铅锌浮选尾矿回收铁试验研究.pdf

5 6 有色金属 选矿鄯分2 0 1 4 年第2 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 4 ．0 2 ．0 1 4 铅锌浮选尾矿回收铁试验研究 赵鹤飞，文书明，丰奇成，严鹏，陈赐云 昆明理工大学，昆明6 5 0 0 9 3 摘要某铅锌浮选尾矿含铁1 7 ．7 4 ％，其中磁铁矿和赤褐铁矿中铁分别占总铁的1 8 ．7 3 ％和5 9 5 8 ％。依据尾矿性质， 采用“弱磁强磁强磁粗精矿再磨精选浮选脱硫”联合工艺流程，最终得到了铁品位6 4 ．3 5 ％、含硫0 ．1 9 ％、回收率为 6 5 ．6 8 ％的铁精矿。 关键词铅锌浮选尾矿；回收铁；磁浮联合 中图分类号T D 9 2 4 ；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 4 0 2 - 0 0 5 6 0 4 S t u d yo nR e c o v e r i n gI r o nf r o mt h eL e a d - Z i n cF l o t a t i o nT a i l i n g s Z H A OH e f e i ，W E NS h u m i n g ，F E N GQ 科姗呵，Y A NP e n g ，C l a NC i y u n K u n m i n gU n i v e r s i t yo fs l 哦 n c ea n dT e c h n o l o g y ，K u n m i n g6 5 0 0 9 3 ，C h i n a A b s t r a c t Al e a d z i n cf l o t a t i o nt a i l i n g sc o n t a i n1 7 ．7 4 ％F e ，a n dt h ed i s t r i b u t i o no fm a g n e t i t ea n d h e m a t i t ei sl8 ．7 3 ％a n d5 9 ．5 8 ％r e s p e c t i v e l y ．B a s e do nt h ep r o p e r t yo ft h et a i l i n g s ．t h ec o m b i n e dp r o c e s s o fw e a k m a g n e t i cs e p a r a t i o n - s t r o n gm a g n e t i cs e p a r a t i o n - r e g r i n d i n g o fc o n c e n t r m eo f s t r o n gm a g n e t i c s e p a r a t i o n f o l l o w e d b yc l e a n i n g - d e s u l p h i d a t i o nb y f l o t a t i o nW a sa d o p t e d ．F i n a l l yt h ei r o nc o n c e n t r a t e c o n t a i n i n g6 4 ．3 5 ％F ea n dO ．1 9 ％SW a so b t a i n e dw i t hi r o nr e c o v e r yo f6 5 ．6 8 ％． K e yw o r d s l e a d - z i n cf l o t a t i o nt a i l i n g s ；r e c o v e r i n gi r o n ；c o m b i n e dp r o c e s so fm a g n e t i cs e p a r a t i o na n d f l o t a t i o n 尾矿资源是金属和非金属矿山废弃物中数量最 大、综合利用价值最高的一种资源。很多尾矿因矿 物加工处理技术等方面原因，有较多可以利用的金 属未能回收利用[ 1 引。对尾矿资源的综合回收利 用，不仅可以充分利用矿产资源，扩大资源的利用 范围，保护生态，还可以节省大量的土地和资金， 实现资源效益、经济效益和环境效益的有效统一。 特别是在全球矿产资源供应紧张的局势下，开发利 用好长期累积的大量尾矿是我国矿业可持续发展的 必然选择和趋势。矿石资源是不可再生资源，最大 限度的提高矿产资源利用率，对促进我国经济可持 续发展有重大的意义[ 3 - 6 ] 。本研究以某铅锌浮选尾 矿作为原矿进行了铁回收试验研究。 