云浮硫鐵礦降低尾礦品位的工藝分析

左向韶

云浮廣業(yè)硫鐵礦集團(tuán)有限公司，廣東 云浮 527343

云浮硫鐵礦降低尾礦品位的工藝分析

左向韶

云浮廣業(yè)硫鐵礦集團(tuán)有限公司，廣東 云浮 527343

根據(jù)云浮廣業(yè)硫鐵礦的多次選礦試驗(yàn)結(jié)果，探索了在保證硫精礦品位的情況下提高硫回收率、降低尾礦硫品位的工藝措施.分別對(duì)優(yōu)先浮碳、精選Ⅱ中礦再磨再選和尾礦再磨再選流程進(jìn)行了試驗(yàn)，提出了中礦再磨再選的可行工藝方案.

硫鐵礦；尾礦品位；中礦再磨再選

根據(jù)云浮廣業(yè)硫鐵礦化工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，硫品位達(dá)到46%的硫精礦經(jīng)過(guò)氧化焙燒后，其燒渣含鐵可達(dá)60%，達(dá)到國(guó)家二級(jí)品鐵精粉的要求，而這種高品位的鐵精粉幾乎依賴進(jìn)口.如果將硫精礦品位進(jìn)一步提高，硫鐵礦制酸燒渣的鐵品位也會(huì)進(jìn)一步提高，硫鐵礦制酸企業(yè)會(huì)取得更好的經(jīng)濟(jì)效益.

云浮廣業(yè)硫鐵礦是一大型沉積變質(zhì)熱液富集礦床，是我國(guó)已探明的儲(chǔ)量最大、平均含硫最高、質(zhì)量最好、開(kāi)采條件優(yōu)越的大型露天硫鐵礦床，是國(guó)內(nèi)硫鐵礦的主要生產(chǎn)基地.目前主要產(chǎn)品為硫品位46%以上硫精礦和硫品位33%左右的－3mm硫鐵礦.硫精礦的生產(chǎn)來(lái)源有二個(gè)：一是利用貧硫鐵礦石（如硫品位23%左右）生產(chǎn)，現(xiàn)有3個(gè)貧礦選礦系列；二是利用富硫鐵礦石（如含硫30%左右）生產(chǎn)，現(xiàn)有2個(gè)富礦選礦系列.隨著采場(chǎng)開(kāi)采的深入，入選礦石的性質(zhì)越來(lái)越接近，其選礦方法和技術(shù)措施可以相互借鑒.

本文主要對(duì)貧礦石選礦中如何提高硫精礦品位（如達(dá)到46%以上）、同時(shí)又減少尾礦中硫鐵礦的損失進(jìn)行探索.

1 礦石的工藝礦物學(xué)分析

1.1 礦石的礦物組成及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

云浮硫鐵礦礦石的主要有用礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦和閃鋅礦.黃鐵礦呈自形—半自形粒狀集合體，可分為兩類，其一為粗粒集合體，占黃鐵礦的絕大部分（90%以上），粒度0.1～0.8mm，形成塊狀礦石；其二為細(xì)粒脈狀黃鐵礦，粒度0.02～0.06mm，呈細(xì)粒星點(diǎn)浸染狀分布在脈石中.脈石礦物主要為石英、白云母和方解石，為半自形—它形粒狀、片狀集合體包圍或充填黃鐵礦和磁黃鐵礦，粒度0.1～1mm.

1.2 礦石的化學(xué)組成

有代表性的貧礦石的多元素分析結(jié)果列于表1.從表1可知，本區(qū)低品位礦石的主要元素為S（24.80%）、Fe（19.54%），雜質(zhì)組分為SiO2（29.14%），Al2O3（6.15%），CaO（6.78%）及少量K2O，MgO，Mn等，并含有一定量的碳.碳對(duì)浮選有一定的干擾.

