广西某选铜尾矿铁铜硫锡综合回收选矿试验.pdf

2 0 1 5 年第6 期有色金属 选矿部分 1 7 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 5 ．0 6 ．0 0 5 广西某选铜尾矿铁铜硫锡综合回收选矿试验 阙绍娟1 ，陆智1 ，吴福初2 1 ．广西冶金研究院有限公司，南宁5 3 0 0 2 3 ；2 ．广西有色金属集团稀土开发有限公司，南宁5 3 0 0 2 2 摘要对广西某选铜尾矿进行了详细的选矿试验研究，根据矿石特性，采用磁选铜硫混浮再分离一浮选尾矿重选工 艺流程，有效地综合回收了尾矿中的铁、铜、硫、锡有价元素。最终获得的试验指标为铁精矿铁品位6 3 ．6 6 ％、铁回收率 1 6 ．8 9 ％，铜精矿铜品位1 6 ．7 0 ％、铜回收率4 0 ．0 6 ％，硫精矿硫品位3 6 ．7 7 ％、硫回收率5 7 ．0 5 ％，锡精矿锡品位2 4 ．5 9 ％、锡回 收率3 5 ．1 6 ％。 关键词选铜尾矿；磁选；浮选；重选；综合回收 中图分类号T D 9 5 2 ；T D 9 5 1 ；T D 9 2 4 ；T D 9 2 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 5 0 6 - 0 0 1 7 - 0 5 R e s e a r c ho nC o m p r e h e n s i v eR e c o v e r yo fI r o n - c o p p e r - s u l f u r t i nf r o maC o p p e r T a i l i n g so fG u a n g x i Q U ES h a o j u a n7 ，L UZ h i 7 ，W UF u c h u 2 J ．G u a n g x iM e t a l l u r g i c a lR e s e a r c h ，w m u 把C o ．，L t d ．，N a n n i n g5 3 0 0 2 3 ，C h i n a ； 2 ．G u a n g x i Ⅳo n - f e l T O I I ． M m e t a l sG r o u pR a r eE a r t hD e v e l o p m e n tC o ．，L t d ．，N a n n i n g5 3 0 0 2 2 ，C h i n a A b s t r a c t D e t a i l e dm i n e r a lt e s tw a si n v e s t i g a t e da c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e ro fo n ec o p p e rt a i l i n g sf o r m G u a n g x i ，c o m p r e h e n s i v er e c o v e r yo fi r o n ，c o p p e r ，s u l f u ra n dt i nv a l u a b l ee l e m e n te f f e c t i v e l yb ya d o p t e dm a g n e t i c s e p a r a t i o n - - c o p p e r - s u l f u rb u l kf o t a t i o na n ds e p a r a t i o n - - g r a v i t ys e p a r a t i o nt e c h n i c a lp r o c e s s i n gf l o w s h e e t ．I r o n c o n c e n t r a t ew i t hg r a d ea n dr e c o v e r yo fF er e a c h i n g6 3 ．6 6 ％a n d1 6 ．