某鉛鋅尾礦中被石灰抑制黃鐵礦活化試驗(yàn)研究

肖 駿，黃圣淇，董艷紅，陳代雄（.湖南有色金屬研究院復(fù)雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長(zhǎng)沙 4000；.長(zhǎng)沙市鐵路第一中學(xué)，湖南長(zhǎng)沙 4000）

某鉛鋅尾礦中被石灰抑制黃鐵礦活化試驗(yàn)研究

肖 駿1，黃圣淇2，董艷紅1，陳代雄1
（1.湖南有色金屬研究院復(fù)雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長(zhǎng)沙 410100；2.長(zhǎng)沙市鐵路第一中學(xué)，湖南長(zhǎng)沙 410001）

廣西某鉛鋅尾礦含S 12.45%，主要以被石灰強(qiáng)烈抑制的黃鐵礦形式賦存，且該尾礦中含有大量的細(xì)泥，對(duì)黃鐵礦活化造成干擾。根據(jù)尾礦性質(zhì)，研究采用預(yù)先脫泥工藝促進(jìn)黃鐵礦的活化，同時(shí)采用環(huán)保的碳酸氫鈉作為黃鐵礦的活化劑，實(shí)現(xiàn)了鉛鋅尾礦中被石灰抑制的黃鐵礦的綜合回收。

鉛鋅尾礦；黃鐵礦；活化劑；脫泥

我國(guó)絕大多數(shù)的含銅、鉛、鋅多金屬硫化礦往往共生有大量的黃鐵礦［1］。黃鐵礦是我國(guó)最重要的制硫酸工業(yè)原料［2］，主要是在銅、鉛、鋅等多金屬回收過(guò)程中進(jìn)行伴生回收［3］。由黃鐵礦晶體結(jié)構(gòu)可知，在酸性及中性條件下，黃鐵礦表現(xiàn)出極好的天然可浮性，在含Ca2＋堿性條件下，黃鐵礦表面發(fā)生氧化反應(yīng)生成親水性的Fe（OH）3、CaSO4等親水性的薄膜，使其受到強(qiáng)烈的抑制［4～6］，根據(jù)這一特性，國(guó)內(nèi)外常規(guī)的含伴生黃鐵礦的銅、鉛、鋅等多金屬硫化礦礦山均采用高堿高鈣條件下進(jìn)行銅鉛鋅礦物與黃鐵礦分離［3，7］。

對(duì)于銅鉛鋅浮選尾礦中的被石灰強(qiáng)烈抑制的黃鐵礦，現(xiàn)階段常采用酸法［3］、銨鹽及重金屬鹽進(jìn)行活化［8］，再使用黃藥類捕收劑進(jìn)行浮選回收。由于酸法活化黃鐵礦工藝易造成設(shè)備腐蝕、揮發(fā)毒性的硫化氫氣體，同時(shí)銨鹽、重金屬離子易造成浮選尾礦中重金屬離子及氨氮超標(biāo)，加劇了環(huán)境的污染，所以現(xiàn)階段黃鐵礦活化浮選的研究重點(diǎn)在于環(huán)境友好型活化劑的研究［9］。本研究的對(duì)象為廣西某大型鉛鋅尾礦，其含S 11.45%，主要以被石灰強(qiáng)烈抑制的黃鐵礦形式存在，由于其選廠現(xiàn)場(chǎng)鉛鋅選礦廢水進(jìn)行了全循環(huán)回用，為了最大限度地降低新增硫浮選作業(yè)對(duì)回用水水體水質(zhì)的影響，新增硫浮選作業(yè)不能添加酸、銨鹽及重金屬鹽，所以開(kāi)展了鉛鋅尾礦黃鐵礦活化試驗(yàn)研究。

1 尾礦性質(zhì)

1.1 鉛鋅尾礦的化學(xué)成分礦物組成

試驗(yàn)所用尾礦取自現(xiàn)場(chǎng)選廠尾礦庫(kù)，經(jīng)自然晾曬后縮分制樣，所得尾礦樣品作為試驗(yàn)所用樣品。對(duì)鉛鋅尾礦進(jìn)行多元素分析，所得結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 鉛鋅尾礦多元素化學(xué)分析結(jié)果%

由表1可看出，該鉛鋅尾礦中S含量達(dá)到了12.45%，該硫含量為全硫，對(duì)硫進(jìn)行硫物相分析，分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 鉛鋅尾礦中硫物相分析結(jié)果%

