高硫锡粗精矿新型活化剂脱硫试验研究.pdf

2 0 1 7 年第1 期有色金属 选矿部分 9 l 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 7 ．0 1 ．0 2 1 高硫锡粗精矿新型活化剂脱硫试验研究 韩彬，刘亚伟，牛珊，贾素娥，李辉 云南华联锌铟股份有限公司，云南文山6 6 3 7 0 1 摘要某选矿厂高硫锡粗精矿采用硫酸活化后进行脱硫浮选，存在活化效果不佳而导致硫脱除不干净以及设备腐蚀、 环境等问题。针对该现状，对高硫锡粗精矿进行了新型活化剂F S 脱硫试验研究，当锡粗精矿含硫2 1 ．6 3 ％时，经过“一次粗 选、两次扫选和一次精选”的闭路流程，可获得含硫3 6 ．0 8 ％、回收率9 8 ．0 4 ％的硫精矿，锡在硫精矿的损失率仅为4 ．3 8 ％，尾 矿 锡精矿 含硫仅1 ．0 3 ％。与硫酸活化相比，F s 新型活化剂具有活化后浮选速率快、脱硫硫精矿回收率高，对现场设备设施 腐蚀度低，不产生有毒有害气体等优点。 关键词硫化铁矿物；浮选；新型活化剂F S ；试验研究 中图分类号T D 9 5 2 ；T D 9 2 3 ．1 4文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 6 0 6 - 0 0 9 1 - 0 4 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nH i g h s u l f u rC r u d eT i nC o n c e n t r a t e sN o v e lD e s u l f u r i z a t i o nA c t i v a t o r H A N B i n ，L I UY a w e i ，M US h a n ，J I AS u e ，L IH u i Y u n n a nH u a l i a nZ i n ca n dI n d i u mC o ．，L t d ．，W e n s h a nY u n n a n6 6 3 7 0 1 ，C h i n a A b s t r a c t A f t e rac o n c e n t r a t o rf l o t a t i o nd e s u l f u r i z a t i o no fh i g h ．s u l f u rc r u d et i nc o n c e n t r a t eu s i n gs u l f u r i ca c i d a c t i v a t i o n ，r e s u l t i n gi nt h ep r e s e n c eo fa c t i v a t e di n e f f e c t i v es u l f u rr e m o v a li sn o tc l e a na sw e l la se q u i p m e n tc o r r o s i o n a n de n v i r o n m e n t a li s s u e s ．A g a i n s tt h es t a t u sq u oo fh i g h - s u l f u rc r u d et i nc o n c e n t r a t ei san e we x p e r i m e n t a ls t u d y a c t i v a t o rF Sd e s u l p h u r i z a t i o n ，w h e nt h et i nc o n c e n t r a t es u l f u rc r u d ea t21 ．6 3 ％，a f t e rt h ep r o c e s so fo n er o u g h i n g ， o n ec l e a n i n ga n dt w os e a v e n 舀n g ，t h ec l o s e dc i r c u i to b t a i n e ds u l f u r3 6 ．0 8 ％，9 8 ．0 4 ％r e c o v e r yr a t eo fs u l f u r c o n c e n t r a t e ，t i nc o n c e n t r a t es u l f u ri nt h el o s sr a t eo f4 ．3 8 ％，t a i l i n g s t i no r e i so n l y1 ．0 3 ％s u l f u r ．