8 9 ％，c o p p e rc o n c e n t r a t ew i t hg r a d ea n d r e c o v e r yo fC ur e a c h i n g1 6 ．7 0 ％a n d4 0 ．0 6 ％．s u l f u rc o n c e n t r a t ew i t hg r a d ea n dr e c o v e r yo fSr e a c h i n g3 6 ．7 7 ％ a n d5 7 ．0 5 ％，t i nc o n c e n t r a t ew i t hg r a d ea n dr e c o v e r yo fS nr e a c h i n g2 4 ．5 9 ％a n d3 5 ．1 6 ％h a v eb e e no b t a i n e d r e s p e c t i v e l y ． K e yw o r d s c o p p e rt a i l i n g s ；m a g n e t i cs e p a r a t i o n ；f l o a t a t i o n ；g r a v i t ys e p a r a t i o n ；c o m p r e h e n s i v er e c o v e r y 广西某铜矿选矿厂建厂4 0 多年，所产生的尾矿 均集中排放于某一尾矿库中，尾矿储量达5 0 0 多万 t ，由于当时选矿技术和生产条件落后，导致损失于 尾矿中的铁、铜、锡、硫等有价元素含量较高，资源浪 费严重。目前，全球矿产资源供应紧张，国家大力支 持和鼓励资源综合回收，开展节能降耗，走循环经济 的道路，随着矿产资源的日益贫乏和金属价格的不 断上涨，开发再利用长期搁置的老尾矿二次资源，挖 掘其中潜在的经济价值，具有十分重要的经济意义 表1 T a b l e1 和现实意义⋯。本文在参考大量文献的基础上‘2 引， 对广西某选铜尾矿进行选矿试验研究，综合回收其 中的有价元素，获得了良好的试验指标。 1 试样性质 1 ．1 试样化学分析 尾矿试样多元素分析结果见表1 ，铜、锡物相分 析结果见表2 。 试样多元素化学分析结果 M u l t i e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fs a m p l e／％ 1 单位为g ／t ，下同。 投稿日期2 0 1 4 - 0 8 1 9修回日期2 0 1 5 - 0 9 - 2 1 作者筒介阙绍娟 1 9 8 4 ． ，女，云南永平人，硕士，工程师，主要从事选矿工艺技术研究． 万方数据 ． 墨有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第6 期 从表1 结果看，试样铜、锡、硫、铁含量相对较高，具有回收价值，其它元素含量很低，不考虑回收。 表2 T a b l e2 试样铜、锡物相分析结果 C o p p e ra n dt i np h a s ea n a l y s i sr e s u l t so fs a m p l e ，％ 从表2 结果看，由于尾矿堆存年限较长，铜氧化 较为严重，非硫化相的铜占有率高达5 3 ．3 8 ％，将给 铜的选矿回收造成不利影响。2 1 ．1 8 ％的锡以胶态 锡形式存在，选矿难以回收，1 9 ．7 1 ％的锡以硫化锡 形式存在，也影响锡的回收。 1 ．2 试样粒度分析 试样粒度分析结果见表3 。 表3 试样粒度分析结果 T a b l e3R e s u l t so fs i z ed i s t r i b u t i o no fs a m p l e／％ 从表3 可以看出，铜、锡品位在各粒级中的变化 不大，试样一7 4 岬粒级产率为4 8 ．4 0 ％，此粒级的 铜、锡金属占有率分别为3 3 ．4 3 ％和5 6 ．8 7 ％，一3 8 岬粒级锡占有率2 8 ．6 8 ％，这部分微细粒锡重选较 难回收。 1 ．3 工艺矿物学研究 表4 T a b l e4 试样矿物组成和含量见表4 。 