根據(jù)表1、表2分析結(jié)果，結(jié)合偏光顯微鏡及掃描電鏡能譜分析等手段查明，該鉛鋅尾礦中主要礦物為白云石、方解石、黃鐵礦，其中白云石約占58.15%，方解石約占14.20%，黃鐵礦約占11.50%，同時(shí)還含有少量的褐鐵礦、赤鐵礦、石英、方解石、透輝石、角閃石，綠泥石、高嶺土等礦物。

1.2 鉛鋅尾礦中黃鐵礦嵌布粒度

采用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)篩對(duì)鉛鋅尾礦進(jìn)行濕法篩析分級(jí)，分級(jí)后各個(gè)粒級(jí)中黃鐵礦分布結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3可看出，該鉛鋅礦鉛鋅尾礦中含有大量的細(xì)泥，物料粒徑和黃鐵礦礦物主要集中在－0.038 mm以下，尾礦泥化程度較高。

表3 鉛鋅尾礦粒度組成結(jié)果

2 試驗(yàn)研究及結(jié)果討論

2.1 預(yù)先脫泥對(duì)硫浮選的影響

由尾礦性質(zhì)分析可知，該鉛鋅尾礦中含有大量的微細(xì)粒泥質(zhì)，該部分礦泥對(duì)硫浮選的干擾在于：（1）由于礦泥比表面小，其更易優(yōu)先與礦漿中的黃藥等捕收劑優(yōu)先吸附，增大了浮選藥劑的用量［10］；（2）微細(xì)粒礦泥吸附力強(qiáng)，常罩附在黃鐵礦表面，致使黃鐵礦活化效果降低，硫浮選效率下降［11］。本研究擬采用FG螺旋溜槽對(duì)該鉛鋅尾礦進(jìn)行預(yù)先脫泥，脫泥后的重選精礦進(jìn)行硫浮選，并對(duì)比不脫泥條件下的浮選效果。預(yù)先脫泥對(duì)比試驗(yàn)流程如圖1、圖2所示，所得指標(biāo)見(jiàn)表4。效改善礦漿溶液環(huán)境，促進(jìn)活化劑活化被石灰強(qiáng)烈抑制的黃鐵礦的活化作用，同時(shí)，預(yù)先脫泥可有效地濃縮礦漿，增加了浮選機(jī)處理能力［12］。

圖1 預(yù)先脫泥－硫浮選流程圖

圖2 不脫泥直接浮選流程圖

表4 對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果%

2.2 硫浮選

2.2.1 活化劑條件試驗(yàn)

對(duì)脫泥后的溜槽精礦進(jìn)行黃鐵礦活化劑條件試驗(yàn)，試驗(yàn)對(duì)比了幾種常規(guī)的活化劑對(duì)該鉛鋅尾礦中被石灰強(qiáng)烈抑制的黃鐵礦活化效果，試驗(yàn)流程如圖3所示，所得指標(biāo)見(jiàn)表5。

對(duì)比表5中各活化劑對(duì)該鉛鋅尾礦中黃鐵礦活化效果可看出，使用稀硫酸作為活化劑時(shí)，硫尾礦中S含量最低，硫粗精礦品位和作業(yè)回收率也最高，使用銨法和重金屬鹽也能有效活化黃鐵礦，在使用碳酸氫鈉作為活化劑時(shí)，其在用量為1 000 g／t條件下，硫粗精礦硫品位略低于銨法所得的指標(biāo)，這是由于碳酸氫鈉活化被石灰強(qiáng)烈抑制的黃鐵礦機(jī)理與銨鹽相同，通過(guò)溶解解吸罩附在黃鐵礦表面的親水性物質(zhì)使黃鐵礦表面疏水化，同時(shí)降低礦漿pH值，有助于黃藥在黃鐵礦表面發(fā)生電化學(xué)吸附，但碳酸氫鈉相比于碳酸氫銨，分子組成中缺少了可在礦漿溶液中削弱親水水化層的NH4＋，所以其活化作用較碳酸

結(jié)合圖1、圖2和表4試驗(yàn)結(jié)果可看出，在黃鐵礦在充分被活化的前提下（硫酸銅用量為100 g／t），不脫泥直接浮選時(shí)，為了達(dá)到浮硫尾礦含S 2%左右，浮選所用捕收劑及起泡劑總用量達(dá)到了420 g／t和150 g／t，是脫泥后浮選捕收劑及起泡劑用量的2倍和2.5倍，同時(shí)各作業(yè)浮選時(shí)間明顯長(zhǎng)于脫泥后浮選所用的時(shí)間，硫粗精礦品位和回收率低于脫泥浮選的指標(biāo)，所以，通過(guò)螺旋溜槽重選預(yù)先脫泥可有氫銨弱［9］。但碳酸氫鈉無(wú)重金屬、氨氮污染，可通過(guò)調(diào)整碳酸氫鈉用量促進(jìn)黃鐵礦的活化，碳酸氫鈉用量條件試驗(yàn)流程如圖3所示，以碳酸氫鈉用量為變量，所得結(jié)果如圖4所示。