C o m p a r e d w i t ht h ea c t i v a t i o no fs u l f u r i ca c i d ，F Sh a san o v e la c t i v a t o ru p o na c t i v a t i o nf l o t a t i o ns p e e d ，h i g hd e s u l f u r i z a t i o n s u l f u rc o n c e n t r a t er e c o v e r y ，o n s i t ee q u i p m e n ta n df a c i l i t i e sc o r r o s i o ni s l o w ，i td o e sn o tp r o d u c ep o i s o n o u sg a s e s a n do t h e ra d v a n t a g e s ． K e yw o r d s p y r i t e ；f l o t a t i o n ；n o v e la c t i v a t o rF s ；e x p e r i m e n t a ls t u d y 硫化铁矿物是金属矿山最为普遍、最为常见的 金属硫化矿物，其常与铜、锌、铅和锡等金属矿物共 生。常规含硫化铁多金属矿的浮选一般是先对硫化 铁矿物进行抑制，优先浮选回收有价的主要金属元 素，再考虑硫化铁矿物的浮选回收剖。被抑制的硫 化铁矿物需活化后才能改善其可浮性，目前硫酸铜 和硫酸是常用的硫化铁矿物活化剂，但因硫酸铜存 在价格昂贵，选矿成本较高，对石灰抑制的硫化铁矿 物活化效果不佳等缺点；硫酸活化选择性不高、效果 差，消耗量大，浓硫酸稀释存在极大的安全隐患，原 液直接添加又会产生大量硫化氢气体，恶化生产操 作环境等诸多缺点H 引。因此，高效，环保和经济的 收稿日期2 0 1 6 - 0 8 1 8修回日期2 0 1 6 - 11 - 2 2 作者简介韩彬 1 9 8 9 - ，男，广西玉林人，硕士，助理工程师。 硫铁矿新型活化剂具有很好的研究和应用意义。 都龙矿区是我国大型、含有大量共伴生稀贵金 属的锌、锡、铜多金属矿床，锡储量居全国第三。其 选锡工艺采用摇床重选 脱硫浮选，其脱硫工艺采 用硫酸活化后进行脱硫浮选，存在活化效果不佳而 导致硫脱除不干净以及设备腐蚀、环境等问题。针 对硫酸活化的缺点，在系统研究该硫铁矿工艺矿物 学特性的基础上，进行了硫铁矿新型活化剂F S 其 主要成分为氟硅酸钠 的试验研究，在对生产成本影 响较小的前提下，提高脱硫效果，得到合格锡精矿的 同时，也综合回收了硫化铁矿物，解决了结垢、腐蚀、 产生有毒气体及避免使用危化品硫酸等问题。 万方数据 9 2 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第1 期 1 原矿性质及试验方法 1 ．1 原矿性质 为了了解原矿的性质，对原矿进行了原矿多元 素分析，铁物相分析和硫铁矿的工艺矿物学特征研 究等。原矿多元素结果结果见表1 、铁物相见表2 。 和银，其中铁的含量为2 1 ．5 9 ％，硫的含量为 7 ．5 2 ％。由表2 可知，铁主要赋存在硫矿物中，其次 是赋存在硅酸盐矿物和磁铁矿中，在硫矿物中铁的 占有率为4 1 ．2 7 ％。矿石中硫化铁矿物主要是磁黄 铁矿和黄铁矿，矿物相对含量分别为1 1 ．6 0 ％和2 ． 4 9 ％． 由表1 可知，原矿的有价元素为铜、锌、锡、铁、硫、铟 表1原矿多元素分析结果 T a b l e1 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 fr u n o f - m i n eo r e ／％ 图1硫铁矿的工艺矿物学特征 F i g ．1 P r o c e s sm i n e r a l o g yc h a l ’a c t e r i s t i c so fp y r i t e 工艺矿物学研究表明，原矿石化学成分和矿物 组成复杂，主要的金属矿物有黄铜矿、铁闪锌矿、锡 石、黄铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿、毒砂等，各种金属矿 物共生关系密切，相互穿插镶嵌包裹现象普遍。矿 石中磁黄铁矿的嵌布粒度较粗，多数磁黄铁矿呈不 规则状嵌布在脉石矿物中，仅少量磁黄铁矿以包裹 体的形式嵌布在闪锌矿中；粗粒磁黄铁矿中亦常包 裹不规则状闪锌矿、毒砂、细粒磁铁矿及锡石等矿 物。磁黄铁矿的粒度一般为2 0 3 0 0 “m ，最大粒度 为6 0 0 m 。此外，矿石中黄铁矿常与磁黄铁矿紧密 共生，有利于硫的选别回收。图1 为雌黄铁矿的部 分嵌布特征，其中 a 为细粒锡石稀疏嵌布于磁黄铁 矿中，锡石为磁黄铁矿全包裹； b 为磁黄铁矿包含 毒砂、闪锌矿。 1 ．2 试验方法 取具有代表性的锡精浮给矿矿浆，测量其浓度， 按干矿6 0 0g 计算所需矿浆量，并将矿浆转入1 ．