黑龙江某多金属硫化矿石降低铁精矿硫品位试验研究.pdf

8 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第6 期 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 6 ．0 0 3 黑龙江某多金属硫化矿石降低 铁精矿硫品位试验研究 于奎文1 ，佟永旭2 1 ．中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司，辽宁抚顺1 1 3 3 2 1 ； 2 ．智利格利达矿业集团公司智利圣地亚哥7 5 0 0 0 0 0 摘要黑龙江某含有色多金属硫化矿选矿厂，铁精矿含硫严重超标高达3 ％左右，严重影响了企业的生产经营状况。 本试验采用了先浮后磁、铁精矿脱硫的选矿工艺，铁精矿含硫品位降低到0 ．4 ％左右。 关键词硫化矿；铁精矿；脱硫；精矿品位；回收率 中图分类号T D 9 5 2文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 6 - 0 0 0 8 - 0 4 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nR e d u c i n gS u l f u rC o n t e n to fI r o nC o n c e n t r a t ei n aP o l y m e t a l l i cS u l f i d eO r ei nH e i l o n g j i a n g Y UK u i w e n l ．T o N GY o n g x u 2 J ．C h i n aN o n f e r r o u sG r o u pF u s h u nR e dM o u n t a i nM i n i n gC o ．，L t d ．，F u s h u nL i a o n i n g11 3 3 2 1 ，C h i n a ； 2 ．C h i l eG a f f eo fM i n i n gG r o u pC o ．，L t d ．，S a n t i a g o7 5 0 0 0 0 0 ，C h i l e A b s t r a c t I nt h ep o l y m e t a l l i cs u l f i d eo r ec o n c e n t r a t o ri nH e i l o n g j i a n gp r o v i n c e ，t h es u l f u rc o n t a i n e di nF e c o n c e n t r a t ee x c e e d st h es t a n d a r db y3 ％．w h i c hs e r i o u s l ya f f e c tt h ee n t e r p r i s e p r o d u c t i o na n do p e r a t i o nc o n d i t i o n ． I nt h i st e s t ，t h eb e n e f i c i a t i o np r o c e s so ff l o t a t i o nf i r s t l yf o l l o w e db ym a g n e t i cs e p a r a t i o na n dd e s u l p h u r i z a t i o nf o rF e c o n c e n t r a t ew a sc a r r i e do u t ．a n dt h es u l f u rg r a d ew a sr e d u c e dt o0 ．4 ％a r o u n d ． K e yw o r d s s u l f i d eo r e ；i r o nc o n c e n t r a t e ；d e s u l f u r i z a t i o n ；c o n c e n t r a t eg r a d ea n dr e c o v e r y 黑龙江某多金属硫化矿选矿厂铁精矿含硫严重 超标，高达3 ％，严重影响了企业的经营状况。