某硫鐵礦石硫的浮選回收試驗

易運來 劉忠榮 魏 茜

(湖南有色金屬研究院)

某硫鐵礦石硫的浮選回收試驗

易運來 劉忠榮 魏 茜

(湖南有色金屬研究院)

某硫鐵礦石硫品位為19.55%，硫主要以硫鐵礦的形式存在，砷、磷等有害元素含量很低。為充分開發(fā)利用該礦產(chǎn)資源，在分析礦石性質(zhì)的基礎(chǔ)上，進行了提硫浮選試驗。條件試驗確定的最佳浮選條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm占40%，不添加pH調(diào)整劑和抑制劑，捕收劑乙黃藥用量100 g/t，2#油用量40 g/t。最終通過1粗2精1掃、中礦順序返回的閉路試驗獲得硫品位為48.38%、硫回收率為95.31%的硫精礦，指標(biāo)較理想。試驗結(jié)果對該硫鐵礦石的工業(yè)利用具有參考意義。

硫鐵礦 浮選 硫精礦

硫鐵礦是重要的礦產(chǎn)資源，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。硫鐵礦除含有大量的硫、鐵礦物外，還常伴生有金、銀、鈷等有益組分，是目前獲取硫、鐵資源的主要原料，具有較高的開發(fā)利用價值[1-8]。某硫鐵礦石主要有價元素為硫，為了獲得高質(zhì)量的硫鐵礦精礦，對其進行浮選回收硫的試驗，獲得了較為理想的試驗結(jié)果，為該礦石的開發(fā)利用提供了技術(shù)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

對該硫鐵礦石進行化學(xué)多元素分析，結(jié)果見表1。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

成分STFeAsP2O5SiO2MgOCaOPb含量19.5520.510.010.2625.144.217.280.026成分Al2O3K2ONa2OZnCuSnAuAg含量4.440.500.100.0200.0100.0110.114.00

注：Au、Ag 含量單位為g/t。

由表1可知，礦石中具有回收價值的元素是硫，含量為19.55%。有害成分砷、五氧化二磷等含量很低，分別為0.01%、0.26%，對硫的浮選有利。

進一步的礦石組成分析結(jié)果表明，礦石礦物組成較為簡單，主要金屬礦物為黃鐵礦，其次為磁黃鐵礦、赤鐵礦和磁鐵礦，其他礦物如毒砂、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、褐鐵礦等微量；脈石礦物以黏土類礦物如石英、玉髓、白云石、方解石及高嶺石等為主，其次為綠泥石、絹云母、長石、透閃石、陽起石等，磷灰石、電氣石、斜黝簾石等微量。

硫主要賦存于硫鐵礦(黃鐵礦為主，含少量磁黃鐵礦)中。硫鐵礦是選礦回收的主要目的礦物，嵌布粒度較粗，多在0.1 mm以上。黃鐵礦晶粒中常有裂紋，并被脈石礦物楔入，常包裹石英等脈石礦物。因此，要獲得較高純度的硫鐵礦精礦，礦石選別前需磨礦至一定細(xì)度，使黃鐵礦從脈石礦物中充分解離出來。

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 條件試驗

目前硫鐵礦選別以浮選為主，必要時輔以其他選礦方法。因此，條件試驗采用1次粗選流程，見圖1，分別考察磨礦細(xì)度、pH調(diào)整劑、抑制劑、捕收劑種類和用量對浮選指標(biāo)的影響。

圖1 磨礦細(xì)度試驗工藝流程

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗

礦石的磨礦細(xì)度關(guān)系著硫鐵礦的單體解離程度，是影響最終浮選指標(biāo)的關(guān)鍵因素。因此，確定合適的磨礦細(xì)度很有必要。在不添加礦漿pH調(diào)整劑和抑制劑，捕收劑乙黃藥用量為100 g/t，2#油用量為40 g/t的條件下進行磨礦細(xì)度試驗，結(jié)果見表2。

