貴州某高硫螢石礦浮選工藝研究

摘要：針對硫鐵礦、方解石等礦物含量較高的低品位螢石礦資源，研究采用高效脫硫捕收劑優(yōu)先選硫、新型捕收劑浮選螢石、組合抑制劑抑制方解石的浮選工藝，分選效果較好，能有效回收螢石礦物和硫鐵礦物，閉路試驗(yàn)指標(biāo)：螢石精礦品位97.18%，產(chǎn)率23.15%，CaF2回收率為95.81%;硫精礦品位42.57%，產(chǎn)率11.58%，硫回收率為97.23%。

關(guān)鍵詞：螢石;硫鐵礦;方解石;組合藥劑

近年來，隨著新能源、新材料和氟化工等行業(yè)對螢石需求的不斷增加，特別是對酸級螢石精粉的需求與日俱增。2018年我國螢石進(jìn)口量達(dá)51萬t，首次超越出口量而成為純進(jìn)口國，國家已將其列為戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源[1]。我國螢石資源雖然豐富，但貧礦多富礦少、單一礦少共伴生礦多。隨著優(yōu)質(zhì)螢石礦產(chǎn)資源的逐漸枯竭，開發(fā)利用共伴生型螢石資源意義重大。

1.礦石性質(zhì)

試驗(yàn)樣品取于貴州某螢石礦山。礦石呈灰白色，局部斑雜色。組成礦石的主要成分是石英、螢石、方解石、黃鐵礦等，有價(jià)礦物為螢石和黃鐵礦。原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1。從表1看出，可回收利用的礦物主要是螢石，其次是黃鐵礦。方解石和硫鐵都較高，礦石類型為高硫方解石-螢石型。

2.試驗(yàn)方法

含硫螢石礦中的硫主要存在形式有硫化礦（以黃鐵礦為主）和硫酸鹽（主要是重晶石），在處理含硫礦石時(shí)常用的方法有兩種：一種是先浮出硫化礦，使進(jìn)入螢石浮選作業(yè)的礦石含硫大大降低（一般小于0.1%），然后再添加抑制劑（如亞硫酸鈉、單寧等）抑制難浮硫礦物浮選螢石;另一種是直接添加抑制劑抑制含硫礦物浮選螢石[2]。后一種方法適用于含硫低的螢石礦，前一種方法增加了脫硫作業(yè)，生產(chǎn)成本就會增加，但是能保證螢石精礦的質(zhì)量，同時(shí)也可以綜合回收硫化礦物。

根據(jù)原礦的性質(zhì)，礦石含硫較高，具有回收利用價(jià)值，因此試驗(yàn)采用硫化礦浮選-螢石浮選工藝流程。本次試驗(yàn)采用的藥劑有：丁黃藥與GN組合為脫硫捕收劑，其中GN為自行研究的脫硫輔助劑（針對含有炭質(zhì)黃鐵礦的礦石）;改性水玻璃、抑制劑GD、改性脂肪酸GA作為螢石浮選的藥劑。

3.試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1磨礦試驗(yàn)

礦石中有用礦物之間、有用礦物與脈石之間都必須達(dá)到基本單體解離，才能達(dá)到分離富集的目的，磨礦細(xì)度是影響分選指標(biāo)的重要因素之一。試驗(yàn)藥劑（藥劑單位g/t，下同）：選硫粗選丁黃藥200+GN100、掃選丁黃藥120+GN60;選螢石粗選改性水玻璃2000+GD500+GA300、掃選GA200，試驗(yàn)流程：選硫和選螢石均為一次粗選一次掃選。結(jié)果表明，隨著磨礦細(xì)度的提高，硫粗精礦和螢石粗精礦品位先升后降，而回收率從快速增加到緩慢增加。綜合考濾確定磨礦細(xì)度以-200目71%左右為宜。

3.2脫硫捕收劑用量試驗(yàn)

通過前期的探索試驗(yàn)，使用丁黃藥與GN組合作為脫硫捕收劑效果較好。試驗(yàn)固定條件：磨礦細(xì)度-200目71.09%;試驗(yàn)流程：脫硫一次粗選和一次掃選，粗掃選泡沫合并為硫粗精礦，掃選藥劑量是粗選的60%。試驗(yàn)結(jié)果表明，脫硫捕收劑總用量以丁黃藥320、GN160為好。

3.3抑制劑用量試驗(yàn)