本次 试验是该选矿厂停产改建期间进行的，矿山采出的 矿石 有井下新开采的矿石和井下回收的多年前的 矿石 堆存在选矿厂原矿堆，入选矿石属于含铜铅锌 铁的硫化矿石，矿石性质复杂，通过对该矿石的试验 找出降低铁精矿中硫品位的合理工艺流程。 1 原矿性质 黑龙江某铜铅锌硫铁矿床为矽卡岩型含高硫铁 锌矿床，主要有用矿物为磁铁矿，伴生组分有锌、铜、 铅、硫等硫化矿物，矿石以原生硫化矿为主，氧化矿 极少。 1 ．1 矿石的结构构造 该矿石主要有块状、斑杂状、交错脉状、及充填 状等。块状构造主要是磁铁矿的矿物颗粒集合体 组成的致密块状构造，此外磁铁矿和磁黄铁矿的颗 收稿日期2 0 1 7 - 0 1 1 3修回日期2 0 1 7 - 0 9 - 2 8 作者简介于奎文 1 9 6 9 一 ，女，辽宁抚顺人，助理工程师。 粒集合体呈团块不均匀地分布于脉石中。斑杂状构 造磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿的半自型一它型 晶大小不一的颗粒或集合体不均匀地分布于脉石 中。交错状构造黄铜矿或黄铜矿与磁黄铁矿的不 规则细脉沿脉石的颗粒间隙分布而成脉状。充填状 构造辉钼矿的针状、叶片状集合体沿脉石颗粒间隙 充填而构成此种构造。 1 ．2 主要金属矿物的特征 磁铁矿主要呈自型一半自型粒状或集合体不 均匀地分布于脉石中，有的磁铁矿中往往见有黄铁 矿、黄铜矿及闪锌矿的包裹体。闪锌矿呈它型晶粒 状不均匀分布于脉石或脉石与磁铁矿的颗粒间隙 中，它与黄铜矿关系密切，绝大多数闪锌矿中都有乳 滴状的黄铜矿，尚有少数闪锌矿中分布着乳滴状的 磁黄铁矿。黄铁矿呈它型至半自型粒状或集合体 分布于脉石或脉石与磁铁矿间隙中，有少量呈细脉 分布于磁铁矿颗粒间。磁黄铁矿通常呈它型晶粒 万方数据 2 0 1 7 年第6 期于奎文等黑龙江某多金属硫化矿石降低铁精矿硫品位试验研究9 状或集合体分布于磁铁矿颗粒间及脉石中，有少量 磁黄铁矿呈乳滴状分布于闪锌矿中。黄铜矿主要 呈它型晶粒状或集合体分布于脉石中，也有呈细小 乳滴状分布于闪锌矿中。方铅矿呈不规则形状分 布于磁铁矿颗粒间及黄铜矿颗粒边缘上，往往与黄 铜矿及闪锌矿关系密切。 2生产现状 目前该选矿厂回收的金属有铜、铅、锌、铁，主要 产品是铁精矿、锌精矿和铜精矿，没有回收硫，其流 程见图1 。生产存在的最大问题是铁精矿中硫品位 高达3 ％左右，远远低于国家Ⅱ类铁精矿含硫0 ．2 ％ 至0 ．4 ％的标准，严重影响了企业的产品销售。因 此，改变原选矿厂的流程，降低铁精矿中的硫品位， 在提高产品质量的同时硫的回收也可给公司增加经 济效益。 由图1 可以看出，在选铁前没有选硫工序，在磁 选铁的过程中易被磁化的磁黄铁矿很容易进入铁精 矿中，以及在磁选过程中黄铁矿也会夹杂到铁精矿 中，导致铁精矿含硫高，影响产品质量。 铜 原矿 图1 生产现状流程图 F i g ．1 P r o d u c t i o nf l o wc h a r t 3 选矿试验 3 ．1 试样的采取 试验的样品是在原选矿厂的原矿堆场采取的， 并与前期在井下采取的矿样混合，比例约2 1 ，改建 后的选矿厂初期生产人选矿石按此比例进行，样品 元素分析结果为含全铁2 9 ．5 ％、含硫8 ．5 ％、含锌 2 ．3 ％、含铅1 ．5 ％、含铜0 ．1 7 ％。 3 ．2 磨矿细度试验 磨矿细度试验共选择了三个细度进行了试验， 试验流程见图2 ，试验结果见表1 。 由试验结果看出 1 磨矿细度一7 4 “m 由7 0 ％含量提高到8 0 ％ 时，铁精矿含硫由1 ．2 2 ％降低到0 ．9 4 ％。磨矿细度 再提高至- 7 4 斗m 占9 0 ％时，铁精矿含硫几乎没有 降低，说明了对铁精矿降硫而言，没有必要追求过高 的磨矿细度。但磨矿细度的增加，铁精矿铁品位稳 步上升由6 3 ．5 ％提高到6 5 ．6 ％，而铁回收率并没有 大幅度降低，比较稳定。 壁{ 仁药剂用量单位∥t ； 搅拌、浮选时间单位m i n ；下同 磨矿细度变量 5 | Z n S 0 45 0 2 l 乙基黄药3 ，松醇油1 0 铜铅I 混选 1 0 5 | 石灰54 0 0 ，C u S 0 42 0 0 2 I 丁基黄药3 2 ，松醇油2 0 铜铅混合精矿 锌l 浮选 尸1 南0 2 I 丁基黄药4 0 0 ，松醇油2 0 I硫l 浮选 锌精矿『1 2 2 菏 磁I 选铁 硫精矿 t， 铁精矿尾矿 图2 磨矿细度试验流程图 F i g ．