含铁量高的铅锌矿如何选矿？

全球约30%的铅锌矿床伴生高含量铁矿物(如赤铁矿、褐铁矿)，铁的存在不仅降低铅锌精矿品位，还会干扰浮选过程，导致回收率下降。如何经济高效地分离铁与铅锌矿物，是选矿工艺设计的核心挑战。

一、含铁量高的铅锌矿矿石性质

1、矿物组成

铅锌矿物：以方铅矿(PbS)、闪锌矿(ZnS)为主，常与黄铁矿(FeS₂)、磁黄铁矿(Fe₁₋ₓS)共生。

铁矿物：赤铁矿(Fe₂O₃)、褐铁矿(FeO(OH)·nH₂O)、磁铁矿(Fe₃O₄)等，多呈浸染状或细脉状嵌布于铅锌矿物间隙。

2、化学成分分析

典型含量：铅(1.5%~3.5%)、锌(3%~6%)、铁(15%~30%)，铁含量与铅锌呈正相关。

伴生元素：银、铜、镉等可综合利用，砷、锑等有害元素需针对性抑制。

3、矿石结构构造

结晶粒度：铅锌矿物多呈中细粒嵌布(0.05~0.5mm)，铁矿物常以微细粒(<0.02mm)包裹或吸附于铅锌表面。

构造类型：块状构造矿石需细磨解离，浸染状矿石则需强化分选富集。

二、选矿工艺流程

1、破碎与磨矿

粗碎：采用颚式破碎机(破碎比3~5)，产出粒度<150mm。

细碎：圆锥破碎机(破碎比4~6)，结合高压辊磨机实现“多碎少磨”，降低能耗。

磨矿：球磨机与旋流器闭路循环，控制磨矿细度至-0.074mm占75%~85%，确保铅锌矿物单体解离。

2、磁选预处理

弱磁选：磁选机(磁场强度0.1~0.3T)去除磁铁矿及磁黄铁矿，铁脱除率可达60%~80%。

强磁选：高梯度磁选机(磁场强度1.0~1.5T)处理非磁性赤铁矿、褐铁矿，降低后续浮选药剂消耗。

3、浮选工艺

药剂制度：

捕收剂：乙硫氮(铅优先浮选)+ 黄药(锌浮选)，选择性吸附于目标矿物表面。

调整剂：石灰(pH 8~9抑制黄铁矿)、硫酸锌(抑制闪锌矿)。

起泡剂：MIBC(甲基异丁基甲醇)，生成稳定泡沫层。

流程设计：

优先浮选：先铅后锌，适用于矿物嵌布粒度粗、铁干扰低的矿石。

混合浮选：铅锌混合粗选后分离，可降低铁矿物夹带率。

4、重选工艺辅助

跳汰机：回收粗粒铅锌矿物(+0.1mm)，减少过磨损失。

摇床：处理微细粒级(-0.074mm)，富集比可达5~10倍。

三、技术难点与解决方案

1、铁矿物干扰浮选

问题：铁矿物氧化后生成Fe³⁺离子，消耗捕收剂并污染泡沫层。

解决方案：

添加EDTA或柠檬酸络合Fe³⁺。

采用阶段浮选，先脱泥再分选。

2、微细粒矿物回收

技术手段：

微泡浮选：利用直径<50μm气泡增强矿物碰撞概率。

选择性絮凝：添加聚丙烯酰胺(PAM)凝聚微细粒铅锌矿物。

3、多金属分离难题

差异化浮选：通过电位调控(Eh值-100~+200mV)分离方铅矿与闪锌矿。

联合工艺：浮选-磁选-重选组合流程，综合回收铅、锌、铁三种精矿。

四、选矿厂实例分析

1、国内某高铁铅锌矿选矿厂

矿石性质：铅2.8%、锌4.2%、铁22%，赤铁矿占比35%。

工艺流程：破碎-磁选预处理-铅优先浮选-锌浮选-尾矿重选回收铁。

指标：铅精矿品位62%(回收率88%)，锌精矿品位51%(回收率82%)，铁精矿品位58%(回收率45%)。

2、国外经验借鉴

澳大利亚某矿：采用电化学浮选技术，铅锌回收率提升5%~8%。

启示：强化自动控制(如在线XRF分析仪实时调整药剂用量)。

五、研究进展与发展趋势

1、新型药剂研发

环保捕收剂：生物基黄药(从植物提取)，毒性降低70%。

复合调整剂：纳米SiO₂与有机抑制剂协同作用，提高选择性。

2、智能选矿技术

AI优化：机器学习模型预测浮选指标，动态调整磨矿细度与药剂用量。

数字孪生：3D建模模拟全流程，缩短工艺调试周期。

3、资源综合利用

尾矿回收：磁选尾矿提取赤铁矿制备铁红颜料，附加值提升30%。

废水处理：膜分离技术实现选矿水循环利用率>90%。

六、结论

含铁量高的铅锌矿选矿需结合磁选预处理、差异化浮选及多工艺协同，未来通过智能控制与环保药剂的应用，可进一步提升资源利用率。选矿技术的创新不仅是企业降本增效的关键，更是实现绿色矿山目标的必由之路。