抑制劑種類和用量直接影響螢石產(chǎn)品質(zhì)量與回收率，前期探索試驗(yàn)采用改性水玻璃與GD組合抑制方解石和難浮黃鐵礦，取得較好效果。試驗(yàn)條件：磨礦細(xì)度-200目71.09%，組合抑制劑變量，脫硫捕收劑用量：丁黃藥320、GN160，螢石捕收劑GA用量500，試驗(yàn)流程選硫和選螢石均為一次粗選一次掃選。結(jié)果表明，隨著抑制劑用量的提高，螢石粗精礦品位和回收率都是從快速增加到緩慢增加。綜合考濾抑制劑用量以改性水玻璃2000、GD500為宜。

3.4螢石捕收劑用量試驗(yàn)

螢石浮選的捕收劑一般采用脂肪酸類，在實(shí)際使用時(shí)可根據(jù)礦石性質(zhì)不同而進(jìn)行改性。通過前期探索性試驗(yàn)，采用改性脂肪酸GA浮選效果較好。試驗(yàn)條件：磨礦細(xì)度-200目71.09%，改性水玻璃用量2000，GD用量500，脫硫捕收劑用量：丁基黃藥320+GN160，螢石捕收劑GA為變量，試驗(yàn)流程選硫和選螢石均為一次粗選一次掃選。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著螢石捕收劑用量的提高，螢石回收率從快速增加到緩慢增加，螢石粗精礦品位則從緩慢降低到快速降低。綜合考濾螢石捕收劑GA用量以500為宜。

3.5精選試驗(yàn)

為了考察硫產(chǎn)品和螢石產(chǎn)品的質(zhì)量，在上述條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對硫粗精礦和螢石粗精礦分別進(jìn)行精選試驗(yàn)。試驗(yàn)流程為：選硫作業(yè)一次粗選一次掃選兩次精選;選螢石作業(yè)一次粗選一次掃選六次精選，掃選泡沫與精選尾礦合并為中礦，試驗(yàn)結(jié)果：硫精礦含S42.29%、S回收率85.11%，硫中礦含S14.63%、S回收率12.25%;螢石精礦含S0.07%含CaF297.42%、CaF2回收率75.35%，CaF2中礦含CaF232.39%、CaF2回收率20.14%。結(jié)果表明，精選效果明顯，硫精礦品位和螢石精礦品位都得到提高，中礦分布也比較合理。

3.6閉路浮選試驗(yàn)

為了使試驗(yàn)結(jié)果更加接近于生產(chǎn)實(shí)際，根據(jù)礦石性質(zhì)和條件試驗(yàn)所確定的工藝條件進(jìn)行閉路浮選試驗(yàn)，考察中礦返回產(chǎn)生的影響。閉路浮選試驗(yàn)流程：硫浮選循環(huán)為一次粗選兩次掃選和三次精選，中礦循序返回前一作業(yè)，浮硫藥劑為粗選丁黃藥150+GN80、掃選1丁黃藥90+GN50、掃選2丁黃藥60+GN30;螢石浮選循環(huán)為一次粗選兩次掃和七次精選，中礦循序返回前一作業(yè)，浮螢石藥劑為粗選改性水玻璃2000+GD500+GA250、掃選1GA250、掃選2GA250、精選1和精選2各加改性水玻璃600+GD150、精選3至精選6各加改性水玻璃400+GD100。閉路浮選試驗(yàn)表明，分選效果較好，螢石精礦質(zhì)量達(dá)到較高的等級，并能充分回收了礦石中硫鐵元素。

4.結(jié)語

貴州某螢石礦屬于高硫碳酸鹽型螢石礦，黃鐵礦和方解石含量較高，分選較困難，試驗(yàn)在采用丁黃藥與助劑GN組合作為脫硫捕收劑，優(yōu)先浮選硫化礦物，采用改性水玻璃與抑制劑GD組合抑制方解石等高鈣脈石礦物和難浮黃鐵礦物，新型捕收劑GA浮選螢石礦物，可獲得較好的分選指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)室閉路試驗(yàn)指標(biāo)為：螢石精礦品位97.18%、含硫0.07%，產(chǎn)率23.15%，螢石回收率95.81%;硫精礦品位42.57%，產(chǎn)率11.58%，硫回收率97.23%。

參考文獻(xiàn)

[1]曾小波，印萬忠.共伴生型螢石礦浮選研究與展望[J].礦產(chǎn)綜合利用，2021，2：1～7.

[2]裘忠富等.高硫螢石礦降硫工業(yè)實(shí)踐[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用，1998，10：29～31.

作者簡介

寧發(fā)添（1964—），男，廣西玉林人，副教授，主要從事選礦工藝研究和教學(xué)工作。