2 低品位硫鐵礦的試驗(yàn)研究和選礦實(shí)踐

2.1 低品位硫鐵礦的選礦試驗(yàn)

為了生產(chǎn)硫品位高于46%的硫精礦，本單位曾進(jìn)行了許多試驗(yàn).因原礦含一定量的碳（2.35%），故選擇優(yōu)先除碳的方案進(jìn)行試驗(yàn).試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果列于表2.根據(jù)碳精礦的硫品位和回收率，表2列出了碳精礦的二種處理方法，即進(jìn)入精礦或進(jìn)入尾礦.如將其歸入硫精礦中，綜合硫精礦品位只有44.79%，產(chǎn)率為50.49%.所獲得的硫精礦不合格，故此法不可取.如將碳精礦歸入尾礦中，綜合尾礦品位為4.33%，尾礦產(chǎn)率為54.61%.采用這種方法可得到品位47.01%、回收率90.10%的硫精礦.因現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)是利用循環(huán)水，而循環(huán)水中殘留的捕收劑會(huì)對(duì)碳精礦的品位和產(chǎn)率產(chǎn)生無(wú)法估計(jì)的影響.因此，此流程在生產(chǎn)中的應(yīng)用受到限制.

表1 礦樣多元素分析結(jié)果Table1 Multi-elementanalysis results of the raw ores

圖1 低品位硫鐵礦的試驗(yàn)流程Fig.1 The flow sheet of the low-grade iron pyrite flotation tests

表2 低品位硫鐵礦的試驗(yàn)結(jié)果Table2 The results of the low-grade iron pyrite flotation tests

2.2 低品位硫鐵礦實(shí)際生產(chǎn)流程分析

圖2是2009年云浮硫鐵礦貧礦選礦生產(chǎn)線的一次流程考察數(shù)據(jù).因受設(shè)計(jì)流程等因素的限制，生產(chǎn)中沒(méi)有采用優(yōu)先除碳流程，而是采用二粗二掃二精循序返回流程.從圖2數(shù)質(zhì)量流程可知，經(jīng)過(guò)選礦得到硫品位48.07%、回收率75.74%的硫精礦，此時(shí)尾礦品位7.60%.

圖2的數(shù)據(jù)表明：（1）精選Ⅱ和精選Ⅰ的分選效果不好，泡沫產(chǎn)量偏少，返回量過(guò)大，有“惡性循環(huán)”現(xiàn)象，不利于生產(chǎn)流程的穩(wěn)定，特別對(duì)吸漿槽的要求較高，給生產(chǎn)造成不便.流程考察的實(shí)際情況也證明了這一點(diǎn)——吸漿槽電機(jī)負(fù)荷大，中間箱液面高.（2）尾礦品位偏高，造成回收率偏低，硫資源利用不充分.

圖2 第三系列浮選的數(shù)質(zhì)量流程圖Fig.2 Themass balance flow sheet of the third series flotation tests

3 黃鐵礦的解離度分析

2008年委托北京礦冶研究總院對(duì)不同粒級(jí)的黃鐵礦單體解離度進(jìn)行了測(cè)定，測(cè)定結(jié)果列于表3.由表3可知，-0.074mm粒級(jí)黃鐵礦的單體解離度為91.73%.未解離部分均為細(xì)粒黃鐵礦（粒度0.01～0.06mm），呈細(xì)粒星點(diǎn)浸染狀分布，這部分黃鐵礦即使再深度細(xì)磨，也難以與脈石礦物分開(kāi).

表3 黃鐵礦的單體解離度Table 3 Liberation degree of the iron pyrite

黃鐵礦分粗粒自形（0.1～0.8mm）和細(xì)粒它形（0.01～0.06mm）二類，前者屬于邊界平直的中粒簡(jiǎn)單鑲嵌，約占黃鐵礦的95%；后者為細(xì)粒復(fù)雜鑲嵌，約占黃鐵礦的 5%.在 0.148～0.110 mm，0.110～0.074mm，0.074～0.054mm粒級(jí)其單體解離度分別為77%,92%,96%.因此，在磨礦細(xì)度為-0.074mm占80%左右時(shí)，還有約10%硫鐵礦沒(méi)有達(dá)到單體解離.

以上解離度分析表明，要達(dá)到好的精礦品位，要么選擇更高的磨礦細(xì)度，要么進(jìn)行階段磨礦.但深度磨礦會(huì)出現(xiàn)過(guò)粉碎問(wèn)題，并對(duì)尾礦庫(kù)堆壩造成不利影響.因此階段磨礦是必然的選擇.階段磨礦有二個(gè)方案即中礦再磨再選和尾礦再磨再選.

