程潮鐵礦干選濕式磁選尾礦浮選脫硫試驗(yàn)研究

湯啟宙 劉 曙 王 靜

（武鋼資源集團(tuán)程潮礦業(yè)有限公司）

硫化礦由于經(jīng)濟(jì)價值低，常常被丟棄而進(jìn)入尾礦［1］。在尾礦庫堆存時，硫化礦與水和空氣接觸后形成pH值較低的酸性礦山廢水（AMD）［2-3］，若將AMD直接排放到地表水體或經(jīng)過滲濾作用進(jìn)入地下水體，會造成嚴(yán)重的水體污染，造成水生生物的大量死亡，最終危害人體健康［3-4］。為應(yīng)對AMD帶來的危害，常用的處理手段有源頭治理和末端治理［5-6］。傳統(tǒng)的源頭治理方法是通過抑制硫化礦的氧化［5］，但尾礦中的含硫成分未得到充分利用，如果采用一種有效的選礦工藝將尾礦中的含硫組分分選出來，是一種更加高效的源頭治理手段。

程潮鐵礦屬于大型熱液交代矽卡巖型磁鐵礦礦床，原礦中含有磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦和黃銅礦［7］，經(jīng)過干選濕式磁選后，尾礦中仍含有一定量的硫元素，如果能將尾礦中的含硫物質(zhì)進(jìn)行回收，既避免了酸性礦山廢水的形成，又避免了資源的浪費(fèi)，是一種處理硫化尾礦的有效方法。

1 原礦性質(zhì)

1.1 原礦多元素分析

礦樣多元素分析結(jié)果見表1。

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由表1可知，礦樣中的銅品位相對較低，僅為0.05%，硫品位為7.72%，鐵品位為10.96%，表明該尾礦有產(chǎn)生酸性礦山廢水的潛在風(fēng)險，初步確定以回收硫?yàn)橹鳌?/p>

1.2 試樣篩分分析

取200 g原礦進(jìn)行粒度篩分，并考察各粒級金屬分布情況。由于原礦中-38μm粒級含量高達(dá)56.40%，而銅和硫的金屬分布率也分別占44.16%和59.36%，表明該礦樣粒度很細(xì)，用水力沉降分級法分析-20，-10，-5 um 3個粒級及其金屬分布情況。

結(jié)合水力沉降分級結(jié)果和粗粒級篩分結(jié)果得出該礦樣的全粒級分布情況，見表2。

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由表2可知，該礦樣粒級分布呈兩頭多、中間少，且分布不均勻，-10μm微細(xì)粒級高達(dá)40.20%，+75 μm粗粒級占30.10%，而適合常規(guī)浮選的-75+10μm中間粒級含量較少；原礦中硫分布也呈相同趨勢，主要集中在粗粒級和微細(xì)粒級，+75μm粗粒級硫分布占28.50%，-10μm微細(xì)粒級中的硫分布高達(dá)47.33%，即使采用旋流器拋除-10μm粒級，也將損失47.33%的硫，故不能進(jìn)行脫泥試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 粗選條件試驗(yàn)

2.1.1 捕收劑種類試驗(yàn)

捕收劑的選擇對選礦效果具有決定性作用。由于該礦樣中的硫化物以黃鐵礦為主，故選用黃藥類捕收劑乙基黃藥、丁基黃藥、異丁基黃藥、乙基黃藥與丁基黃藥的混合藥劑進(jìn)行浮選試驗(yàn)。固定捕收劑用量150 g/t，起泡劑2號油用量53.8 g/t，礦漿pH值為7.42，進(jìn)行捕收劑種類試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

由圖1可見，采用乙基黃藥及乙基黃藥+丁基黃藥的混合用藥，精礦硫品位較好，可達(dá)26.40%以上，但硫回收率較低；采用丁基黃藥的回收效果最好，故選擇丁基黃藥作為捕收劑。

2.1.2 捕收劑用量試驗(yàn)

固定起泡劑2號油用量53.8 g/t，礦漿pH值為7.42，考察丁基黃藥用量對試驗(yàn)回收效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

