河南某铁硫铜复杂多金属矿选矿试验研究.pdf

．2 0 ．有色金属 选矿部分 2 0 1 2 年第6 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 廿．i s s n ．1 6 7 1 9 4 9 2 ．2 0 1 2 ．0 6 ．0 0 5 河南某铁硫铜复杂多金属矿选矿试验研究 李荣改，一，宋翔宇一，乔江晖1 ，一，李志伟1 ，一，李莹1 ”，薛方科1 ’2 1 ．河南省岩石矿物测试中心，郑州4 5 0 0 1 2 ；2 ．河南省矿物加工与生物选矿工程技术研究 中心，郑州4 5 0 0 1 2 摘要对河南某铁、硫、铜多金属矿进行了选矿试验研究。根据该矿石的工艺矿物学特性，采用铜、硫优先浮 选一浮选尾矿弱磁选的联合工艺，综合回收矿石中的铁、硫、铜。获得的铁精矿品位6 5 ．5 0 ％、回收率4 3 ．0 4 ％，硫精 矿品位4 2 ．5 0 ％、回收率9 0 ．6 3 ％，铜精矿品位1 7 ．5 0 ％、回收率5 4 ．8 0 ％，并且铁精矿含铜和含硫分别为0 ．1 5 ％和 0 ．2 5 ％，达到国家铁精矿粉矿二级品的质量标准。 关键词复杂多金属矿；浮选；弱磁选；有用矿物综合回收 中图分类号T D 9 5 1 ．1 ；T D 9 5 2 ．1文献标识码A 文章编号1 6 7 l 9 4 9 2 2 0 1 2 0 6 - 0 0 2 ㈣5 T e s tR e s 昀r c ho nt h eB 蜘e 丘c i a t i o no faC o m p l e xM l l l 廿一m e t a lO r eC o n t a i n i n gI m n ，S u m l r a n dC o p p e ro fH e n a n Ⅱ舶呦耐一，S 0 l ⅣG 盈n 恻I l M ，Q 以Dm 口凹h u 严，Ⅱ历i 加甜一，Ⅱn 耐一， 删F n 叼树馏 I ．勘蔬n 砌施n e 脚‰t 主叼c e n t e rD 厂日e n 伽m I ，i n c e ，脚h o u 垂6 D D l 8 ，C h { 觚； 2 ．上r 饥伽E 吲n 贸订叼j 沁∞r c ，lC e n 钯r0 厂施n e 】融№{ 哪n ，l d 施c 袖e 施柳试 P r D c e s s f n g ，Z k 叼旃o “4 5 0 们2 ，C 汔讥动 A b s t I 曩c t T b s t e sa r ec o n d u c t e df o rp o l y m e t a l l i co r ec o n t a i n i n gi m ns u l f u ra n dc o p p e rf 而mH e m n ． A e c o r d i n gt o t h em i n e r a l o g i c a lc h a r a e t e r i s t i co ft h eo r e ，ac o m b i n e dp r o c e s so f s e q u e n t i a ln o t 8 t i o n o f c o p p e ra n ds u l f h ra n dl o wi n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t i o no fn o t a t i o nt a i l i n g s w a sa d 叩t e d ．T h ec o p p e r ， s u l f h r a n di r o nm i n e r a l si nt h eo r ec o u l db er e c o v e r i e db yt h ep m c e s s ，诵t ht l l ei r o nc o n c e n 舰t eg m d i n g6 5 ．