硫精矿磁选浮选联合降砷试验研究.pdf

2 0 1 8 年第6 期有色金属 选矿部分 6 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 8 ．0 6 ．0 1 3 硫精矿磁选浮选联合降砷试验研究 李俊旺1 ，曹飞2 1 ．北京矿冶科技集团有限公司矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 ； 2 ．九江学院化学与环境工程学院，江西九江3 3 2 0 0 5 摘要内蒙古某铜矿选矿厂生产的硫精矿中砷含量较高，严重影响了硫精矿的品质。经过试验研究，确定采 用磁浮联合选矿工艺，通过一次磁选，磁选尾矿一次粗选两次扫选一次精选浮选工艺流程，最终获得了硫品位 3 5 ．0 6 ％、含砷0 ．1 3 ％，硫回收率9 0 ．5 3 ％的硫精矿，对同类矿山解决砷硫分离问题具有一定的参考价值。 关键词硫精矿；砷硫分离；磁选浮选联合 中图分类号T D 9 2 ；T D 9 5 1文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 8 0 6 - 0 0 6 7 - 0 5 E x p e r i m e n t a lS t u d yt oR e m o v eA r s e n i cf r o mS u l p h u rC o n c e n t r a t e b yU n i t e dM a g n e t i cS e p a r a t i o n - f l o t a t i o nP r o c e s s u J u n w a n g J ．C A OF e i 2 J ．S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fM i n e r a lP r o c e s s i n go fC h i n a ， B G R I M MT e c h n o l o g yG r o u p ，B e i j i n g1 0 2 6 2 8 ，C h i n a ； 2 ．C o l l e g eo fC h e m i s t r ya n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g ，J i u j i a n gU n i v e r s i t y ，J i u j i a n gJ i a n g x i3 3 2 0 0 5 ，C h i n a A b s t r a c t T h es u l p h u rc o n c e n t r a t eo fac o p p e rp l a n ti nN e i m e n g g uh a dah i g ha r s e n i cc o n t e n t ，w h i c h a f f e c t e dt h eq u a l i t yo fs u l p h u rc o n c e n t r a t es e r i o u s l y ．B yt e s t sr e s e a r c h ，ac o m b i n a t o r i a lt e c h n o l o g yo fm a g n e t i c s e p a r a t i o na n df l o t a t i o n w a sc h o s e nt ou s ei nt h et e s t ．T h r o u g ho n e m a g n e t i cs e p a r a t i o na n df l o t a t i o n o fo n e r o u g h i n g ，t w os c a v e n g i n ga n do n ec l e a n i n g ，as u l p h u rc o n c e n t r a t ew a so b t a i n e dt h a tc o n t a i n e d3 5 ．0 6 ％s u l p h u r a n d0 ．13 ％a r s e n i c ，a n dh a da9 0 ．5 3 ％s u l p h u rr e c o v e r y ．I th a dac e r t a i nr e f e r e n c ev a l u eo ns o l v i n gt h e s e p a r a t i o no fa r s e n i ca n ds u l f u rf o rs i m i l a rm i n e ． K e yw o r d s s u l p h u rc o n c e n t r a t e ；a r s e n i c s u l p h u rs e p a r a t i o n ；u n i t e dm a g n e t i cs e p a r a t i o n f l o t a t i o n 内蒙古某铜硫矿石主要金属矿物为黄铁矿、磁 黄铁矿和黄铜矿，并伴生有金、银等可综合回收的有 益元素。