工艺矿物学研究发现，黄铜矿粒度较细，部分铜 矿物与黄铁矿以连生体形式存在，部分粒度为1 0 3 0 恤m 的黄铜矿呈乳滴状或星点状嵌布在脉石或磁 铁矿、赤铁矿、黄铁矿的粒间隙中，磨矿也难以解离。 锡石量极少，主要以单体形式存在，粒度多数为2 0 5 3p , m ，较难回收。 2 工艺流程及方案 该矿主要回收铜和锡，并考虑铁和硫的综合回 收。由试样性质可知，矿样中含有磁铁矿和磁黄铁 矿，为使该矿物不对后续铜浮选作业产生影响，可预 先采用磁选方法除去，磁选尾矿采用浮选方法回收 铜，重选方法回收锡。初步拟定三个试验方案，方案 I 磁选收铁一优先浮铜再浮硫一重选收锡，方案 l I 磁选收铁铜硫混合浮选再分离一重选收锡，方 案Ⅲ磁选收铁一重选抛尾一重选精矿浮选脱硫一 浮选尾矿重选收锡。从探索试验对比看，三个方案 铁回收效果接近，方案I 能较好地回收铜，但锡回收 效果差，方案Ⅲ铜得不到回收，方案Ⅱ能较好地综合 回收铁、铜、硫、锡。因此，试验最终采用磁选收铁一 铜硫混合浮选再分离一重选收锡的工艺流程。 矿物组成及含量 M i n e r a lc o m p o s i t i o na n dc o n t e n to fs a m p l e，％ 笙塑鱼塑堕堡笙堕重堡重堡 重塑芝童壁塑互 堕塑互重塑查壁塑互查堡互鱼堡互塑互互墓墨堡基丝 含量4 ．5 130 ．310 ．1 52 52 01 31 26 ．543 ．56 3 试验研究及结果 3 ．1 铁回收 3 ．1 ．1 选铁磁场强度试验 磁铁矿和磁黄铁矿比磁化系数大，磁性较强，低 磁场即可选别。采用弱磁选设备x C G s - 7 3 ∞0 磁选 管回收铁。磁场强度试验结果见图1 。 由图l 试验结果可看出，随着磁场强度增加，铁 回收率提高，铁品位稍有下降，磁性物中硫品位变化 不大。为保证铁的回收率，确定磁场强度为1 2 0 ～ 1 6 0k A ／m 。 囊寻 一铁品位 一硫品位 一铁回收率 布靠广气万1 矗1 耘商 磁场强度他A m ‘1 蘼 图1 磁场强度试验结果 F i g ．1 R e s u l t so fm a g n e t i cf i e l ds t r e n g t h 万方数据 2 0 1 5 年第6 期阙绍娟等广西某选铜尾矿铁铜硫锡综合回收选矿试验 l 墅 3 ．1 ．2 铁精矿降硫试验 铁精矿含硫较高，硫品位约为4 ％，未能满足冶 炼厂铁精矿含硫要求。杂质硫矿物主要为磁黄铁 矿，为获得合格的铁精矿，采用浮选方法脱硫“ 剖。 试验发现，铁精矿未经磨矿直接浮选脱硫，硫品位难 以降低至1 ％以下，细磨后硫品位可降低至0 ．5 ％以 下，达到合格铁精矿含硫要求。铁精矿浮选脱硫磨 矿细度试验结果见图2 。 图2 铁精矿脱硫磨矿细度试验结果 F i g ．2 R e s u l t so fg r a n d i n gf i n e n e s so f d e s u l f u rf r o mi r o nc o n c e n t r a t e 3 ．2 铜硫回收 试样铜品位较低，不宜采用优先浮选工艺，铜和 硫的回收，选择铜硫混合浮选再分离工艺技术。 3 ．2 ．1 铜硫混合浮选活化剂试验 由于尾矿氧化较为严重，可浮性大大降低，因 此，采用硫化钠等药剂进行了活化试验研究，现将各 活化剂较好的一组试验指标列出，以进行对比选择， 活化剂种类试验流程及结果分别见图3 和图4 ，其 中，丁基黄药用量4 0 0g ／t ，松醇油用量1 0g ／t 。 3 活化剂 2 丁基黄药 1 松醇油 铜硫混合浮选 浮选时间单位m i n 精矿尾矿 图3 铜硫混浮原则流程 F i g ．3P r i n c i p l ef l o w s h e e to fc o p p e r - s u l f u r b u l kf l o t a t i o n 由图4 可知，铜硫混合浮选以草酸、硫酸铜、硫 化钠为活化剂，浮选指标改善均不明显，以碳酸钠为 活化剂，调整至矿浆p H 至弱碱条件下，铜和硫的品 位和回收率较高。较之其他活化剂，碳酸钠廉价易 购，使用方便，是较佳的选择。 