4 中礦再磨再選工藝

4.1 精選Ⅱ開(kāi)路試驗(yàn)

為了了解階段磨礦的可行性，將現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)流程中精選Ⅱ的底流引出，按圖3所示流程進(jìn)行了8 h生產(chǎn)模擬試驗(yàn)——即精選Ⅱ開(kāi)路流程試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果列于表4.

精選Ⅱ開(kāi)路試驗(yàn)進(jìn)行了一個(gè)班，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)流程穩(wěn)定，循環(huán)負(fù)荷合理，只是精選Ⅱ的泡沫產(chǎn)率還有待提高.為了了解試驗(yàn)中硫精礦和中礦的硫品位在各個(gè)粒級(jí)中的情況，對(duì)兩種產(chǎn)品進(jìn)行了篩析，結(jié)果列于表5.從表5可知，在精選Ⅱ的泡沫產(chǎn)品中，粗粒級(jí)和細(xì)粒級(jí)的品位都稍低.粗粒級(jí)品位低的原因是解離不充分，細(xì)粒級(jí)品位低的原因則是由機(jī)械混雜造成的.如果在精選中添加適量的水玻璃作分散劑，可以改善細(xì)粒級(jí)分選效果，提高泡沫產(chǎn)品的硫品位.

圖3 精選Ⅱ的開(kāi)路試驗(yàn)流程Fig.3 The open-circuit flow sheetof the cleaningⅡflotation tests

表4 精選Ⅱ開(kāi)路試驗(yàn)結(jié)果Table 4 The results of the cleaningⅡflotation tests

表5 精選Ⅱ開(kāi)路試驗(yàn)精礦和中礦的篩析結(jié)果Table 5 Particle size analysis results of the concentrates and m idd lings in fig.3

4.2 精選Ⅱ底流（中礦）再磨再選試驗(yàn)

由表5可知，精選Ⅱ底流-0.074mm占84.59%，+0.074mm粒級(jí)硫品位為35.99%，說(shuō)明還存在一定量的連生體，故對(duì)精選Ⅱ底流（中礦）進(jìn)行了再磨再選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖4所示.因磨礦粒度細(xì)，故在再選時(shí)添加水玻璃作為分散劑，同時(shí)水玻璃對(duì)脈石礦物也有一定的抑制作用.中礦再磨再選試驗(yàn)結(jié)果列于表6.

圖4 中礦再磨再選試驗(yàn)流程Fig.4 The flow sheet of them iddlings regrinding and reprocessing flotation tests

表6 中礦再磨再選試驗(yàn)結(jié)果Table 6 The results of the m idd lings regrinding and reprocessing flotation tests

從表6可知，采用中礦再磨再選，可通過(guò)控制磨礦細(xì)度和添加分散劑獲得合格的硫精礦品位，尾礦品位也可以控制在較低的水平.將中礦再磨再選后，對(duì)最終的尾礦粒度組成影響不大，因此對(duì)尾礦堆壩不會(huì)造成負(fù)面的影響.圖4中的硫精礦2和尾礦2與圖3中的硫精礦1與尾礦1分別合并，得到表7的綜合指標(biāo).由表7可知，采用中礦再磨再選可獲得品位46.23%、回收率87.16%的綜合硫精礦.云浮硫鐵礦貧礦生產(chǎn)線有三個(gè)系列，按每系列65 t/h原礦計(jì)算，合計(jì)中礦量為：13.27%×65×3=25.88（t/h）.即使今后再加上富礦線二個(gè)系列的中礦，估計(jì)中礦量在60 t/h以下，這樣增加一臺(tái)小型球磨機(jī)就可以滿足中礦再磨，再經(jīng)一粗一精一掃的浮選流程進(jìn)行再選，即可達(dá)到所要求的指標(biāo).再者該方案的組織實(shí)施不難，投入也不大.該方案可行，但添加水玻璃對(duì)后續(xù)的過(guò)濾是否產(chǎn)生不良影響有待進(jìn)一步考查.

