多金属硫化矿弱碱性条件浮选硫实践.pdf

2 0 1 6 年第5 期有色金属 选矿部分 5 5 d o i l O ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 l - 9 4 9 2 ．2 0 1 6 ．0 5 ．0 1 2 多金属硫化矿弱碱性条件浮选硫实践 杨鑫生1 ，余延涛z 1 ．灵宝金源晨光有色矿治有限公司，河南灵宝4 7 2 5 0 0 ； 2 ．灵宝金源股份有银公司，河南灵宝4 7 2 5 0 0 摘要在弱碱性条件下实现硫化矿的浮选富集，采用铵盐部分代替硫酸作为高碱介质中硫化矿活化剂。对活化剂组 合、铵盐比例、活化剂用量和捕收剂用量进行试验，并进行了成本对比和工业化试验。试验结果表明铵盐浮选可以在弱碱性 条件下达到与硫酸活化同样的效果，浮选成本得到降低，有利于尾矿废水处理。 关键词弱碱性；铵盐；硫铁矿；硫酸 中图分类号T D 9 2 3 ；T D 9 2 6 ．5文献标志码A文章编号1 6 7 l _ 9 4 9 2 2 0 1 6 0 5 枷5 5 讲 E x p e r i m e n tP r a c t i c eo fM l l l t i m e t a lS u m l r i cO r en o t a t i o ni l lW e a ⅪyB 嬲i cP I I I p M B 艇瑚 e 昭7 ，y U 地n t ∞2 J ．￡魄加n oG D 纪勋u r c e 傩e 昭妣增Ⅳo n 乒册w 胧儿i n g 口蒯胁地盯u 呦r 儿d ．，厶n 妙∞胁眦凡4 7 2 5 D D ，∞i №； 2 ．￡i 凡的伽∞纪舶u r c ec o ．，厶d ．，￡i n 9 6 ∞胁∞n 4 7 2 5 D D ，醌i m A b s t r a c t A m m o n i u ms a l ti n s t e a do fs u l f u r i ca c i di su s e df o rs u d a c t a n ti np u l pw i t hh i g hc o n c e n t m t i o no f c a l c i u ma n da l k a l i ，h e n c es u l p h i d eo I ．ee n r i c h e db yw a yo fn o t a t i o ni nw e a k l yb a s i cp u l p ． E x p e r i m e n tw a sc o n d u c t e d s u r r o u n d i n gc o m b i n a t i o n so fs u d h c t a n t ， t h er a t i oo fa m m o n i u ms a l t ，t h eu s a g eo fs u 五a c t a n t 蛐dc o l l e c t o r s ．A n d r e a g e n tc o s ta c c o u n t i n ga n di n d u s t r i a l i z e dt e s tw e r ea l s os t u d i e di nd e t a i l s ．T h ec o n s e q u e n c ea p p m v e dt h a tt } I es a m e r e c o V e r ym t ew a So b t a i n e du s i n ga m m o n i u mi nw e a k l yb a S i cp u l pc o m p a d n gs u h r i ca c i d ，a n dt h ec o s t so fn o t a t i o n a n dt h et a i l i n g sw a s t e w a t e rr e d u c e ds i m u l t a n e o u s l y ． K e yw o r d s w e a k l yb a s i c ；a m m o n i u ms a l t ；s u l p h i d eo r e ；s u Ⅱu r i ca c i d 河南灵宝银家沟硫铁矿是一座大型硫铁矿山， 硫铁矿储量丰富 约48 8 0 万t ，且伴生有铜、锌、 金、银等有价金属资源。