云南某地的铅锌浮选尾矿，其铁品位达到 1 7 ．7 4 ％，杂质种类较少，且含量均不高，如随意堆 弃或直接回填将会造成资源的直接浪费，因此回 收稿日期2 0 1 3 - 0 3 - 0 6 修回日期2 0 1 3 1 1 - 2 6 作者简介赵鹤飞 1 9 8 7 一 ，男，内蒙古奈曼旗人，硕士研究生。 收其尾矿中的铁资源对资源和环境有着十分重大的 意义。 1 原矿性质 1 ．1 原矿的多元素化学分析 为考察目的元素和影响目的元素回收的杂质元 素的具体含量，对该矿样进行多元素分析，分析结 果见表1 。 表1原矿多元素分析结果 T a b l elM u l t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fI M R o f m i n eo r e，％ 垂室堡 尘些塾丝塑 Q 含量1 7 ．7 40 ．1 4 20 ．7 7 4 0 ．0 9 40 ．2 6 90 ．6 4 44 ．6 33 3 ．2 6 从表1 多元素化学分析结果可知，该原矿中主 要的可回收有价元素是铁，含量为1 7 ．7 4 ％。该试 万方数据 2 0 1 4 年第2 期赵鹤飞等铅锌浮选尾矿回收铁试验研究 5 7 样中的主要脉石成分为三氧化二铝和二氧化硅等。 1 ．2 试样铁物相分析 为考察铁在矿石中以何种矿物形式赋存，对试 样中的铁元素进行物相分析，分析结果见表2 。 表2矿样中铁物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i sr e s a l t so fi r o np h a s eo ft h es a m p l e ／％ 类别磁铁矿菱铁矿赤铁矿和褐铁矿硅酸铁硫化铁矿总铁 含量3 ．3 20 ．5 91 0 ．5 72 ．0 2 1 ．2 4 1 7 ．7 4 占有率1 8 ．7 3 3 ．3 25 9 ．5 81 1 ．3 86 ．9 91 0 0 ．0 从表2 铁物相分析结果可知，原矿中铁主要以 磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿及硅酸铁的形式存在，其 中磁铁矿只占1 8 ．7 3 ％，赤铁矿和褐铁矿占5 9 ．5 8 ％， 硅酸铁却占1 1 ．3 8 ％。其中硅酸铁以目前选矿方法 很难回收，理论上，其中的磁铁矿、赤铁矿和褐铁 矿通过磁选法进行回收是可行的。尾矿中若含有磁 黄铁矿成分，在磁选过程中，磁黄铁矿将易于进入 铁精矿而使得其中硫超标，所以选矿过程中对硫的 指标控制选择适当脱硫作业十分重要。 1 ．3 原矿的粒度分析 为了确定该矿样的粒度组成和目的金属的分布 状况，采用标准泰勒筛对其进行了粒度分析。分析 结果见表3 。 表3原矿粒度组成 T a b l e3T h es i z ec o m p o s i t i o no fr u n - o f - m i n eo r e 由表3 粒度分析结果看出，该矿样粒度较细， 铁主要分布于矿样的细粒级部分，并且随着粒度的 下降，铁的品位随之升高，而其中一0 ．0 4 7i n l n 的部 分占到了原矿样中铁的5 0 ％左右，因此对细粒级的 选别尤为重要。 2 选矿试验研究 由原矿的铁物相分析可见，该矿中铁矿物主要 以磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿为主，占到总铁的7 8 ％ 以上。综合该矿性质，对该矿进行了磁选工艺试验 研究。由于原矿中既含有强磁性的磁铁矿、也含有 弱磁性的赤铁矿和褐铁矿；而初期的选铁试验所得 的铁精矿中均含有1 ％。2 ％的硫，通过显微镜观察 发现，这种情况主要是受到了原矿中所含有的磁黄 铁矿的影响。为了解决精矿中含硫高的问题，以及 提高精矿品位，综合考虑后确定了“弱磁选一强磁 选一浮选脱硫”的联合选铁工艺，既保证了回收率 也可获得高品位的铁精矿。磁选过程中，弱磁选采 用湿式鼓式磁选机，强磁选采用高梯度磁选机，试 验原则流程如图l 所示。 原矿 硫精矿铁精矿 图1 弱磁选一强磁选工艺流程 F i g ．1 T h ef l o w s h e e to fl o wi n t e n s i t ym a g n e t i c s e p a r a t i o na n dh i g hi n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t i o n 2 ．