5 0 ％ F ea tar e c o v e r yo f4 3 ．0 4 ％，s u Ⅱu rc o n c e n 昀t e 舯d i n g4 2 ．5 0 ％Sa tar e c o v e r yo f9 0 ．6 3 ％a I l dc 叩p e r c o n c e n t r a t eg r a d i n g17 ．5 0 ％C ua tar e c o v e r yo f5 4 ．8 0 ％．7 1 1 l ei r o nc o n c e n t r a t ec o n t a i n sO ．15 ％ C ua n d 0 ．2 5 ％S ，w h i c hs a t i s f i e st h es t a t es t a n d a r do ft h ei m p u d t yc o n t e n ti nC l a s sⅡ i r o np o w d e rc o n c e n t I a t e ． K e yw o r d s c o m p l e xm u l t i m e t a lo f e ； f l o t a t i o n ； l o wm a g l l e “cs e p 锄t i o n ； c o m p r e l l e n s i v er e c D v e r yo f v a 】l l a h l em i n e r a 】s 随着世界各国矿产资源的不断开发利用，有色 金属矿产资源正面临着日渐枯竭的问题，如何从其 它矿产资源中充分回收伴生成分已得到各国的高度 重视【1 ] 。本文针对河南某地铁矿石进行研究，铁矿 石中除含有磁铁矿外，还伴生有黄铜矿、黄铁矿等硫 化矿物和少量的金元素。本研究的关键是综合回收 铁、硫、铜矿物和金，为矿山开发提供科学依据。 1 矿石性质 1 。l 主要化学成分分析及物相分析 原矿样的化学成分分析结果见表1 ，铜和铁物 相分析结果见表2 。由表1 的结果可知，原矿中有 回收价值的元素为铁、硫、铜和金。由表2 和表 3 可知，该矿石属于复杂难选的多金属铁矿石，磁 铁矿中的铁仅占全铁的4 5 ．9 1 ％，这将造成铁精矿 铁回收率低下；伴生铜矿物的氧化率达到3 6 ．5 5 ％， 硫化铜中的铜仅占总铜的6 3 ．4 5 ％，这对铜的回收 十分不利。 1 ．2 矿物组成 河南某铁矿矿石中主要金属矿物为磁铁矿 收稿日期2 0 1 2 一0 2 2 4 修回日期2 0 1 2 0 8 3 1 作者简介李荣改 1 9 7 8 一 ，女，河北邢台人，硕士，工程师，主要从事矿产加工与综合利用方面的研究。 万方数据 2 0 1 2 年第6 期 李荣改等河南某铁硫铜复杂多金属矿选矿试验研究 ．2 1 ． 表2 T a b l e2 铁、铜物相分析结果 A n a l y s i sr e s u l t so fi m n ，c o p p e rph鹊e／％ 1 2 ％ 、黄铁矿、黄铜矿等，主要脉石矿物为石榴 石 2 3 ％ 、辉石 2 4 ％ 、绿帘石 1 6 ％ 、方解石 1 0 ％ 、石英 8 ％ 等。 1 ．3 矿石中主要金属矿物嵌布特征 磁铁矿矿石中的磁铁矿多呈半自形等轴粒 状，部分呈它形粒状，少量自形晶。磁铁矿主要与 石榴子石、辉石、绿帘石、方解石镶嵌连结，其次 与角闪石、石英、黄铁矿等矿物相关。粒度变化较 大，最大粒径2n 吼，最小粒径0 ．0 2m m ，一般为 0 ．7 3 6 ～O ．0 9 2I I l 】m 。 黄铁矿矿石中的黄铁矿多呈半自形、自形等 轴粒状，部分呈它形粒状。黄铁矿主要与石英、石榴 子石、辉石、绿帘石、方解石镶嵌连结，其次与磁铁 矿镶嵌连结。粒度大小不等，最大粒径2 ．0 7 姗， 最小粒径0 ．0 2 3m m ，一般为2 ．0 7 ～0 ．1 8 4 唧。 