表2 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果 %

磨礦細(xì)度(-0.074mm含量)產(chǎn)品產(chǎn)率硫品位硫回收率25粗精礦37.9843.8085.06尾礦62.024.7114.94原礦100.0019.56100.0030粗精礦41.9241.6189.24尾礦58.083.6210.76原礦100.0019.55100.0035粗精礦42.6141.4190.17尾礦57.393.359.83原礦100.0019.57100.0040粗精礦43.0542.8294.24尾礦56.951.985.76原礦100.0019.56100.0045粗精礦44.8041.2194.49尾礦55.201.955.51原礦100.0019.54100.0050粗精礦46.2040.3595.19尾礦53.801.754.81原礦100.0019.58100.00

由表2可知，隨著磨礦細(xì)度的提高，粗精礦硫回收率逐漸增加，但硫品位呈下降趨勢。在磨礦細(xì)度-0.074 mm含量達(dá)到40%時，粗精礦硫品位和回收率分別為42.82%、94.24%，考慮到此時原礦的硫品位，繼續(xù)提高磨礦細(xì)度，粗精礦硫品位繼續(xù)降低，硫回收率提高幅度降低。綜合考慮硫回收率和品位，確定適宜的磨礦細(xì)度為-0.074 mm占40%。

2.1.2 礦漿pH調(diào)整劑試驗

以H2SO4和Na2CO3作為礦漿pH調(diào)整劑，分別在弱酸性、中性和弱堿性的條件下考察硫粗精礦的浮選指標(biāo)。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占40%、不添加抑制劑、乙黃藥用量為100 g/t、2#油用量為40 g/t的條件下進行礦漿pH調(diào)整劑試驗，結(jié)果見表3。

表3 礦漿pH調(diào)整劑試驗結(jié)果

由表3可知，在弱酸性條件下，粗精礦硫品位和回收率指標(biāo)均優(yōu)于中性和弱堿性條件，但優(yōu)勢不明顯。兼顧藥劑成本和粗精礦硫的浮選指標(biāo)，確定不調(diào)節(jié)礦漿pH。

2.1.3 抑制劑條件試驗

為提高硫精礦品位，通常在浮硫過程中添加適量的抑制劑以抑制脈石礦物的上浮。硫鐵礦浮選時，常用的脈石礦物抑制劑有水玻璃、CMC、FeSO4等。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 40%、不添加pH調(diào)整劑、乙黃藥用量為100 g/t、2#油用量為40 g/t的條件下進行抑制劑試驗，結(jié)果見表4。

表4 抑制劑條件試驗結(jié)果

由表4可知，盡管抑制劑的添加使粗精礦硫品位有一定程度的提高，但硫回收率也有較明顯的下降，且容易造成粗精礦在浮選過程中出現(xiàn)掉槽現(xiàn)象。綜合考慮，確定不添加抑制劑。

2.1.4 捕收劑條件試驗

2.1.4.1 捕收劑種類條件試驗

硫鐵礦浮選捕收藥劑主要為黃藥類捕收劑，主要有乙基黃藥、丁基黃藥、異丁基黃藥等。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 40%，2#油用量為40 g/t,不添加pH調(diào)整劑和抑制劑的條件下，分別選擇乙黃藥、丁黃藥、丁銨黑藥、25#黑藥作為捕收劑，用量均為100 g/t，進行捕收劑種類試驗，結(jié)果見表5。

表5 捕收劑種類試驗結(jié)果 %

捕收劑產(chǎn)品產(chǎn)率硫品位硫回收率乙黃藥粗精礦41.2542.4989.58尾礦58.753.4710.42原礦100.0019.57100.00丁黃藥粗精礦42.5141.3989.98尾礦57.493.4110.02原礦100.0019.56100.00丁銨黑藥粗精礦42.8241.7591.38尾礦57.182.958.62原礦100.0019.56100.0025#黑藥粗精礦42.6541.7290.97尾礦57.353.089.03原礦100.0019.56100.00

由表5可知，以上幾種捕收劑對礦石中硫鐵礦的捕收效果比較接近，粗精礦硫品位和硫回收率變化不大。綜合考慮現(xiàn)場生產(chǎn)用藥情況及藥劑成本，確定采用乙黃藥作為硫鐵礦的捕收劑。

2.1.4.2 捕收劑用量條件試驗

在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占40%、不添加pH調(diào)整劑和抑制劑、2#油用量為40 g/t的條件下進行捕收劑乙黃藥用量條件試驗，結(jié)果見表6。