表7 中礦再磨再選綜合指標(biāo)Table7 The com prehensive index of the m idd lings regrinding and reprocessing flotation tests

5 尾礦粗精礦再磨再選試驗(yàn)

本單位與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)聯(lián)合進(jìn)行了尾礦粗精礦再磨再選試驗(yàn)，將貧礦選礦的三個(gè)系列和富礦選礦的二個(gè)系列的尾礦作為本次再磨再選試驗(yàn)的給礦.因考慮尾礦庫(kù)堆壩的問(wèn)題，故不討論全部尾礦再磨再選的流程，而只探討尾礦粗精礦再磨再選的流程，試驗(yàn)流程如圖5所示，試驗(yàn)結(jié)果列于表8.

經(jīng)試驗(yàn)，選擇尾礦粗精礦再磨細(xì)度為-0.074mm占83%.在尾礦粗精礦再磨再選試驗(yàn)中引入浮選柱是因?yàn)槲驳V中含有一定量的過(guò)粉碎細(xì)粒，浮選柱在回收細(xì)粒礦物方面有一定優(yōu)勢(shì).

圖5 尾礦再磨再選試驗(yàn)流程Fig.5 The flow sheetof the tailings regrinding and reprocessing flotation tests

表8 尾礦粗精礦再磨再選試驗(yàn)結(jié)果Table 8 The results of the tailings regrinding and reprocessing flotation tests

從表8可知，經(jīng)過(guò)對(duì)尾礦粗精礦再磨再選，可獲得品位34.66%、回收率65.97%的硫精礦，而尾礦品位可達(dá)2.73%，達(dá)到了降低尾礦品位和綜合利用資源的目的.但尾礦粗精礦再磨再選工程量較大，成本也相對(duì)較高.

6 結(jié) 論

云浮硫鐵礦貧礦的黃鐵礦呈細(xì)粒星點(diǎn)浸染狀分布在脈石中，在正常磨礦細(xì)度下難以達(dá)到較好的解離度，給硫鐵礦的選礦帶來(lái)一定困難.

為了獲得品位46%以上的硫精礦，可采用：

(1)優(yōu)先除碳的流程.選出的碳精礦進(jìn)入尾礦，可獲得品位47.01%、回收率90.10%的硫精礦.但因現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中循環(huán)水利用率較高，而回水中含一定量的殘留藥劑，使碳精礦量難以控制.

(2)中礦再磨再選流程.將現(xiàn)場(chǎng)精選Ⅱ底流作為中礦再磨再選的給礦，并添加適量的水玻璃，可獲得品位46.23%、回收率為87.16%的綜合硫精礦，綜合尾礦品位為4.00%.如果貧礦三個(gè)選礦系列和二個(gè)富礦選礦系列的精選Ⅱ底流集中進(jìn)行再磨再選，生產(chǎn)組織也不難，投入不大，但需考查添加的水玻璃后對(duì)后續(xù)陶瓷過(guò)濾機(jī)的影響.

(3)尾礦粗精礦再磨再選流程.尾礦粗精礦再磨再選后，可將尾礦品位降至2.73%，并獲得品位34.66%、回收率65.97%的硫精礦.采用該方案達(dá)到了降低尾礦品位的目的，但尾礦再磨再選工程量較大，而且因精礦品位不一樣，需要單獨(dú)的濃縮過(guò)濾系統(tǒng)，成本較高.

從成本和組織實(shí)施方面考慮，推薦中礦再磨再選流程.

Processanalysisof reducing thegradeof iron pyrite in tailings in Yunfu

ZUO Xiangshao
Yunfu Guangye Pyrite Group Limited，Yunfu 527343，China

According to them ineral processing results of iron pyrite of Yunfu Guangye Group,some technologicalmeasureswere investigated to increase the recovery of pyrite in concentrates and reduce the grade of pyrite in tailings.The flow sheets of“selective flotation for removing carbon”,“regrinding and reprocessing of themiddlings from cleaning Ⅱ”and“regrinding of the tailings”were tested,finally,the scheme of“regrinding and reprocessing of them iddlings”was proposed asa feasible technology.

iron pyrite;gradeof tailings;regrinding and reprocessing of them iddlings

TD971

A

1673-9981(2012)02-0130-05

2012-02-24

左向韶（1966-），男，湖南人，工程師，本科，從事硫鐵礦選礦工作.