2 F l o w s h e e to fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 2 锌的品位和回收率也是磨矿细度一7 4 斗m 占 8 0 ％比一7 4 斗m 占7 0 ％的指标好，细度达到一7 4 斗m 占9 0 ％时，锌回收率反而有降低的趋势。 3 对铜矿物来说，磨矿细度由一7 4 斗m 占7 0 ％ 提高到一7 4 斗m 占8 0 ％时，铜的回收率显著提高，磨 矿细度由一7 4 斗m 占7 0 ％提高到9 0 ％时，尾矿中铜 的损失率由1 1 ．8 4 ％降低到2 ．3 5 ％，降低幅度很大。 铜主要是损失在锌精矿中，如果调整好铜铅混选的 药剂条件，对铜回收率的提高会有较好的效果。本 次试验的主要目的是降低铁精矿的硫品位，因此没 有对选铜做系统性试验。 根据试验结果综合分析，决定采用一7 4 m 占 8 0 ％的磨矿细度，继续做其它条件试验。 3 ．3 活化剂试验 在试验前收集了认为对黄铁矿和磁黄铁矿有活 化作用的药剂硅酸钠、氟硅酸钠、草酸、硫酸铜、浓 硫酸、聚丙烯酰胺等药剂。通过大量的试验，最后认 为有明显活化作用的药剂是浓硫酸和聚丙烯酰胺。 试验流程是先顺序选出铜铅混合精矿、锌精矿后添 加活化剂并以活化剂为变量进行的，试验时将锌精 矿和硫精矿合并到铜铅混合精矿中，形成铜铅锌硫 混合精矿，试验结果见图3 和图4 。 万方数据 1 0 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第6 期 冰 趟 咯 椿 捂 婆 餐 零 翅 Ⅱ吕 椿 b 婆 举 5 4 零 谆 5 3 娶 回 5 2 举 图3 浓硫酸用量试验结果 F i g ．3 T e s tr e s u l t so fs u l f u r i ca c i dd o s a g e 聚丙烯酰胺用量／ g t ‘1 图4 聚丙烯酰胺用量试验结果 F i g ．4 T e s tr e s u l t so ff l o c c u l a n td o s a g e 5 5 冰 褂 5 4 擎 回 5 3 蝼 试验过程中发现硅酸钠、氟硅酸钠、草酸、硫酸 铜等药剂活化效果不明显，重现性较差，只有聚丙烯 酰胺和硫酸有较好的活化效果，而且有很好的重现 性。从试验结果看出，用硫酸活化黄铁矿和磁黄铁 矿效果最好，铁精矿含硫品位降低幅度较大，硫酸用 量2 ．5k g ／t 时，铁精矿硫品位由1 ．1 1 ％降到0 ．7 3 ％。 降低了0 ．3 8 个百分点。浓硫酸增加到9 ．1k g ／t 时， 铁精矿硫品位降到0 ．5 0 ％，降低了0 ．2 3 个百分点。 其次是使用聚丙烯酰胺效果也较好，铁精矿含硫品 位降低幅度也较大，由1 ．1 1 ％降到0 ．8 9 ％，降低了 0 ．2 2 个百分点，聚丙烯酰胺的用量仅仅是1 0g ／t 。 从试验数据还可以看出，导致铁精矿含硫高的硫矿 物与磁铁矿的关系不是很密切，可以判断硫矿物应 该以单体形式存在为主，以连生体形式存在次之。 虽然硫酸的活化效果好，考虑到硫酸在生产中用量 太大、对设备腐蚀严重、危险性大、不易管理等因素， 因此本试验用聚丙烯酰胺作活化剂，继续其它的条 件试验。 3 ．4 黄药用量试验 由于铁精矿中硫品位一直居高不下，进行了黄 药用量试验。试验是在硫浮选作业，以黄药为变量 进行的，试验结果见图5 。从试验结果看，随着黄药 用量的增大，铁精矿含硫品位逐渐降低，且趋势明 显，当黄药用量达到9 6 0g ／t 时，铁精硫品位可以降 到0 ．7 1 ％。铁回收率有降低趋势，应该是含铁的磁 黄铁矿被选出的结果。试验也说明了磁黄铁矿确实 难以浮选，导致铁精矿含硫高的硫矿物与铁的关系 不是很密切，但只要增大捕收剂的用量就可对铁精 矿降低硫品位起很大作用。 万方数据 垫1 7 年第6 期于奎文等黑龙江某多金属硫化矿石降低铁精矿硫品位试验研究 1 l 冰 q 昨 堰 k 婆 黄药用量／ g t 一 图5 黄药用量试验结果 F i g ．5 T e s tr e s u l t so fx a n t h a t ed o s a g e 3 ．