最显著的优点就在于它充分发挥了矿物自身的自然可浮性能，避免了依赖大量化学调整剂来改变矿物表面性质的复杂过程。而粗细分选流程，主要根据矿石中矿物粒度的差异进行处理。该流程通常包括粗矿浮选和细矿浮选两个步骤。在粗矿浮选中，首先调整矿浆的pH值并加入适量的药剂，使矿物粒子的表面发生化学反应，改变其自然状态，使其可以与气泡相附，从而实现矿物粒子与废石的分离。粗矿浮选的目标是尽可能地回收更多有价值的矿物。在细矿浮选步骤中，对未能在粗矿浮选中被有效回收的有价值矿物进行二次浮选。这一步骤需要细致地调整浮选条件，如药剂种类和量、浮选时间、搅拌强度等因素，以便优化细矿的回收率。其粗细分选流程的优点在于，把原本复杂的矿石处理过程拆分为两个简单的步骤进行，这样不仅提高了有价值矿物的回收率，又降低了生产成本，同时通过粗细分选，还可根据矿物的性质和浮选特性，进行差异化的处理和回收，进一步提高了产品的品质和经济效益。此外，分支串流浮选流程则是一种更为细致和系统的矿物处理工艺，通过对矿浆进行多次分级和多步骤浮选，以此来进一步提升矿物回收率和精矿质量。该工艺首先将矿浆通过分级设备分成不同粒度的矿物，然后针对每一粒度范围设计专门的浮选条件，以最大化回收目标矿物。例如，可以根据不同粒度矿物的浮选特性，分别调整药剂种类和用量、搅拌强度、气泡大小以及浮选时间等参数，从而使各个粒度段的矿物都能在最佳条件下进行浮选。
3铅锌矿选矿工艺流程实践
在铅锌矿的生产过程中，通常需要经过一系列的步骤包括矿石破碎、矿石磨矿、浮选法选矿等。首先，工作人员要对采集到的矿石进行破碎。采用高效的破碎设备，例如，HP-500-SX圆锥破碎机等，可以将大块的矿石破碎成小块或粉末状，以便于后续的处理。接下来，破碎后的矿石粉末就要送入磨矿机进行深度研磨。这个过程主要是为了使铅锌矿石及其他矿物充分解离，提高金属矿物的单体发育程度，为后续的选矿打下基础。磨矿过程完成后，接下来就是选矿流程，在选矿过程中，就可采用浮选法。这一过程中，将浮选剂的化学药剂添加到装有磨好的矿石浆液的槽内，然后通过搅拌和通入空气，产生大量气泡。它们会吸附到含有价值矿物的表面，并使之浮起到浆液表面，形成矿泡层，没有价值的或者非金属矿物就会保持在矿浆中。矿泡层经过刮取会被收集起来，这就是想要的浮选精矿，而剩下的被称为浮选尾矿的部分则会被排放出去。然后，这些浮选精矿还需要通过脱水、干燥等步骤，最后得到的就是含有较高比例铅、锌的精矿。对于浮选尾矿，根据其内部是否还含有未能有效利用的有价值矿物，可以选择进行二次浮选或者直接废弃。最后，对于收集到的含铅锌的精矿，再发送到冶炼厂进行冶炼。通常采用的是湿法冶炼，通过一系列化学反应，如焙烧、浸出、电解等工艺操作，将精矿中的铅、锌等金属元素进一步提纯出来，最终得到纯化的铅、锌产品。
4结束语
综上所述，伴随着社会经济的快速发展和科技水平的不断提高，对于铅锌矿资源的需求也日益增加。在过去的几十年里，铅锌矿的选矿技术已经取得了显著的进步和重大的发展，特别是磨矿和浮选工艺方面已经形成了一套完整、高效的处理流程。但由于铅锌矿的种类繁多，在选矿过程中势必会遇到一定的瓶颈问题，因此在未来要更加深入探索这些复杂工艺的改进和完善措施，以确保铅锌矿的可持续发展。
参考文献
［1］李广利，惠世和，张红英，等.云南某高硫铅锌矿选矿工艺流程方案对比试验研究［J］.矿业研究与开发，2023，43（7）：212-216.
［2］王淀佐，姚国成.关于浮选药剂的梦想—浮选药剂结构-性能关系和分子设计［J］.中国工程科学，2011，13（3）：4-11.
［3］敖顺福，胡彬，赵华科，等.某高硫铅锌矿选矿生产工艺流程考查及改进措施研究［J］.矿产保护与利用，2019，39（1）：58-63.
［4］施军，苗梁.某高银混合铅锌矿选矿工艺流程试验研究［J］.甘肃冶金，2018，40（6）：4-8.
［5］张曙光，汤优优.某高硫铅锌矿选矿工艺流程多方案研究［J］.云南冶金，2018，47（5）：12-19.
［6］张明明.铅锌矿选矿工艺流程改进的研究［J］.价值工程，2016，35（35）：135-136.
文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/ligonglunwen/79784.html