圖3 活化劑種類條件試驗(yàn)流程

表5 活化劑種類條件試驗(yàn)結(jié)果

圖4 碳酸氫鈉用量條件試驗(yàn)結(jié)果

由圖4可看出，隨著碳酸氫鈉用量的增大，硫粗精礦品位和回收率均上升，當(dāng)碳酸氫鈉用量達(dá)到1 500 g／t時(shí)，硫選礦指標(biāo)最好，所以，最適碳酸氫鈉用量為1 500 g／t。

2.2.2 捕收劑條件試驗(yàn)

活化后的黃鐵礦可用常規(guī)的捕收劑如黃藥、黑藥、硫氨酯類捕收劑浮選捕收。研究對(duì)比了幾種常用捕收劑對(duì)該鉛鋅尾礦活化后的黃鐵礦的浮選效果，試驗(yàn)流程如圖3所示，固定碳酸氫鈉用量為1 500 g／t，以捕收劑種類為變量，硫掃選作業(yè)捕收劑用量依次減半，所得結(jié)果如圖5所示。

圖5 捕收劑種類條件試驗(yàn)結(jié)果

由圖5可看出，使用戊黃藥作為捕收劑時(shí)，硫粗精礦中回收率較高，其捕收能力強(qiáng)，但選擇性弱于丁黃藥和Y89，丁黃藥和Y89作為捕收劑時(shí)，選礦指標(biāo)接近，但Y89成本較高，所以黃鐵礦浮選選用的捕收劑為丁黃藥。

2.3 全流程閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了全流程閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖6所示，所得指標(biāo)見(jiàn)表6。

圖6 全流程閉路試驗(yàn)工藝流程

表6 全流程閉路試驗(yàn)結(jié)果%

由表6可看出，采用如圖6所示的工藝流程，獲得的硫總精礦含S 44.06%，S總回收率為72.20%的選礦指標(biāo)。

3 結(jié) 論

1.廣西某鉛鋅尾礦含S 12.45%，其主要以被石灰強(qiáng)烈抑制劑的黃鐵礦形式賦存。通過(guò)工藝礦物學(xué)查明，該鉛鋅尾礦中的黃鐵礦嵌布粒度微細(xì)，且泥化程度較高，不利于后續(xù)的活化浮選。

2.采用螺旋溜槽進(jìn)行預(yù)先脫泥可有效改善礦漿溶液環(huán)境，促進(jìn)活化劑活化被石灰強(qiáng)烈抑制的黃鐵礦的活化作用；同時(shí)，脫泥可減少黃鐵礦浮選藥劑用量，提高浮現(xiàn)速率。

3.全流程閉路試驗(yàn)結(jié)果表明，在預(yù)先脫泥條件下，采用清潔環(huán)保的碳酸氫鈉作為黃鐵礦活化劑，全流程閉路試驗(yàn)指標(biāo)為：硫精礦含S 44.06%，S回收率為72.20%。

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Activation Experimental Study on the Pyrite Suppressed by Lime from a Leadzinc Tailing

XIAO Jun1，HUANG Shengqi2，DONG Yanhong1，CHEN Daixiong1
（1.Hunan Provincial Key Laboratory for Complex Copper Lead Zinc Associated Metal Resources Comprehensive Utilization，Hunan Research Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410100，China；2.Changsha NO.1 Reilway Middle School，Changsha 410001，China）

A leadzinc tailings contains 12.45%S，which was existed as pyrite strongly suppressed by lime.The tailings contain a lotof finemuds，which will disturb the activation of pyrite.According to the characteristic of tailing，the study adopted the predeslimination process to promote activation，simultaneously，the study used environmentally－friendly sodium bicarbonate as activator.The whole process achieved comprehensive recovery of pyrite depressed by lime in lead－zinc tailings.

lead－zinc tailings；pyrite；activator；desliming

TD923

A

1003－5540（2017）03－0009－04

2017－03－26

廣西重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助（桂科AB16380270）

肖駿（1987－），男，工程師，主要從事選礦試驗(yàn)工作。