鉄分の多い鉱石からのスファレリット回収を最適化する方法は？

2026年1月2日

Optimizing sphalerite recovery from iron-rich ores can be challenging due to the complex interactions between sphalerite (ZnS) and iron-containing minerals, like pyrite (FeS(_2)) or magnetite (Fe(_3)O(_4)). However, numerous strategies can be employed to enhance sphalerite recovery, particularly in flotation processes, as they are the most commonly used method for recovering it. Below are some key approaches to optimize sphalerite recovery from iron-rich ores:

1. 鉱物学的分析

• Conduct detailed mineralogical studies to identify the size, texture, and mineral associations of sphalerite and iron minerals.
• 硫化亜鉛の解放度を評価するために、X線回折（XRD）、走査型電子顕微鏡（SEM）、およびQEMSCANなどの技術を使用します。
• 鉱物学的研究結果に基づいてプロセスフローペーパーを調整してください。

2. サイズ削減と解放

• スファレライトを鉄鉱鉱から十分に解放するために粉砕操作を最適化し、オーバーグラインディング（スライムや回収損失を引き起こす可能性がある）を避ける。
• 高圧粉砕ローラー（HPGR）などの選択的粉砕技術を検討し、微粉の生成を最小限に抑え、選択的分離を改善します。

3. 選択的浮選

スファレライトの回収を最大化するためには、フローテーション条件がスファレライトを鉄含有鉱物から選択的に分離する必要があります。

i.抑制剤

• 浮遊選鉱中に黄鉄鉱のような鉄含有鉱物を抑制するために、消石灰（Ca(OH)(_2)）や水ガラスのような抑制剤を使用します。
• 硫酸亜鉛は、鉄硫化物を抑制しながらスファレライトの回収を改善するために使用できます。

ii.コレクター

• 選択的浮遊選鉱のためには、閃亜鉛鉱に対して高い親和性を示すキサンタン系集金剤（例えば、アミルキサンタンカリウム、PAX）を使用します。
• Introduce alternative collectors, such as dithiophosphates or thionocarbamates, to improve selectivity for sphalerite, particularly in the presence of iron sulfides.

iii. Activation

• Since sphalerite often requires activation, copper sulfate (CuSO(_4)) is commonly added to activate zinc sulfide surfaces and improve flotation performance.
• Avoid over-activation, as excess CuSO(_4) can inadvertently activate iron sulfides, diminishing selectivity.

iv. pH制御

• Adjust the pH (typically pH 9–11) to selectively float sphalerite while suppressing pyrite or other iron sulfides.
• Lime or sodium hydroxide can be used to increase pH; alternatively, sulfuric acid can lower pH if needed.

4. 温度制御

• Flotation systems can be improved by adjusting process temperatures, as sphalerite often floats better under slightly elevated temperatures.
• Laboratory tests can be performed to optimize flotation temperature.

5. Reagents Optimization

• Experiment with a combination of reagents (activators, collectors, frothers, and modifiers) to identify optimal conditions for selective sphalerite recovery.
• Employ frothers like methyl isobutyl carbinol (MIBC) or pine oil to improve froth stability and enhance selectivity.

6. Iron Mineral Removal Prior to Flotation

• Pre-treat the ore to remove iron-rich minerals using gravity separation, magnetic separation, or desliming techniques.
• Employ strong magnetic separation to remove magnetite and hematite if present.

7. Reduce Iron Activation of Sphalerite

• Iron ions ((Fe^{2+}) or (Fe^{3+})) can activate sphalerite inadvertently, leading to loss of selectivity during flotation.
• Use chelating agents like EDTA or polyphosphates to complex iron ions and prevent unwanted activation.

8. Adjust Water Quality

• Remove dissolved salts and ions, such as iron or calcium, that may interfere with flotation efficiency.
• Recycle or pre-condition process water to minimize interference with sphalerite recovery.

9. Optimize Flotation Equipment

• Use advanced flotation equipment like column cells or Jameson cells to enhance separation performance.
• Improve air dispersion and froth stability through operational adjustments or new generation aerators.

10. Test Alternative Ore Processing Techniques

• Evaluate hydrometallurgical processes (e.g., leaching) in cases where flotation proves inefficient for iron-rich sphalerite ores.
• Conduct roasting or bioleaching tests to remove iron content and recover zinc from complex ores.

結論

Efficient sphalerite recovery from iron-rich ores depends on a thorough understanding of the ore composition, comprehensive process optimization, and tailored reagent schemes that selectively separate sphalerite from iron minerals. It’s essential to conduct laboratory-scale tests to determine the best parameters and flowsheet for the specific ore type being processed.

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