黄铜矿矿石中的黄铜矿多呈他形粒状，黄铜 矿部分与石榴子石、辉石、绿帘石、方解石、石英 镶嵌连结，部分包裹在石英、黄铁矿、磁铁矿等矿 物中。粒度变化较大，细小粒径仅为0 ．0 0 6m m 左 右，少数粗粒径可达1 ．3 8m m 左右，一般为 】．4 7 2 ～0 ． 4 6m m 。 2 试验方案 对于含有硫化物的磁铁矿石，选矿方案有两 种一是先浮选出硫化物，然后从浮选尾矿中选别 铁矿物；二是先磁选出铁矿物，然后从磁选尾矿浮 选出硫化物[ “] 。我们分别按照上述两种方案进行 了大量的选矿试验，结果发现两种流程所得产品 铜精矿、硫精矿和铁精矿指标基本相差不大，考虑 选矿生产工艺中的“流程简洁与成本节约”原则，选 择“铜、硫优先浮选一浮选尾矿弱磁选”的流程。 3 选矿试验 3 ．1 铜粗选条件试验 3 ．1 ．1 选铜捕收剂对比筛选试验 铜优先浮选的重要因素是捕收剂，因此首先按 照如图1 所示流程进行选铜捕收剂对比筛选试验， 其中铜粗选石灰用量15 0 0 趴，水玻璃10 0 0 趴， 松醇油2 0 加。试验结果见表3 。由表3 中的数据 可以看出，捕收能力和选择性均较好的只有 Y K l 一1 1 ，其它三种捕收剂选择性较差。故铜的捕 收剂选用Y K l 1 1 其为河南省岩石矿物测试中心 研制生产的优先选铜药剂 。 铜 原矿 搅拌、浮选时间单位ⅡI i n 中矿 尾矿 图1 铜粗选试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fr o u g h i n gt e s tf o rc o p p e r 3 ．1 ．2 磨矿细度试验 铁、硫、铜单体解离是提高选矿指标的基本条 件，在单体解离的基础上，矿物粒度也影响泡沫浮 选[ 引，因此接下来按照如图2 所示流程进行磨矿细 度试验。试验结果见图3 。由图3 可知，随着磨矿细 度的增加，铜精矿品位和回收率均呈逐渐上升趋 势，并在_ 7 4 恤m 占8 0 ％时达到峰值，硫精矿品位和 回收率变化不大，故取磨矿细度为一7 4 斗m 占8 0 ％。 3 ．1 ．3 铜粗选石灰用量试验 根据电位调控浮选理论，不同矿物有不同浮选 电位，调整矿浆p H 值可以达到调节矿浆电位的作 用‘圳。本试验选择石灰为矿浆调整剂，并且有抑 万方数据 2 2 有色金属 选矿部分2 0 1 2 年第6 期 表3浮铜捕收剂筛选试验结果 7 I 铀l e3 S c r e e n i n gt e s tr e s l l l t so fc o l l e c t o rf o rn o a t i n g c 叩p e rI I l i n e r a l s ，％ 制黄铁矿的作用。按照图l 所示流程进行石灰用量 试验，结果见图4 ，由图4 结果可知，随着石灰用 量的增大，铜精矿品位和回收率都是先呈上升趋 堡 趔 丑基 b 舞 堡 碍 娶 圄 b 梁 磨矿细度，一7 4 恤m ％ 图3 磨矿细度条件试验结果 F i g ．3 C o n d i t i o nt e s tr e s u l t so f 加n d i n gf i n e n e s s 势，后又下降，综合考虑铜精矿的品位和回收率以 及尾矿中硫的回收率，取石灰用量为10 0 0 矾为宜。 3 ．1 ．4 铜粗选捕收剂用量试验 在磨矿细度一7 4 斗m 占8 0 ％、铜粗选石灰用量 为10 0 0 趴、水玻璃用量10 0 0 趴，松醇油用量 2 0 趴及其它条件不变的前提下，按照如图l 所示 流程，改变铜捕收剂Y K l 1 1 用量进行对比试验， 试验结果见图5 ，当Y K l 1 1 用量为1 5 趴时，可 获得较好的铜粗选指标。 3 ．2 硫粗选条件试验 铜精矿中矿3硫精矿中矿5 中矿4尾矿 图2 磨矿细度试验流程 F i g ．