图4 铜硫混浮活化剂种类试验结果 F i g ．4 R e s u l t so fa c t i v a t o rs p e c i e so f c o p p e r - s u l f u rb u l kf l o t a t i o n 3 ．2 ．2 铜硫混合浮选丁基黄药用量试验 以丁基黄药为捕收剂，考察其用量对铜硫混合 浮选的影响，试验流程同图3 ，丁基黄药用量试验结 果见图5 。 2 0 1 5 零 过1 0 5 0 丁基黄药用量／ g - t 。1 图5 丁基黄药用量试验结果 F i g ．5 R e s u l t so fx a n t h a t eb u t y ld o s a g et e s t 图5 结果显示，丁基黄药用量较大，主要是该矿 堆存时间长，氧化较严重造成。丁基黄药用量增加， 铜硫回收率提高，但铜硫品位下降。当丁基黄药用 量达5 0 0g ／t 后，再继续增加药剂用量，铜和硫的回 收率提高幅度不大。 3 ．2 ．3 铜硫分离磨矿细度试验 原矿性质研究表明，部分铜矿物与黄铁矿以连 生体形式存在，且铜矿物的粒度嵌布较细，为实现铜 与硫的有效分离，必须进行细磨，以获取较好的分离 指标。铜硫分离磨矿细度试验结果见图6 。 万方数据 2 0 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第6 期 o L 喃7 08 0 3 8 “m 含量，％ j 7 0 匡 1 6 0 9 0 图6 铜硫分离磨矿细度试验结果 F i g ．6 R e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s so f c o p p e r s u l f u rs e p a r a t i o n 从图6 试验结果看出，磨矿至一3 8I x m 占7 5 ％ 时，分离指标较好。 3 ．2 ．4 铜硫分离抑制剂用量试验 经多个试验方案的探索，铜硫混合浮选精矿采 用石灰、腐殖酸钠来抑制黄铁矿，以新药剂L B 为铜 矿物捕收剂能获得较好的分离效果，石灰、腐殖酸钠 和L B 的较佳用量分别为15 0 0 、8 0 0 、4 5g ／t ，各药剂 的用量试验结果分别见图7 ～9 ，此时铜硫混合浮选 精矿磨矿细度为一3 8 “m 占7 5 ％。 1 0 - - - - 垂8[ 二- ，s 1 7 2 蓬 j 6 6 鼹 警 巨 { 6 0 1 5 4 O ．51 ．OI ．52 ．02 ．5 石灰用量／ k g t 。 图7 铜硫分离石灰用量试验结果 F i g ．7 R e s u l t so fl i m ed o s a g eo fc o p p e r - s u l f u rs e p a r a t i o n 表5 T { l b l e5 5 r _ ] 7 0 4 b 堡3 } 逍l 廿暑 蹑2 } 1 } 0 t - 6 5 冰 { ；{ L 6 0 擎 窭声 5 5 5 0 腐殖酸钠用鞋／【g ‘t1 图8 铜硫分离腐殖酸钠用量试验结果 F i g ．8 R e s u l t so fs o d i u mh u m a t ed o s a g eo f c o p p e r s u l f u rs e p a r a t i o n 图9 铜硫分离L B 用量试验结果 F i g ．9 R e s u l t so fL Bd o s a g eo f c o p p e r - s u l f u rs e p a r a t i o n 3 ．2 ．5 硫砷分离试验 铜硫分离获得的硫精矿砷品位4 ．7 3 ％，必须进 行硫砷分离，以降低硫精矿中砷的品位。在铜硫分 离作业中，已加入大量的抑制剂，经试验探索，硫砷 分离考虑直接浮硫或直接浮砷即可，两方案的试验 结果对比见表5 。 