5 浮选时间试验 根据以上试验结果，进行了选硫浮选时间试验。 在硫浮选作业，以浮选时间为变量进行的。试验结 果表明，在捕收剂用量相同的条件下，浮选时间由原 来的1 0m i n 延长到1 5m i n ，铁精矿硫品位由0 ．9 1 ％ 降低到0 ．8 2 ％，降低了近0 ．1 ％，是有一定效果。从 延长浮选时间的试验将选硫的各产品单独化验分析 的结果来看，前5m i n 选出的硫精矿品位达到了 3 5 ％，5m i n 以后选出的硫精矿品位较低。为了确保 硫精矿品位，在生产过程中可以将前5m i n 选出的硫 精矿直接销售，后选出的低品位硫精合并到尾矿中， 不建议使用加精选作业的顺序返回的常规流程，以 确保铁精矿中的硫品位尽可能降低。 3 ．6 锌尾不选硫直接磁选试验和铁精矿脱硫试验 试验结果见表2 ，由试验结果看出，锌尾不选硫 直接磁选，铁精矿硫品位高达3 ．5 2 ％。这个数据与 生产实际情况是一致的，铁精矿经过1 0m i n 浮选脱 硫后，铁精矿硫品位为0 ．8 9 ％，这与锌尾选硫后再选 铁的铁精矿硫品位基本相当。但铁精矿中的铁回收 率损失很大 这里损失的铁主要是被脱掉的硫矿物 表2 锌尾不选硫直接磁选试验和铁精矿脱硫试验 结果表 T a b l e2T e s tr e s u l t so fz i n ct a i ld i r e c t l ym a g n e t i cs e p a r a t i o n a n di r O Bc o n c e n t r a t ed e s u l f u r i z a t i o n／％ 中的铁，而不是磁铁矿中的铁 ，而且从磁选尾矿中 回收硫时，还要对磁选尾矿进行浓缩后才可以实现， 因此，此流程可实施性差。 3 ．7 锌尾先选硫后磁选，铁精矿脱硫试验 试验结果见表3 。从试验结果看，锌尾先选硫后 磁选，铁精矿继续脱硫 表中的硫精矿是铁精矿脱硫 产生的，把硫精矿和铁精矿的数据合并就是铁精矿 不脱硫的铁精矿数据 ，铁精矿硫品位由0 ．7 7 ％下降 到0 ．5 2 ％，降低了0 ．2 5 个百分点，下降幅度较大，效 果明显，但铁回收率降低了1 ．2 3 ％，铁精矿产量减少 了0 ．6 9 ％。铁回收率和产量的降低是因为铁精矿中 黄铁矿和磁黄铁矿里的铁被选出的结果，不是磁铁 矿的损失。 由于增加了锌尾选硫和铁精矿脱硫两个浮选作 业，预计增加成本约6 ．5 元／t 原矿。 表3 锌尾先选硫后磁选，铁精矿脱硫试验结果 T a b l e3T e s tr e s u l t so fz i n ct a i lf i r s tc h o o s es u l f u r m a g n e t i cs e p a r a t i o n a n di r o nc o n c e n t r a t e d e s u l f u r i z a t i o n／％ 3 ．8 高硫矿石试验 按照3 ．7 的试验条件，又单独采取了井下新采 出的高硫矿石进行了验证性试验，试验结果见表4 。 本次采取的高硫矿石硫品位达到1 8 ．6 3 ％，铁品位 3 4 ．7 5 ％。从试验结果看，原矿中铁品位的升高主要 是黄铁矿和磁黄铁矿中的铁，而不是磁铁矿，从铁精 矿产率来看，磁铁矿含量还降低了，因此铁回收率低 是正常的。铁精矿硫品位降到了0 ．3 8 ％，铁精矿中 的铁品位可达到6 5 ．6 4 ％。说明高硫矿石的铁精矿 硫品位也有可能降低到比较理想的水平。虽然试验 结果高硫矿石的铁精矿含硫品位比较低，但不排除 生产过程中由高硫矿石生产的铁精矿含硫品位有升 高的可能，如果原矿中硫品位的升高是由于磁黄铁 矿的增加造成的，那么铁精矿含硫品位就会有升高 的可能。 下转第3 5 页 万方数据 2 0 1 7 年第6 期陈晓芳等提高某难选金矿石金精矿品位的浮选试验研究 3 5 收剂M A 与丁基铵黑药组合，捕收能力强、选择性 好，金精选添加适量的六偏磷酸钠，能减少矿泥浮选 的影响，提高精选效率，有效提高金精矿品位。 3 在原矿含金2 ．0 7g ／t 、银5 0 ．4 4g ／t 的情况下， 一次粗选、两次精选、两次扫选的闭路试验获得金精 矿含金5 0 ．5 l g ／t 、含银11 8 0 ．