选矿厂采用优先浮选工艺回收铜硫矿物， 产出铜精矿和硫精矿。由于黄铁矿和毒砂的可浮性 相似，生产的硫精矿含砷较高，严重影响后续的冶 金、制酸作业，并且带来诸多环境污染问题引。砷 硫分离是硫化矿浮选中比较具有代表性的难题。近 年来，选矿工作者在新药剂、新工艺等方面开展了砷 硫分离技术研究，并取得了一系列成果M 引。本研 究旨在通过试验确定合理的砷硫分离工艺流程和适 宜的药剂制度，获得高质量的硫精矿。 1 矿样性质 矿样取自选铜尾矿，经镜下鉴定发现其矿物种 类比较多，嵌布关系复杂。金属矿物主要为黄铁矿、 磁黄铁矿，此外亦见少量磁铁矿和很少量的闪锌矿， 偶见黄铜矿和方铅矿零星分布。脉石矿物主要为石 英、若干种铝硅酸盐 斜绿泥石和黑云母为主 ，以 及少量碳酸盐。 工艺矿物学研究表明，黄铁矿在矿石中多以自 形晶 立方体 、半自形晶和它形晶粒状及其集合体 产出，另外有少数以胶状产出。磁黄铁矿在矿石中 多以它形粒状产于脉石矿物中，与黄铜矿嵌布关系 密切，且交代黄铜矿；另外也见磁黄铁矿颗粒包裹在 黄铜矿颗粒中。毒砂含量较低，常呈自形、半自形粒 状，部分为不规则状，与黄铁矿的关系均较为密切。 矿样多元素分析结果见表1 。 收稿日期2 0 1 8 - 0 2 - 0 8修回E t 期2 0 1 8 - 0 9 - 2 9 作者简介李俊旺 1 9 8 2 - ，男，博士，工程师，主要从事浮选理论与工艺方面研究。 万方数据 6 8 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第6 期 1 单位为g ／t 。 矿样的粒度分析结果见表2 。由表2 可知，矿 样中一7 4p , m 粒级产品占6 1 ．0 4 ％。此时，该粒级 中硫和砷的分布率分别为6 4 ．9 9 ％和7 7 ．0 4 ％。其 中，一3 8 斗m 的粒级中，硫和砷的分布率分别达到 表2 T a b l e2 3 7 ．4 9 ％和5 2 ．8 5 ％。从粒级分布上看，毒砂与 磁 黄铁矿的嵌布关系密切。此外，毒砂在细粒级中分 布率较高，对于浮选而言，这部分物料会影响砷硫分 离时抑制剂的选择性，从而增加了砷硫分离的难度。 矿样粒度分析结果 A n a l y s i sr e s u l to fs a m p l es i z e 粒级／I ．t m 产率／％ 品位／％分布率／％ 硫砷硫砷 2 试验研究 篥耄竺萎箬薹嘉毳薯翥鬟辇莩亲箍墨嚣籍； 2 ．1 磁选试验探索试验，结果见表3 。 矿物学研究表明，矿样中的硫主要分布在黄铁 表3 T a b l e3 磁选试验结果 M a g n e t i ct e s tr e s u l t s 由表3 可知，在一定磁场强度条件下，通过磁选 机可以分离出部分含砷小于0 ．0 5 ％的合格硫精矿。 随着磁场强度的升高，硫精矿砷品位无明显变化，而 硫品位逐渐降低，同时硫的回收率略有升高。综合 考虑，确定磁选的磁场强度为0 ．4T 。 2 ．2 浮选试验 在磁场强度为0 ．4T 的条件下，以磁选尾矿作 为浮选给矿，进行了抑制剂种类及用量、矿浆p H 值、浮选浓度等工艺优化试验。 2 ．2 ．1 抑制剂种类试验 高效抑制剂的选择是实现砷硫分离的关 键【9 。1 ⋯。在矿浆浓度为3 0 ％的条件下，进行了抑制 剂的筛选试验，旨在寻求毒砂的选择性抑制剂。试 验流程见图1 ，试验结果见表4 。 万方数据 2 0 1 8 年第6 期李俊旺等硫精矿磁选浮选联合降砷试验研究 6 9 药剂用量单位g ／t ； 搅拌、浮选时间单 下同 给矿 立m i n 2 ； 调整p H i 2 抑制荆8 0 l 2 丁基黄药8 粗 选 5 松醇油2 0 粗精矿 尾矿 图1 抑制剂种类试验流程 F i g ．1E x p e r i m e n t a lf l o wo fd i f f e r e n td e p r e s s a n t s 由表4 可知，在碱性矿浆条件下，高锰酸钾对毒 砂和黄铁矿均具有较强的抑制性，选择性较差；漂白 粉和腐殖酸钠对毒砂的抑制性较强，而对黄铁矿的 抑制性较弱，具有较好的选择性；硫酸亚铁铵对毒砂 的抑制性较弱，硫精矿的砷品位较高。综合考虑抑 表5 T a b l e5 制剂成本及效果，选择漂白粉作为毒砂的抑制剂。 2 ．2 ．2 漂白粉用量试验 采用漂白粉作为抑制剂，在矿浆浓度为3 0 ％的 条件下，考察了漂白粉用量对砷硫分离效果的影响。 试验流程见图2 ，试验结果见表5 。 