5L 的单槽浮选机中，按药剂制度依次添加浮选药剂进 行调浆后进行粗扫选试验；粗选所得的粗精矿泡沫 产品转入0 ．7 5L 的单槽浮选机中进行精选试验。试 验所获得的精矿泡沫产品、中矿产品和尾矿产品分 别进行烘干称重，缩分制样后进行化验分析。条件 试验工艺流程为“一次粗选、一次扫选、一次精选”流 程，具体条件试验流程如图2 所示。 2 选矿试验研究 2 ．1 活化剂种类试验 被石灰抑制的硫化铁矿物的活化方式主要有两 万方数据 2 0 1 7 年第1 期韩彬等高硫锡粗精矿新型活化剂脱硫试验研究 9 3 种，一是采用酸类活化剂清洗硫化铁矿物表面的 C a O 、C a O H 4 、F e O H 3 、C a S 0 4 、F e O H 2 等亲水 性薄膜而达到活化的目的；二是采用无机盐类吸附 在硫化铁矿物表面使其生成新的疏水表面，例如添 加c u 2 ，在消除矿浆中O H 一的同时在黄铁矿表面形 成疏水的硫化铜，捕收剂更容易与其左右。因此，选 取了有代表性的硫酸、草酸、硫酸铜、X 4 3 以及新型 图2 条件试验工艺流程 F i g ．2 F l o w s h e e to fc o n d i t i o nt e s t s 表3活化剂种类试验结果 T a b l e3R e s u l t so fa c t i v a t o rt y p e st e s t／％ 活絮鬻量产品产率孚々{ 睾 硫精矿4 2 ．1 53 8 ．2 9 硫中矿l1 8 ．4 9 1 4 ．6 0 硫酸50 0 0硫中矿26 ．9 0t 7 ．8 7 硫尾矿3 2 ．4 61 ．6 2 给矿 1 0 0 ．0 2 0 ．6 0 7 8 ．3 62 ．4 9 1 3 ．1 15 ．4 5 5 ．9 81 ．8 8 2 ．5 59 0 ．1 8 1 0 0 ，0 1 0 0 ，O 硫精矿4 7 ．9 23 7 ．5 7 硫中矿19 ．8 91 2 ．9 6 草酸20 0 0硫中矿23 ．1 01 6 ．6 8 硫尾矿3 9 ．1 01 ．8 5 给矿 1 0 0 ．02 0 ．5 2 8 7 ．7 l3 ．3 1 6 ．2 43 ．8 8 2 ．5 2O ．7 1 3 ．5 29 2 ．1 0 1 0 0 ．0 1 0 0 ．O 硫精矿 硫中矿1 X 4 33 0 0 硫中矿2 硫尾矿 给矿 4 6 ．2 93 7 ．0 2 1 1 ．4 l 1 3 ，9 4 4 ．9 61 5 ．6 8 3 7 ．3 42 ．0 9 1 0 0 ．0 2 0 ．2 8 8 4 ．4 73 ．0 2 7 ．8 44 ．5 I 3 ．8 40 ．8 4 3 ．8 59 1 ．6 2 1 0 0 ．O 1 0 0 ．0 硫精矿 硫中矿1 硫酸铜3 0 0硫中矿2 硫尾矿 给矿 4 1 ．8 2 4 1 ．6 4 1 4 ．1 1 1 3 ．6 5 6 ．8 51 7 ．9 0 3 7 ．2 21 ．2 8 1 0 0 ．O 2 1 ．0 4 8 2 ．7 62 ．5 4 9 ．1 54 ．2 6 5 ．8 31 ．8 3 2 ．2 69 1 ．3 7 1 0 0 ．0 1 0 0 ．O 絮嬲萎蒙 眦0 0 0 磊爵 5 5 ．0 4 3 7 ，8 6 9 ．1 28 ．2 6 2 ．5 91 1 ．8 2 3 5 ．2 51 ．3 4 1 0 0 ．02 1 ．6 l 9 2 ．9 22 ．2 8 3 ．4 85 ．1 l 1 ．4 2O ．6 2 2 ．1 99 1 ．9 9 1 0 0 ．0 1 0 0 ．O 由表3 试验结果可知，采用新型活化剂F s 硫精 矿中硫的回收率最高，为9 2 ．9 2 ％；而硫酸硫精矿中 硫的回收率最低，为7 8 ．3 6 ％；此外，硫精矿中锡的损 失率，草酸最高达3 ．3 1 ％，新型活化剂最低仅 2 ．2 8 ％。在新型活化剂用量2 ．0k g ／t 时，可得到品 位3 7 ．8 6 ％、回收率9 2 ．9 2 ％的硫精矿，硫精矿中锡 的损失率仅2 ．2 8 ％，尾矿 锡精矿 含硫1 ．3 4 ％。新 型活化剂对硫铁矿的活化效果较其它几种活化 剂好。 2 ．2 新型活化剂用量试验 为了使新型活化剂F S 对硫的活化效果达到最 佳，进行了活化剂不同用量试验，试验结果见图3 。 零 g 略 图3活化剂用量对硫和锡的技术指标的影响 F i g ．3 E f f e c to fa c t i v a t o rd o s a g eo ng r a d e a n dr e c o v e r yo fp y r i t ea n dt i n 由表3 试验结果和图5 锡硫指标曲线分析可 得，随活化剂用量的增加，硫精矿的回收率呈先上升 达到9 2 ．9 2 ％ 用量2 ．0k s ／t 时 后有一定下降趋 势，硫精矿中锡的损失率在用量2 ．0k g ／t 时最低 仅 为2 ．