硫砷分离试验方案结果对比 C o m p a r i s o n so ft e s ts c h e m eo fs u l f u r a r s e n i cs e p a r a t i o n ，％ 从表5 试验结果看，直接浮硫，硫精矿砷含量偏高，黄铁矿难以上浮干净，硫回收率较低；直接浮砷， 蓬静娶 ∞ 髓 鲫 竹 1●_r●l_‘_J__l●●，I__1I__I_●，J11I O 8 6 万方数据 2 0 1 5 年第6 期阙绍娟等广西某选鲴星壁堡塑煎堡堡金回堕垄笙蔓堕 圣 添加适量的活化剂硫酸铜，砷矿物即被活化上浮，黄 铁矿基本不上浮，硫砷分离效果较好，硫精矿含砷 低，且硫、砷回收率较高。试验过程亦发现，砷矿物 可浮性优于黄铁矿。砷硫分离采用直接浮砷方案。 3 ．3 锡回收探索试验 试样锡品位0 ．2 0 ％，经磁选、铜硫混浮后，9 5 ％ 的锡富集于浮选尾矿中。因该尾矿锡的粒度较细， 3 I 碳酸钠l0 0 0 2 I 丁基黄药1 0 0 浮选脱I 硫粗选 站3 雾 铜精矿 2 水丁基黄药2 0 I 扫l 选Ⅱ 2 小 2 I 丁基黄药2 0 扫l 选Ⅲ 尸氖 铁精矿 3 I 石灰15 0 0 3 l 腐殖酸钠5 0 0 2 火L B3 0 铜硫分l 离粗选 尸掣一一 3 l 石灰2 0 02 l L B1 0 3 I 腐殖酸钠2 0 0 精l 选I扫l 选I 3 米石灰1 0 0 2 3 l l l 丁基黄药2 0 1 1 0 埝醇油3 直接I 浮砷 ■■■■_ I ■■■●■■■量 硫精矿 3 K 硫酸l0 0 0 2 l 丁基黄药2 0 0 1 l 松醇油1 0 浮选l 脱硫 锡精矿 图1 0 最终工艺流程 F i g ．1 0 F i n f lf l o w s h e e t 从表6 可以看出，全流程最终试验指标为铁精 矿铁品位6 3 ．6 6 ％，铁回收率1 6 ．8 9 ％；铜精矿铜品 位1 6 ．7 0 ％，铜回收率4 0 ．0 6 ％，硫精矿硫品位 3 6 ．7 7 ％，硫回收率5 7 ．0 5 ％；锡精矿锡品位2 4 ．5 9 ％， 锡回收率3 5 ．1 6 ％。 4结论 尾矿 1 广西某选铜尾矿含铜0 ．1 3 ％、铁1 4 ．4 4 ％、锡 0 ．2 0 ％、硫2 ．0 0 ％，为回收的主要元素。 2 黄铜矿粒度较细，与其他矿物连生、嵌生状 下转第4 9 页 益～ 群 窨 万方数据 2 0 1 5 年第6 期 阎晔轶等陕西山阳某锑矿试验研究 4 9 表l O闭路试验结果 7 r a b l e10R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t ／％ 从表1 0 中可以看出，闭路试验的工艺流程合 理，试验指标稳定可靠，浮选的最终指标，锑精矿产 率3 ．4 5 ％，锑品位5 9 ．4 2 ％，锑的回收率9 0 ．3 1 ％，选 矿指标理想。 3结论 1 山阳锑矿矿石矿物为辉锑矿、黄铁矿及少量 毒砂等；脉石矿物为石英、铁白云石、伊利石、高岭 石、长石等。 2 通过详细的条件试验，确定了较佳的浮选药 剂制度。试验表明，硅酸钠与糊精组合使用能够较 好的抑制石英、黄铁矿和毒砂的上浮，提高锑精矿的 浮选指标，同时，选用正丁醇作为起泡剂，不利于黄 铁矿和毒砂的上浮，也能起到提高锑精矿指标的 作用。 3 该矿石试验通过一段磨矿、一次粗选、一次扫 选、两次精选的工艺流程及合理的技术条件。最终 获得的浮选指标为，原矿品位锑2 ．2 7 ％，锑精矿产率 3 ．4 5 ％，精矿锑品位5 9 ．4 2 ％，锑回收率9 0 ．3 1 ％，试 验指标较为理想。 参考文献 [ 1 ] 代奕华，王全亮，周虎强．湖南新宁某锑矿浮选工艺研究 [ J ] ．湖南有色金属，2 0 0 9 4 1 6 1 8 ． [ 2 ] 朱建光．浮选药剂[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 3 I 1 0 1 ．1 0 5 ． [ 3 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出版 社，1 9 8 7 2 7 5 - 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