1 弱磁选磁场强度试验 弱磁选过程采用湿式鼓式弱磁选机，磁场强度 分别设定为6 0 、9 0 、1 2 0 、1 6 0k M m4 种强度。 给矿浓度控制为2 0 ％。试验结果如表4 所示，随着 磁场强度的增加，铁精矿品位随之上升，品位却随 之下降。综合铁品位和铁回收率两因素，最终确定 弱磁选过程合适的磁场强度为1 2 0k A ／m 。 2 ．2 强磁选磁场强度试验 强磁选过程采用高梯度磁选机，磁场强度分别 设定为2 0 0 、3 8 0 、7 4 0 、9 2 0k M m 。由弱磁选产出 的尾矿通过强磁选选出其中的赤铁矿和褐铁矿等弱 磁性矿物后，发现其强磁选粗精矿品位普遍较低， 随着磁场强度的增加，精矿中铁品位不断下降，而 回收率却在不断增长。这是由于产品颗粒较粗。矿 万方数据 5 8 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第2 期 表4弱磁选磁场强度试验结果 T a b l e4T e s tr e s u l t so fm a g n e t i cf i e l d s t r e n g t h o fl 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 n 磁场强度， k A m - 1 产品名称产率／％铁品位，％铁回I 趺j 鞫『％ 精矿 2 ．5 36 5 ．2 19 ．3 0 9 0 尾矿9 7 ．4 71 6 ．5 19 0 ．7 0 原矿1 0 0 ．01 7 ．7 51 0 0 ．0 物没有达到充分的单体解离，为保证精矿品位，对 强磁选精矿采用了“再磨再选”的工艺，在保证回 收率的同时达到理想的精矿品位。综合考虑后，粗 选阶段选择7 0 0k M m 的磁场强度。经过条件试 验，再磨精选阶段采用5 6 0k M m 的磁场强度时达 到了理想效果。为使矿物能够尽量达到单体解离， 再磨阶段选择磨矿细度在一4 7 斗m 占9 0 ％以上时， 达到了很好的单体解离效果。在强磁选过程中，为 避免一些磁性较弱的矿物和连生体颗粒一同被吸着 在磁介质上，而造成精矿产率过大、品位提升不明 显的现象，所以采用间隙较大的1 ／2 齿板。试验结 果如表5 所示。 表5 强磁选磁场强度试验结果 T a b l e5 T e s tr e s u l t so f m a g n e t i cf i e l ds t r e n g t h o fh i g hi n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t i o n 精矿9 ．0 8 6 5 ．7 63 7 ．7 0 3 8 0尾矿9 0 ．9 2 1 0 ．8 56 2 ．3 0 原矿 1 0 0 ．01 5 ．8 41 0 0 ．0 精矿 1 8 ．9 55 7 ．4 36 8 ．6 7 7 4 0尾矿8 1 ．0 56 ．1 33 1 ．3 3 原矿1 0 0 ．01 5 ．8 5l o o ．0 精矿2 2 ．7 7 5 1 ．2 27 3 ．4 1 9 2 0尾矿7 7 ．2 3 5 ．4 72 6 ．5 9 原矿 1 0 0 ．01 5 ．8 91 0 0 ．0 2 ．3 浮选脱硫试验 通过磁选获得的铁混合精矿品位达到了 6 2 ．2 1 ％以上，但是其含硫量却较高，达到2 ％一3 ％， 远超过铁精矿含硫0 ．3 ％以下的标准。说明该精矿 产品中含有一定量的磁黄铁矿随磁选过程进入铁精 矿中。由于采用常规的磁选法无法实现铁与硫的完 全分离，因此试验采用浮选法来脱除铁精矿中的 硫，以获得合格的铁精矿。浮选脱硫试验采用“一 次粗选、一次扫选”的流程，药剂制度如图2 所 示。最终，通过脱硫试验表明脱硫后的铁精矿中硫 的品位明显下降到0 ．2 1 ％左右。达到了铁精矿的品 质要求标准。 混合粗精矿药剂用量单位s ／t ； 间单位m l n ；下同 1 0 0 硫精矿铁精矿 图2 浮选脱硫试验流程 F i g ．2 F l o w s h e e to ff l o a t a t i o nd e s u l p h u r i z a t i o nt e s t 2 ．4 选铁全流程试验 通过“弱磁选强磁选一强磁选粗精矿再磨精 选浮选脱硫”工艺回收铁精矿。选铁全流程见图3 ， 试验结果见表6 。试验最终得到了铁品位6 4 ．3 5 ％、 含硫0 ．1 9 ％的铁精矿，取得了对给矿回收率为 6 5 ．6 8 ％的较好指标。 