复杂难选铁闪锌矿的浮选技术

铁闪锌矿（Marmatite）是一种含铁的硫化锌矿物，其化学式为ZnxxFe(1−x)(1−x)S。随着锌资源的日益枯竭，复杂难选的铁闪锌矿资源的开发和利用变得越来越重要。我国锌金属储量居世界第二，铁闪锌矿资源丰富，尤其在云南、广西、湖南等地广泛分布。然而，铁闪锌矿的选矿难度较大，主要由于其含铁量高、可浮性差，且常与磁黄铁矿、黄铁矿等伴生，导致选矿过程中锌与硫的分离困难。本文将从铁闪锌矿的分布特点、含铁量与其选矿特性的关系、浮选流程、粒度影响、活化剂使用、石灰和pH值的影响、捕收剂选择以及磁黄铁矿的抑制等方面，系统总结铁闪锌矿的选矿工艺。

1. 铁闪锌矿的分布特点

我国锌金属储量占世界总储量的1/4，居世界第二。铁闪锌矿在我国的分布广泛，尤其在云南、广西、湖南、贵州、青海、黑龙江、吉林、广东等地均有发现。云南的铁闪锌矿储量尤为丰富，锌金属储量达700万吨，占云南省锌金属储量的1/3。此外，铁闪锌矿常伴生有铜、银、镉等稀贵金属，具有较高的综合利用价值。

2. 铁闪锌矿含铁量与其选矿特性的关系

2.1 铁闪锌矿的铁含量与其颜色的关系

铁闪锌矿的颜色与其含铁量密切相关。随着铁含量的增加，铁闪锌矿的颜色由浅变深，含铁量达到20%左右时，铁闪锌矿呈现黑色或黑褐色。不同矿床成因的铁闪锌矿含铁量不同，颜色也有所差异。

2.2 铁闪锌矿的含铁量与选矿特性的关系

铁闪锌矿的含铁量直接影响其可浮性。随着铁含量的增加，铁闪锌矿的晶格参数和表面能发生变化，导致其可浮性降低。铁闪锌矿的磁性也随含铁量的增加而增强，含铁量越高，磁性越强。因此，在选矿过程中，铁闪锌矿与黄铁矿、磁黄铁矿的分离变得更加困难。

3. 铁闪锌矿的浮选流程

铁闪锌矿的浮选流程主要有三种：混合浮选、优先浮选和等可浮流程。

3.1 混合浮选

混合浮选包括全混合浮选和部分混合浮选。全混合浮选是先浮选铜、铅、锌、硫，然后再分选为单一精矿。部分混合浮选是先铜铅锌混合浮选，再选硫，或者优先选铜铅，再锌硫混合浮选。混合浮选的选别指标取决于锌与硫分选的优劣程度。

3.2 优先浮选

优先浮选即依次浮选铜、铅、锌、硫。优先浮选有利于锌与硫化铁矿物的分选，因为优先浮选时，表面新鲜的黄铁矿可以得到有效抑制。相比之下，混合浮选时，锌矿物和黄铁矿表面均吸附有捕收剂和活化剂，锌硫分离时抑制黄铁矿更加困难。

3.3 等可浮流程

等可浮流程是根据矿石性质灵活调整的浮选流程。例如，锡铁山铅锌矿的浮选流程经历了多次调整，最终采用部分优先混合浮选流程，以适应矿石性质的变化。

4. 铁闪锌矿选别中粒度的影响

4.1 铁闪锌矿的可浮性与粒度的关系

铁闪锌矿的可浮性与其粒度密切相关。粒度过粗或过细都会导致可浮性变差。粗粒铁闪锌矿不仅造成锌、铜的损失，还会影响锌硫分离作业，导致浮选泡沫粘稠，脉石矿物夹杂进入锌精矿。

4.2 提高分级效率的重要性

为了提高铁闪锌矿的选矿效率，采用高效分级设备如高频细筛非常重要。传统的螺旋分级机难以满足多金属硫化矿的分级要求，导致硫化矿欠磨或过磨，影响选矿效果。

5. 铁闪锌矿的活化

铁闪锌矿的活化是提高其可浮性的关键。常用的活化剂是硫酸铜，其活化效果与铁闪锌矿的含铁量有关。含铁量越高，硫酸铜的活化效果越差。硫酸铜的活化需要在适当的电位和pH值下进行，过高或过低的电位都会影响活化效果。

5.1 硫酸铜活化铁闪锌矿的缺陷

硫酸铜的活化需要在高碱性环境下进行，这会导致石灰用量增加，抑制铁闪锌矿的浮选。此外，硫酸铜活化铁闪锌矿的同时也会活化磁黄铁矿，增加锌精矿中的铁含量，影响后续湿法冶金过程。

5.2 硫酸铜的活化时间

延长硫酸铜的活化时间可以提高铁闪锌矿的精矿品位和回收率。例如，增加硫酸铜的活化时间，锌品位可提高6个百分点，锌回收率可提高12个百分点。

6. 石灰和pH值对铁闪锌矿浮选的影响

石灰是铅锌矿浮选中常用的调整剂和抑制剂。铁闪锌矿对石灰较为敏感，高pH值会抑制铁闪锌矿的浮选。因此，在浮选过程中应严格控制石灰的用量和pH值。研究表明，pH值在10～11时，铁闪锌矿的浮选效果较好。

7. 铁闪锌矿的捕收剂

铁闪锌矿的捕收剂选择对其浮选效果有重要影响。常用的捕收剂包括黄药、黑药、BK-301等。组合捕收剂如脂肪酸类捕收剂能够增强铁闪锌矿表面的疏水性，提高锌的回收率。

8. 磁黄铁矿或黄铁矿的抑制

在浮选铁闪锌矿时，抑制磁黄铁矿或黄铁矿是关键。常用的抑制剂包括石灰、氰化物、氯化钙等。组合抑制剂如氯化钙和腐植酸钠能够有效抑制磁黄铁矿，提高锌精矿的质量。

9. 结语

铁闪锌矿的选矿工艺复杂，涉及浮选流程、粒度控制、活化剂使用、石灰和pH值调节、捕收剂选择以及磁黄铁矿的抑制等多个方面。通过优化这些工艺参数，可以提高铁闪锌矿的选矿效率和精矿质量，实现铁闪锌矿及其伴生稀贵金属的高效回收利用。未来的研究应进一步探索新型活化剂和抑制剂，简化选矿流程，降低生产成本，提高铁闪锌矿的综合利用价值。