给矿 为8 8 0 松醇油2 0 粗精矿尾矿 图2 漂白粉用量试验流程 F i g ．2E x p e r i m e n t a lf l o wo fb l e a c h i n g p o w e rd o s a g e s 漂白粉用量试验结果 T e s tr e s u l t so fb l e a c h i n gp o w e rd o s a g e s 万方数据 7 0 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第6 期 由表5 可知，随着漂白粉用量的增加，硫精矿的 回收率逐渐下降；硫精矿的砷品位和回收率均随着 漂白粉用量的增加而逐渐降低。综合考虑，确定漂 白粉的用量为8 0 0g ／t 。 2 ．2 ．3 矿浆p H 值试验 p H 值对矿物的浮游性具有重要的影响。采用 石灰作为p H 值调整剂，在矿浆浓度为3 0 ％的条件 下，考察了矿浆p H 值对砷硫分离的影响。试验流 程见图3 ，试验结果见表6 。 表6 T a b l e6 给矿 2 调整矿浆| 2 漂白粉8 c 2 ≥ 丁基黄药 粗选 粗精矿尾矿 图3 矿浆p I - I 值试验流程 F i g ．3E x p e r i m e n t a lf l o wo fd i f f e r e n to r ep u l pp H 矿浆p I - I 值试验结果 T e s tr e s u l t so fd i f f e r e n to r ep u l pp Hv a l u e 由表6 可知，在酸陛条件下，毒砂和黄铁矿具有 相似的浮游性，在浮选过程中富集从而造成硫精矿 含砷较高；而在碱性条件下，抑制剂对毒砂的抑制性 较好，但对黄铁矿可浮性影响较小，从而有利于毒砂 与黄铁矿之间的浮选分离。因此，确定浮选的矿浆 p H 值为8 ．5 左右。 表7 T a b l e7 2 ．2 ．4 矿浆浓度试验 适宜的矿浆浓度可为实现砷硫高效分离创造有 利条件。考察了不同矿浆浓度对砷硫分离的影响， 以确定较佳的矿浆浓度。试验流程见图3 ，试验结 果见表7 。 矿浆浓度试验结果 T e s tr e s u l t so fd i f f e r e n to r ep u l pc o n c e n t r a t i o n s 万方数据 2 0 18 年第6 期 李俊旺等硫精矿磁选浮选联合降砷试验研究 7 1 由表7 可知，随着矿浆浓度的增大，硫精矿的硫 品位逐渐降低，但回收率逐渐升高并趋于稳定；硫精 矿的回收率随着浓度的增大而逐渐升高。因此，综 合考虑确定浮选的矿浆浓度为3 0 ％。 2 ．3 闭路试验 在上述条件试验研究的基础上进行了磁浮联合 工艺闭路试验。试验流程及条件见图4 ，试验结果 见表8 。 矿样 忑 0 4 T 2 2 2 调整矿浆p H 值为8 ．5 漂白粉8 0 0 丁基黄药8 0 ，松醇油2 0 2 漂白粉4 0 0 2 I 丁基黄药2 0 蛰l 鎏1 5 ；癖 硫精矿尾矿 图4 闭路试验流程 F i g ．4 T h ef l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tf l o t a t i o nt e s t 表8闭路试验结果 T a b l e8 R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t 表8 试验结果表明采用“磁选一浮选”联合选 矿工艺流程，可以获得含硫3 5 ．0 6 ％、含砷0 ．1 3 ％， 硫回收率为9 0 ．5 3 ％的硫精矿，符合产品质量标准。 3 结论 1 矿物学研究表明，矿样中的硫主要分布在黄 铁矿和磁黄铁矿中。其中，磁黄铁矿可通过磁选的 方法进行回收。磁选试验结果表明，在0 ．4T 磁场 强度条件下，磁选精矿含硫3 4 ．1 6 ％、含砷0 ．0 3 ％， 硫回收率为4 6 ．9 4 ％。 2 浮选试验表明，在浮选浓度为3 0 ％、矿浆p H 值为8 ．5 条件下，采用漂白粉 8 0 0g ／t 作为毒砂抑 制剂，可以实现毒砂与黄铁矿之间的浮选分离。采 用磁选浮选联合选矿工艺流程，可以获得含硫 3 5 ．0 6 ％、含砷0 ．1 3 ％，硫回收率为9 0 ．5 3 ％的硫精 矿，符合产品质量标准。 3 磁选浮选联合工艺流程，充分利用黄铁矿和 磁黄铁矿的矿物特性，采用不同的选别工艺分别进 行回收，可以较好地实现砷硫分离，降低硫精矿中砷 的含量，具有操作简单、生产成本较低、易于管理等 特点。 参考文献 [ 1 ] 叶雪均，吕炳军．毒砂和黄铁矿的浮选分离研究现状及 趋势[ J ] ．世界有色金属，2 0 0 9 3 2 6 - 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