2 n o w s h e e to f 咖n d i n gf i n e n e s st e s t 万方数据 2 0 1 2 年第6 期 李荣改等河南某铁硫铜复杂多金属矿选矿试验研究．2 3 ． 蓬 a 碹 锫 舞 琢 堡 疆 略 奄 班 幂 石灰用量， g t 4 图4 石灰用量条件试验结果 F i g ．4 ’r e s tr e s u l t so fl i m ed o s a g e 堡 褂 擎 回 捂 婆 骣 堡 瓣 娶 回 b 舞 骧 Y K l l l 用量， g ‘t “ 图5Y K 卜1 1 用量试验结果 F i g ．5 T e s tr e s u l t so fY K l 1 1d o s a g e 3 ．2 ．1 硫酸用量试验． 在浮选铜条件不变的前提下，按照如图6 所示 流程改变浮选黄铁矿硫酸用量进行对比试验。试验 结果见图7 。由试验结果可知，随着硫酸用量的增 加，硫精矿品位和回收率基本不变，故不用硫酸。 这样既节约了选矿成本，又避免了硫酸对环境的污 染及对设备的腐蚀。 3 ．2 ．2 硫粗选捕收剂用量试验 按图6 流程，改变浮选黄铁矿的捕收剂丁基黄 药用量进行对比试验。试验结果见图8 。由结果可 知，丁基黄药用量为1 0 0 咖时，硫粗精矿的品位和回 收率都达到峰值，故取丁基黄药用量为1 0 0 新。 3 ．3 铜硫浮选尾矿选铁试验 采用浮选开路的尾矿来进行弱磁选试验。经磁 场强度试验可知，磁场强度为1 5 9 ．2k 刖m 时，指 标最好，得到的铁精矿含铁6 6 ．0 0 ％，作业回收率 5 0 ．3 8 ％，对原矿回收率为3 8 ．8 3 ％。由表4 的结果 可知，尾矿中剩余的磁铁矿含量很少，主要为硅酸 铁，另外还有一部分赤铁矿和褐铁矿。 3 ．4 全流程试验 采用铜、硫优先浮选一浮选尾矿弱磁选的联合 工艺，在磨矿细度为一7 4 斗m 占8 0 ％，铜一次粗 选、一次扫选、两次精选，硫一次粗选、一次扫 药 中矿2尾矿 图6 硫粗选试验流程 F i g ．6 n o w s h e e to fr o u g h i n gt e s tf o rs u Ⅱh r 堡 趔 咯 奄 桨 囊 椿 堡 谢 擎 回 奄 罂 霹 堰 硫酸用量， g ．1 _ 1 图7 硫酸用量试验结果 F i g ．7 T e s tr e s u l t so ft l l es U d f h r i ca c i dd o s a g e 堡 g 咯 靠 寞 囊 梧 堡 督 善 回 b 舞 囊 话 丁基黄药用量， g ．I _ 1 图8 丁基黄药用量试验结果 F i g ．8 T b s tr e s u l t so fb u 哆lx 龃t I l a t ed o s a g e 选、一次精选，铁一段磁选 磁场强度1 5 9 ．2k 刖曲 的条件下进行全流程试验，可以得到含铜1 7 ．5 0 ％、 回收率5 4 ．8 0 ％的铜精矿，含硫4 2 ．5 0 ％、回收率 ∞卯钳n船酊舵孵弱弱∞ ∞粥∞加∞如∞∞加m O Ⅲ％s鼹阻舳％佗醯酣∞ 船钳加弘勉勰M∞坫屹 万方数据 ．2 4 ．有色金属 选矿部分2 0 1 2 年第6 期 9 0 ．6 3 ％的硫精矿和含铁6 5 ．5 0 ％、回收率为4 3 ．0 4 ％ 的铁精矿 见表5 。 表4 T a b l e4 磁选尾矿铁物相分析 A n a l y s i sr e s u l t so fi r o np h a s eo fm a g n e t i c s e p a r a t i o nt a i l i n g s ／％ 耋昙产率1 i 等 回收率 A uC uF bSA u 铜精矿0 ．9 41 7 ．5 0 3 2 ．5 0 2 7 。8 0 硫精矿8 ．8 5 O ．1 33 9 ．5 0 4 2 ．5 0 铁精矿1 3 ．8 0O ．1 56 5 ．5 0 0 ．2 5 尾矿7 6 ．4 l0 ．