由圖2可見，隨著丁基黃藥用量的增加，精礦硫品位總體呈下降趨勢；當(dāng)丁基黃藥用量小于150 g/t時，硫回收率隨捕收劑用量增加而提高；當(dāng)丁基黃藥用量大于150 g/t時，硫回收率隨捕收劑用量變化趨于平緩；當(dāng)捕收劑用量為400 g/t和150 g/t時，硫回收率相差不大，分別為35.22%和34.67%，但丁基黃藥用量150 g/t時，硫精礦品位略高，故確定最佳捕收劑用量150 g/t。

2.1.3 起泡劑用量試驗(yàn)

固定捕收劑丁基黃藥用量150 g/t，礦漿pH值為7.42，考察起泡劑2號油用量對試驗(yàn)回收效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3可見，硫回收率隨起泡劑用量的增加稍有提高，當(dāng)起泡劑用量超過53.8 g/t時，硫回收率并沒有較大幅度的提高；當(dāng)起泡劑用量為129.2 g/t時，硫回收率最高，為38.02%，但隨起泡劑用量的增大，精礦硫品位大幅度下降，故確定起泡劑用量為53.8 g/t。

2.1.4 活化劑條件試驗(yàn)

固定捕收劑丁基黃藥用量150 g/t，起泡劑2號油用量53.8 g/t，pH值7.42，考察活化劑種類及用量Na2S（100，500 g/t），Na2CO3（500 g/t），CuSO4（500 g/t）對回收效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

由圖4可見，添加Na2S、Na2CO3、CuSO4作活化劑，硫精礦品位和回收率與不添加活化劑相比有較大幅度降低。因此，后續(xù)試驗(yàn)不添加活化劑。

2.1.5 礦漿濃度試驗(yàn)

固定丁基黃藥用量150 g/t，2號油用量53.8 g/t，調(diào)節(jié)礦漿pH值至7.42，進(jìn)行礦漿濃度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

由圖5可見，提高礦漿濃度，精礦硫品位提高，但硫回收率大幅下降，說明在不考慮精礦硫回收率的情況下，降低礦漿濃度能在一定程度上提高硫精礦品位，故礦漿濃度選擇25%。

2.2 開路試驗(yàn)

通過一系列粗選條件試驗(yàn)，粗選硫回收率依然很低，最高僅為38.02%，通過增加掃選段數(shù)提高其回收率，開路試驗(yàn)流程見圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

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由表3可知，粗選精礦硫品位較低，僅為26.04%，硫回收率為35.68%，且1粗3掃后硫總回收率達(dá)50.54%，說明增加掃選能有效提高硫回收率；掃選3的精礦硫品位僅為8.43%，硫回收率為1.08%，繼續(xù)增加掃選段數(shù)已無意義。

2.3 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)及開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行閉路試驗(yàn)，閉路試驗(yàn)流程見圖7，結(jié)果見表4。

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由表4可知，閉路試驗(yàn)獲得了精礦硫產(chǎn)率18.03%，硫品位22.97%，硫回收率53.38%的滿意試驗(yàn)指標(biāo)。

3 結(jié) 論

（1）程潮鐵礦干選濕式磁選尾礦粗選條件試驗(yàn)中丁基黃藥用量、起泡劑用量、礦漿濃度是主要影響因素，添加常用黃鐵礦活化劑Na2S、Na2CO3、CuSO4會抑制硫回收。在捕收劑丁基黃藥用量150 g/t，起泡劑2號油用量53.8 g/t，礦漿自然pH值（7.42）時，采用1粗3掃閉路流程可獲得硫品位22.97%，硫回收率53.38%的硫精礦，第三段掃選的精礦品位和回收率已相對原礦很低，其余未浮選的硫很難進(jìn)一步回收。

（2）結(jié)合原礦粒度分布和尾礦產(chǎn)品考察結(jié)果，礦樣中硫回收率難以提高的原因是原礦微細(xì)粒礦物顆粒較多，不能被有效回收，且會消耗大量藥劑，嚴(yán)重惡化浮選指標(biāo)；原礦中有部分黃鐵礦未充分解離，硫多數(shù)呈單晶分布于脈石礦物中，部分硫被碳酸鹽礦物充填膠結(jié)，該部分粗粒級硫未解離而無法回收。