目前该矿区选矿厂采用“优 先浮铜抑硫，尾矿活化浮选硫”的工艺富集得到铜精 矿和硫精矿。优先浮选工艺中碱度一般较高，矿浆 中C a 2 对黄铁矿形成抑制作用，浮选硫时需要通过 活化剂活化黄铁矿引。在选硫时，一般用硫酸作为 活化剂，调节矿浆为酸性条件 p H 值为5 ～6 ，这就 导致选矿设备腐蚀严重，虽然浮选机、管道采用防腐 处理，但设备经常因腐蚀，造成跑冒滴漏，甚至停产， 给日常生产管理造成不便，影响设备运转率，且对环 境造成影响，污水处理费用较高“ 圳。 黄尔君等人的研究表明铵盐对高碱度条件被抑 制黄铁矿的活化作用非常明显，对比多种铵盐的活 化效果，并研究活化机理，这为在弱碱性条件下浮选 硫的工业实践提供依据”圳。 本研究通过试验采用碳酸氢铵作为活化剂实现 弱碱性浮选回收硫铁矿，解决了设备腐蚀，环境污染 及污水处理的问题。试验中将原有的以单一硫酸为 活化剂在酸性条件下浮选改进为混合活化剂在弱碱 性或中性条件下作业，探索铵盐 碳酸氢铵 使用药 量和添加比例。最终进行工业化试验，获得了与酸 性条件下浮选一致的良好效果。 1 矿石性质 试验原料为银家沟硫铁矿选矿厂优先选铜后的 铜尾矿矿浆，搅拌均匀后取一定体积矿浆进行试验。 选矿厂硫铁矿矿石类型主要为黄铁矿、菱铁矿一黄 铁矿、磁黄铁矿一菱铁矿。伴生金属矿主要为黄铜 矿、闪锌矿、铜蓝、砷黝铜矿和辉铜矿，微量金属矿物 有硫铋铅矿、菱锌矿和自然金，主要脉石矿物为碳酸 盐、石英、黏土类、云母和少量滑石组成。原矿中主 要化学元素分析结果见表l 。 收稿日期2 0 1 6 旬l - 2 7修回日期2 0 1 6 J D 7 ．2 2 作者简介杨鑫生 1 9 6 8 一 ，男，河南灵宝人，工程师，主要主要从事矿山技术工作。。 万方数据 5 6 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第5 期 2 试验 通过小型试验获得碳酸氢铵和硫酸两种活化剂 对黄铁矿活化效果差异对比，然后进行活化剂用量 试验以获得最佳金属回收率，进行新药剂制度和旧 药剂制度产品指标对比，最后通过工业化试验验证 小型试验结果，并对工业化试验结果进行分析。 2 ．1 活化剂对比试验 优先选铜尾矿矿浆为高碱度介质，矿浆p H 值为 1 2 ，硫化矿物需要经过活化才能富集捕收。活化黄 铁矿一般采用硫酸，但是硫酸大量使用使得矿浆呈 酸性，而采用铵盐作为活化剂可以在低碱度活化黄 铁矿，碳酸氢铵对高碱高钙介质中黄铁矿活化效果 最显著∞J ，所以采用碳酸氢铵作为黄铁矿活化剂，进 行单一用药和组合用药浮选对比试验，浮选采用一 次粗选工艺，捕收剂为黄药，试验结果见表2 。 表2不同活化剂浮选对比试验 T a b l f l 2F l o t a t i o nt e s tw i t hv a r i o u ss u r f a c t a n t s／％ 活化剂铜尾矿硫品位硫粗精矿品位硫尾矿品位回收率 从表2 可以看出，使用碳酸氢铵得到硫精矿品 位最高为5 0 ．3 0 ％，能够对黄铁矿进行有效捕收，但 是尾矿硫品位较高；组合用药得到精矿回收率高于 单一活化剂用药，说明组合用药对黄铁矿的活化作 用好于单一活化剂，所以采用组合药剂进行试验。 铵盐活化作用主要表现在碳酸根离子和铵根离子， 碳酸根离子降低矿浆介质碱度，对黄铁矿颗粒表面 的金属氢氧化物薄膜形成破坏作用，解析硫化矿矿 物表面部分钙离子和铁离子，同时铵根离子对黄药 的选择性吸附起到促进作用。 2 ．2 活化剂比例试验 在保证精矿回收率的前提下应尽可能减少药剂 量，提高药剂活化效果。探索组合药剂硫酸和碳酸 氢铵的最佳配比，活化剂总用量为9k g ／t ，试验中入 选矿石硫品位2 1 ．7 9 ％。活化剂用量的三种比例以 及试验得到精矿各指标和尾矿品位见表3 。 表3活化剂比例探索试验结果 T A b l e3T e s tr e s u l to fs u r f a c t a n tm t i o／％ 从表3 可知，活化剂比例对精矿回收率影响较 大，硫酸与碳酸氢铵最佳比例为1 l 。