2 8 ％ ，尾矿中含硫呈逐步降低趋势，但降低的 幅度较小。综合考虑硫精矿中硫的回收率、锡的损 失率、锡精矿脱硫效果及药剂成本，在处理高硫锡粗 精矿时，新型活化剂的适宜用量在2 ．0k g Z t 。 2 ．3 新型活化剂活化时间试验 试验过程中发现，新型活化剂为白色晶体状细 颗粒，难溶于水，加入矿浆后，活化需要的时间较长。 为了确定适宜的活化时间，进行了不同活化时间的 试验，试验结果见图4 。 由试验结果分析可得，在新型活化剂用量固定 为2 ．0k g ／t 时，随着活化搅拌时间的延长，硫精矿的 回收率、锡的损失率均呈明显上升趋势。当活化搅 拌时间超过1 0m i n 后，硫精矿的回收率、硫精矿中锡 的损失率开始稳定，变化较小，尾矿中含硫也降低到 1 ．5 ％以下。综合考虑硫精矿中硫的回收率、锡的损 叭晒；弭”一w掩*∞舒一加挖趴坶卯一舛均昭舛卯一舛卯甜甜他 n 1 z勰m～n小z笱m～n t L拍m～n 1乏笱m～n i z 狐m 万方数据 9 4 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第1 期 失率及锡精矿脱硫效果，新型活化剂适宜的搅拌活 化时间定为1 0r a i n 。 誉 型 咯 b 婆 活化剞反应时间／r a i n 图4 活化时间对硫和锡技术指标的影响 F i g ．4 E f f e c to fa c t i v a t i o nt i m eo ng r a d e a n dr e c o v e r yo fp y r i t ea n dt i n 2 ．4 闭路试验 通过条件试验确定了锡粗精矿新型活化剂脱硫 的药剂制度新型活化剂F S 用量为2 ．0k g ／t ，活化时 间为1 0m i n ；粗选捕收剂3 3 6 用量为1 0 0g ／t 扫选用 量为3 0g ／t ，粗选起泡剂松醇油3 0g ／t 扫选用量为 1 0g ／t 。在单因素最优药剂条件的基础上进行了闭 路试验，试验药剂制度和工艺流程见图5 ，试验结果 见表4 。 塑堕壁坌笙 1 0 I 活化剂F s20 0 0 3 | 3 3 61 0 0 1 | 松醇油3 0 硫精矿 精I 选I 2 ．5 粗l 选 鲁 曼 3 ．5 3 I 3 3 63 0 1 I 松醇油l o 整2 1扫I 选 F 1 8 专产 尾矿 图5新型活化剂脱硫闭路试验流程 F i g ．5 F l o w s h e e to ff l o v e ld e s u l f u r i z a t i o n a c t i v a t o rc l o s e d ．c i r c u i tt e s t 通过闭路试验结果分析可知，处理含硫2 1 ．6 3 ％ 的锡粗精矿，经过一次粗选、两次扫选、一次精选的 闭路流程，可获得含硫3 6 ．0 8 ％、回收率9 8 ．0 4 ％的 硫精矿，锡在硫精矿的损失率仅为4 ．3 8 ％，尾矿 锡 精矿 含硫仅1 ．0 3 ％。 表4 新型活化剂脱硫闭路试验结果 T a b l e4R e s u l t so fn o v e ld e s u l f u r i z a t i o na c t i v a t o r c l o s e d ．c i r c u i tt e s t／％ 3结论 1 通过试验确定了锡粗精矿的脱硫药剂制度 新型活化剂用量为2 ．0k g ／t ，活化时间为1 0m i n ；粗 选捕收剂3 3 6 用量为1 0 0g ／t 扫选用量为3 0g ／t ， 粗选起泡剂松醇油3 0g ／t 扫选用量为1 0g ／t 。在 该药剂制度下，处理含硫1 9 ．9 4 ％的锡精矿，经过“一 次粗选、二次扫选、一次精选”闭路流程，可获得含硫 3 9 ．2 2 ％、回收率9 5 ．3 5 ％的硫精矿，锡在硫精矿的损 失率为4 ．3 8 ％，尾矿 锡精矿 含硫仅1 ．0 3 ％。 2 新型活化剂F S 对硫铁矿具有较好的活化效 果，指标稳定。与硫酸相比，F s 新型活化剂具有活 化后浮选速率快、脱硫硫精矿回收率高，对设备设施 腐蚀度低，不会产生有毒有害气体等优点。 参考文献 [ 1 ] 邱廷省，赵冠飞，朱冬梅，等．含硫铁矿石脱硫技术研究现 状[ J ] ．矿山机械，2 0 1 3 3 1 2 一1 6 ． [ 2 ] 朱建光，朱一民．2 0 1 1 年浮选药剂进展[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 2 3 6 4 7 2 ． [ 3 ] 张德兴，黄红军，孙伟．冬瓜山铜矿硫铁矿选矿新工艺 研究[ J ] ，矿冶工程，2 0 0 9 3 4 3 4 7 ． [ 4 ] 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