1 4l o ．6 6 O ．1 2 原矿1 0 0 ．0 O ．3 02 1 ．0 0 4 ．1 5 A u 品位单位为虮。 4 结论 1 河南某铁矿矿石属于复杂难选的多金属矿 石，矿石中除磁铁矿外，还伴生有铜、硫矿物。磁 铁矿中的铁仅占全铁的4 5 ．9 1 ％，这是造成铁精矿 铁回收率低的原因；伴生铜矿物的氧化率达到 3 6 ．5 5 ％，硫化铜中的铜仅占总铜的6 3 ．4 5 ％，这对 铜的回收十分不利。 2 本选矿工艺紧密结合矿石性质，采用铜、 硫依次浮选一浮选尾矿弱磁选联合工艺流程，获得 了硫品位达到4 2 ．5 0 ％的高品质硫精矿、铁品位达 到6 5 ．5 0 ％的优质铁精矿以及铜品位为1 7 ．5 0 ％的铜 精矿，铁精矿含硫为0 ．2 5 ％，含铜为0 ．1 5 ％，达到 国家铁精矿粉二级品的质量要求。 3 由尾矿铁物相分析结果可知铁回收率低的 原因是磁铁矿中的铁分布率为2 ．6 2 ％，剩下的大部 分为硅酸铁，不可选，另外有一部分为赤、褐铁 矿，由于该部分含量低，仅有2 ．9 4 ％，如果回收流 程太长或复杂，则回收成本太高，所以，进一步回 收没有价值。 参考文献 [ 1 ] 张自业，陈红轶，李绍英．河南某多金属铁矿石选矿试验 研究[ J ] ．金属矿山，2 0 0 9 6 8 0 - 8 3 ． [ 2 ] 李俊宁，肖春莲，王炬，等．某铁硫铜复杂多金属矿选矿 工艺研究[ J ] ．金属矿山，2 0 0 8 ，3 8 1 2 5 8 - 6 3 ． [ 3 ] 邵伟华，杨波．某铜铁矿选矿厂铁精矿降硫试验研究 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 5 4 2 7 2 9 ，1 2 ． [ 4 ] 陈建华，冯其明．铜硫浮选分离技术进展[ J ] ．矿产保护 与利用，1 9 9 7 4 1 8 2 l [ 5 ] 胡为柏．浮选[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 8 ． [ 6 ] 于传兵，刘清高．难选复杂铜矿石选矿工艺探讨[ J ] ．有 色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 4 1 9 2 1 ． [ 7 ] 彭会清，邓强，吕纪霞．从安徽某磁铁矿磁选尾矿中选 铜的试验研究[ J ] ．金属矿山，2 0 0 7 1 0 1 2 3 一1 2 7 ． 、 ／佘 ／；、 ／；、 ／会 ／乱 ／乱 ／小 ／佘 ／；、 ／孙 ／；、 ‘卜 ／佘 ／乱 ／；＼ ／；、 ／＼ ‘卜 ／乱 ／佘 石卜 八 ／；、 ／乱 ‘ ／乱 ／又 ／乱 ／乱 ‘ ／，乱 ／A 石、 ／拿 上接第1 9 页 实现了晶相调控，有利于浮选指标的提高，开发出 一种浮选回收炉渣新方法。 3 在推荐的诺兰达炉渣选矿工艺流程 药剂 制度 下，全流程开路选别，就可获得精矿品位 3 0 ％左右、回收率 9 4 ％、尾矿品位 含中矿 0 ．3 5 ％的优良指标。表明本研究工艺流程合理，指 标先进。值得迸一步推广。 参考文献 [ 1 ] G ．布鲁特．应用浮选和与黄铁矿焙烧工艺从铜渣中回收 有价金属[ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 7 ，4 4 1 0 3 1 3 5 ． [ 2 ] 周灼刚．试述铜冶炼渣的综合利用[ J ] ．冶金丛刊，1 9 9 4 5 1 1 一1 3 ． [ 3 ] 张林楠，张力，王明玉，等．铜渣的处理与资源化[ J ] ．矿 产综合利用，2 0 0 5 ，3 3 5 2 2 2 6 ． [ 4 ] 田锋，张锦柱，师伟红，等．炼铜炉渣浮选铜研究与实践 进展[ J 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