8 0g ／t ，回收率分别为 9 3 ．9 6 ％、银9 0 ．1 3 ％，相对现场金回收率略有提高， 银的回收率略有下降，但金、银品位大幅提高，经济 效益显著。 参考文献 [ 1 ] 梁佑贵．国内黄金选矿的技术现状及发展趋势[ J ] ．工业 技术，2 0 1 7 1 1 5 6 ． [ 2 ] 崔德文，孙继贵，雷时斌．试论保障黄金矿山叮持续性供 应的支持条件[ J ] ．黄金，2 0 0 2 ，2 4 1 1 4 ． [ 3 ] 杜世勇．金矿浮选药剂的应用进展[ J ] ．矿冶，2 0 1 0 ，1 9 3 3 4 3 9 ． [ 4 ] 孟克礼，杨瑞瑛．硫酸锌在多金属硫化矿分选中的应用 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，1 9 8 6 5 1 3 - 1 8 ． [ 6 ] 余世磊，王亚文，汪宽．多金属原生硫化矿铜锌分离试 验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，1 9 8 6 5 1 4 - 1 9 ，9 0 ． [ 7 ] 阙铎，潘林，阙煊兰．国外选矿药剂评述[ J ] ．国外金 属矿选矿，1 9 9 9 ，3 6 7 2 4 ．3 3 ． [ 8 ] 王作兴．捕收剂在自然金表面吸附的电化学机理研究 [ D ] ．长沙中南大学，2 0 1 2 1 - 5 8 ． [ 9 ] 冯志坚．M A 高效浮选捕收剂应用研究及生产实践[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 0 3 3 3 5 3 6 ． [ 1 0 ] 胡建国．用M O s - 2 和M A ．1 混合捕收剂浮选含金硫化铜 矿[ J ] ．矿业工程，2 0 0 1 ，2 1 2 4 2 硝． 上接第1 1 页 表4高硫矿石试验结果 T a b l e4 T e s tr e s u l t o fh i g hs u l p h u ro r e，嘞 从表3 和表4 可以看出，硫精矿是铁精矿脱硫 产生的，如果铁精矿不脱硫，铁精矿中的硫品位会比 较高，看来铁精矿脱硫对降低铁精矿硫品位效果明 显。 4结论 1 本次试验铁精矿硫品位由原来的无选硫作业 的3 ．5 ％，经过锌尾选硫、铁精矿脱硫可以降低到 0 ．5 2 ％。新产出的高硫矿石甚至可以降到0 ．3 8 ％， 比原来预想的更乐观。 2 确定锌尾先选硫后磁选、铁精矿脱硫的浮选流程 是可行的。选硫时用絮凝剂活化浮选，用量为1 0 ∥ t ，丁基黄药用量为4 8 0g ／t 左右。浮选时间为1 5 m i n ，加药搅拌时间不低于3m i n 必要时可用硫酸 活化选硫。 3 关于锌尾选硫的流程，粗选5m i n 前的硫精 矿品位可达到3 5 ％，可以直接作为硫精矿销售，5 m i n 以后选出的硫精矿，品位较低，可合并到尾矿中， 不建议用带有精选、粗选、扫选的常规流程。因为常 规流程可能导致铁精矿含硫升高。 4 硫精矿中的磁性硫矿物占5 5 ％以上，说明原 矿中磁黄铁矿较多。 5 铁精矿硫品位从3 ．5 ％降低到0 ．5 2 ％时，铁 精矿产量减少1 0 ％左右。铁精矿中硫被选出是铁精 矿产量减少的主要原因。 6 试验过程中的磨矿细度为一7 4 m 占8 0 ％， 与选矿厂前期生产时的磨矿细度基本一致，因此，在 今后生产过程中保持原来的磨矿细度，不增加磨矿 成本的条件下，降低铁精矿硫品位是可以实现的。 参考文献 [ 1 ] 龚明光．泡沫浮选[ M ] ．北京冶金工业出版社．2 0 0 7 1 4 8 1 5 0 ． [ 2 ] 选矿手册编委会．选矿手册第八卷第一分册[ M ] ．北京 冶金工业出版社．1 9 8 9 2 7 0 3 0 0 ． [ 3 ] 许时．矿石可选性研究[ M ] ．北京冶金工业出版社． 1 9 8 1 4 2 4 3 ． [ 4 ] 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 3 1 4 0 ． [ 5 ] 何小民．某铜矿选矿厂工艺优化工业实践[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 7 1 4 2 ． 万方数据