碳酸氢铵用量 过低，对矿石的活化作用减弱，不利于回收硫化矿 物，碳酸氢铵用量过大导致精矿产率降低，降低了精 矿回收率。 2 ．3 活化剂用量试验 硫酸和碳酸氢铵比例为1 l ，对活化剂用量进行 试验，浮选工艺为一次粗选，粗选精矿产率和硫回收 率情况见表4 。 表4不同活化剂用量试验结果 T a b l e4T e s tr e s u l to fs u 以c t a n tu s a g e ／％ 从表4 中可知，活化剂用量越少，精矿硫品位逐 渐提高，精矿产率随之降低，硫回收率逐渐降低。当 活化剂用量小于6k g ／t 时，硫回收率降幅较大，尾矿 硫品位较高。活化剂用量过少，矿浆介质p H 值高， 黄铁矿不能被有效活化直接导致硫精矿产率减少， 精矿品位的提高不能弥补产率降低导致的硫回收率 的降低。综合考虑活化剂合适用量为6k g ／t 。 2 ．4 捕收剂用量试验 试验采用组合活化剂后进行捕收剂试验，丁基 黄药用量分别为1 0 0 、1 5 0 、2 0 0 、2 5 0g ／t ，采用混合活 化剂硫酸碳酸铵 1 l 作为黄铁矿活化剂，浮选工 艺流程见图l 。得到精矿产品品位和回收率见表5 。 从表5 可知，捕收剂丁基黄药用量增加，硫粗精 矿产率逐渐提高，而硫粗精矿硫品位有所降低，硫回 收率先升高后在黄药用量为2 5 0g ／t 时开始降低。 所以黄药用量不是越大越好，粗选黄药用量2 0 0g ／t 最合适。粗选一次加药量大容易导致目的矿物和脉 万方数据 2 0 1 6 年第5 期杨鑫生等多金属硫化矿弱碱性条件浮选硫实践 5 7 石的分选效果不好，同时可能导致生产中出现冒槽， 不能将药剂效率发挥到最大，所以浮选作业中提倡 多次多点给药。 m J ，、 2 硫酸 碳酸氢镑 2 j 丁基黄药变量 l ≥ I | I z 一2 0 02 0 1 K 松醇油l o 铜l 扫选 | ●_ ■■■■■●■■■■■●_ ■ 5 硫精矿 2 K 硫酸3O o o ，碳酸氢铵3 0 0 0 2 l 丁基黄药2 0 0 1 I 松醇油2 0 硫l 粗选 6 2 I 丁基黄药1 0 0 1 I 松醇油2 0 硫I 扫选 尸皇产气 3 尾矿 图3 新工艺浮选流程 F i g ．3 F l o w s h e e to fn e wn o t a t i o np r o c e s s 采用新药剂制度后，调整浮选各指标稳定运行， 每两小时取样一次，根据统计结果得到浮选流程铜 和硫金属平衡图 见图4 。从试验结果看，新工艺 万方数据 5 8 有色全属 选矿部分2 0 1 6 年第5 期 得到硫精矿品位4 6 ．8 8 ％，硫回收率8 9 ．1 3 ％，与改 造前基本一致，尾矿矿浆p H 值由6 提高到8 ，大大 3结论 降低了尾矿废水处理难度和经济成本，同时浮选过 程药剂成本也得到降低，创造较大的经济效益。 尾矿 图4 新工艺流程金属平衡图 F i g ．4 M e t a li n d i c a t o rb a l a n c eo fn e wp r o c e s sn o t a t i o n 1 根据选矿厂现实条件，在矿山技术日趋进步， 矿山经济效益困难时期，对现有工艺进行技术升级， 通过采用新类型活化剂碳酸氢铵，显著降低药剂成 本，降低矿山环境保护负担。 2 通过条件试验确定了铵盐弱碱性条件下浮选 回收硫的可行性，同时进行活化剂组合比例和用量 试验，得到铵盐碳酸氢铵和硫酸使用比例为l 1 ，总 用量为6k g ／t 时可以获得较好的硫浮选效果。 3 工业试验表明新工艺可获得硫品位4 6 ．8 8 ％， 硫回收率8 9 ．1 3 ％的硫精矿。采用新工艺可以降低 药剂成本1 ．2 4 形t ，同时使得尾矿矿浆p H 值由6 提高到8 ，有利于尾矿废水处理，降低了尾矿库废水 处理压力，环保效益明显。 参考文献 [ 1 ] 胡天喜，文书明．硫铁矿选矿现状与发展[ J ] ．化工矿物 与加工，2 0 0 7 ，3 6 8 1 - 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