表6 捕收劑乙黃藥用量條件試驗結(jié)果

由表6可知，隨著捕收劑用量的增加，粗精礦硫的回收率呈逐漸升高趨勢，但硫品位不斷下降。在乙黃藥用量達(dá)到100 g/t時，再增加藥劑用量，硫回收率升高幅度降低，硫品位降低幅度基本不變。綜合考慮捕收劑成本和浮選指標(biāo)，確定乙黃藥用量100 g/t為宜，此時粗精礦硫品位和回收率分別為41.65%、89.29%。

2.2 開路試驗

在條件試驗的基礎(chǔ)上采用1粗2精1掃浮選流程進行全流程開路試驗，試驗流程見圖2，結(jié)果見表7。

圖2 開路試驗流程

由表7可知，在條件試驗確定的浮選條件下，通過1粗2精1掃開路流程試驗，可以獲得產(chǎn)率為32.45%、硫品位為49.78%、硫回收率為82.67%的硫精礦。

2.3 閉路試驗及結(jié)果

在條件試驗和開路試驗的基礎(chǔ)上，進行全流程閉路試驗。試驗流程見圖3，結(jié)果見表8。

表7 開路流程試驗結(jié)果 %

產(chǎn)品產(chǎn)率硫品位硫回收率硫精礦32.4549.7882.67中礦23.5235.806.45中礦15.2118.755.00掃選精礦5.859.862.95尾礦52.971.082.93原礦100.0019.54100.00

圖3 閉路試驗流程

表8 閉路流程試驗結(jié)果 %

由表8可知，采用1粗2精1掃閉路流程最終可獲得的硫精礦硫品位為48.38%、硫回收率為95.31%，取得了較好的分選指標(biāo)。

3 結(jié) 論

(1)某硫鐵礦石主要有價元素是硫，品位為19.55%，硫主要以硫鐵礦的形式存在。主要金屬礦物為黃鐵礦，磁黃鐵礦少量，脈石礦物以黏土礦物為主。礦物組成簡單，主要回收利用的目的礦物黃鐵礦的嵌布粒度較粗，屬于較易選別的礦石。

(2)通過條件試驗確定了最佳浮選條件為：磨礦細(xì)度為-0.074 mm占40%，不添加礦漿pH調(diào)整劑和脈石礦物抑制劑，粗選捕收劑乙黃藥用量為100 g/t，2#油用量為40 g/t。在條件試驗和開路試驗的基礎(chǔ)上，通過1粗2精1掃、中礦順序返回的閉路浮選流程，最終可獲得硫品位為48.38%、硫回收率為95.31%的硫精礦，指標(biāo)較為理想。

[1] 李振飛，文書明，周興龍，等．我國硫鐵礦加工業(yè)現(xiàn)狀及硫鐵礦燒渣利用綜述[J]．國外金屬礦選礦，2006(6)：10-12．

[2] 胡天喜，文書明．硫鐵礦選礦現(xiàn)狀與發(fā)展[J]．化工礦物與加工，2007(8)：1-4．

[3] 歐陽素勤，銀星宇．硫鐵礦選礦研究現(xiàn)狀[J]．礦產(chǎn)保護與利用，2011(5-6)：102-107．

[4] 胡天喜，李振飛．云南某高碳硫鐵礦選礦工藝試驗研究[J]．金屬礦山，2007(5)：44-46．

[5] 羅 曼，李志毅．貴州硫鐵礦資源開發(fā)研究[C]∥第六屆全國采礦學(xué)術(shù)會議論文集．北京：中國礦業(yè)雜志社，1999．

[6] 朱玉霜.浮選藥劑的化學(xué)原理[M].長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，1987.

[7] 周樂倫．硫鐵礦選別方法及應(yīng)用中存在的問題[J]．礦業(yè)快報，2007(8)：49-50．

[8] 李漢文．云浮硫鐵礦低品位礦石合理選礦工藝流程的研究[J]．礦冶工程，2008(6)：51-53．

2015-07-10)

易運來(1979—)，男，工程師，410100 湖南省長沙市芙蓉區(qū)張公嶺亞大路99號。