表6选铁全流程试验结果 T a b l e6R e s u l to f i r o nr e c o v e r i n gi nt h ef l o w s h e e t | ％ 3 结论 1 该铅锌浮选尾矿中可利用回收价值的金属 元素主要为铁，其含量为1 7 ．7 4 ％，杂质种类较少， 含量较低，主要脉石成分为三氧化二铝和二氧化 硅，它们对该尾矿中的铁元素的回收影响较小，利 于铁的回收。 2 铁物相分析结果表明，试样中铁主要以磁 黑舢 锄m m黑舢 矿矿矿精尾原 ∞ 万方数据 2 0 1 4 年第2 期赵鹤飞等铅锌浮选尾矿回收铁试验研究 5 9 硫精矿铁精矿 图3 选铁全流程试验流程 F i g ．3 T h ew h o l ef l o w s h e e to fi r o nr e c o v e r y 铁矿、赤铁矿和褐铁矿及硅酸铁的形式存在，并伴 有少量的硫存在。试样中的磁铁矿可以通过弱磁选 进行回收，赤铁矿和褐铁矿则可以通过强磁选进行 回收，硫可通过浮选的方法进行脱除。 3 对该铅锌浮选尾矿进行选铁试验，结果表 明，采用“弱磁选一强磁选强磁选粗精矿再磨精 选一浮选脱硫”工艺流程，获得铁品位6 4 ．3 5 ％、 含硫0 ．1 9 ％、回收率为6 5 ．6 8 ％的最终铁精矿，达到 了很好的回收效果。 参考文献 [ 1 ] 吴德礼，朱申红，王铮．国内外矿山尾矿综合利用现状 与思考[ J ] ．青岛理工大学学报，2 0 0 1 ，2 2 4 8 4 _ 8 7 ． [ 2 ] 陈宇峰，陆晓燕．铜尾矿资源化的现状和展望[ J ] ．南通 大学学报 自然科学版 ，2 0 0 4 ，3 4 6 0 - - 6 2 ． [ 3 ] 崔毅琦，童雄，周庆华，等．国内外磁黄铁矿浮选的研 究概况[ J ] ．金属矿山，2 0 0 5 5 2 4 2 6 ，6 3 ． [ 4 ] 杨建强，张丽敏，叶从新．新疆某铅锌铁矿选矿工艺流程 研究[ J ] ．湖南有色金属，2 0 1 1 。2 7 2 l _ 6 ，4 8 ． [ 5 ] 刘占华，孙体昌，孙昊，等．从内蒙古某高硫铁尾矿中回 收铁的研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 2 ，3 2 1 4 “9 ． [ 6 ] 王立刚，陈金中，李成必，等．浮铜尾矿回收铁的试验研 究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 l 4 1 6 _ 1 8 ． ， 岔 岔 岔 岔 岔 岔 岔 金 岔 命 岔 岔 命金 岔 岔 命 金 岔 令 金 岔 金 岔 俞 僚 岔 岔 岔 岔 僚偷 位 岔 上接第4 8 页 钼矿、钼华、彩钼铅矿、钼钨钙矿。其氧化率为 2 9 ．3 0 ％。辉钼矿一般呈细鳞片集合体，集合体中夹 杂有脉石矿物。辉钼矿的分布形式有两种，一种以 浸染状分布在脉石矿物中，另一种是随晚期的碳酸 盐脉贯入，使二者与磁铁矿嵌布紧密。 2 脉石矿物以石英、碳酸盐、绿帘石、滑石 为主，还有少量蛇纹石、透辉石、斜长石等。由于 晚期蚀变作用强烈而广泛，使辉钼矿及白钨矿与蚀 变矿物特别是细粒碳酸盐矿物关系密切，有用矿物 与脉石矿物间工艺特性差异变小，该矿为难选矿石。 3 闭路浮选可以获得含钼1 ．9 9 4 ％、回收率为 6 6 ．6 3 ％的钼粗精矿，精矿回收率比现场有1 4 ％的 显著提高。 参考文献 [ 1 ] 刘亮，刘炯天，刘广宇．旋流静态微泡浮选柱在极难选 辉钼矿精选中的应用[ J ] ．矿产综合利用，2 0 0 9 2 1 5 1 8 ． [ 2 ] 周乐光．矿石学基础[ M 丁．北京冶金工业出版社，2 0 0 3 ． [ 3 ] 吕发奎．辉钼矿与难选钼矿的柱式高效分选工艺研究 [ D ] ．江苏徐州中国矿业大学，2 0 1 0 ． [ 4 ] 白晓卿，李苏玲，文小虎．提高钼选矿回收率的试验研究 [ J ] ．矿山机械，2 0 1 0 2 0 ，6 5 - 6 8 ． [ 5 ] 孙传尧．复杂难处理g ；i 5 选矿技术[ C ] ，／全国选矿学术会 议论文集一E 京冶金工业出版社，2 0 1 9 1 7 0 - 1 7 3 ． [ 6 ] 戴新字，周少珍，宋磊，等．某细粒级低品位钼铅矿的 选矿试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 0 6 1 _ 4 ． [ 7 ] 车文芳，任林海．复合烃油提高钼选矿回收率的试验研 究[ J ] ．矿山机械，2 0 1 1 ，3 9 1 0 6 5 6 8 ． [ 8 ] 汤雁斌．国内外钼矿选矿技术进步与创新[ J ] ．铜业工 程，2 0 L O 1 2 9 3 3 ． 万方数据