云南某铅锌尾矿伴生萤石综合回收的工艺研究.pdf

2 0 1 4 年第1 期 有色金属 选矿部分 ‘4 3 。 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 1 ．0 1 1 云南某铅锌尾矿伴生萤石综合回收的工艺研究 王成行- ，一，童雄1 ，一，胡真2 ，宋宝旭1 ’2 1 ．昆明理工大学国土资源工程学院，昆明6 5 0 0 9 3 ；2 ．广州有色金属研究院，广州5 1 0 6 5 1 ； 3 ．云南省金属矿尾矿资源二次利用工程研究中心，昆明6 5 0 0 9 3 摘要云南某铅锌尾矿中伴生萤石含量为4 5 ．4 9 ％，为了有效地回收其中的萤石资源，对其进行了选矿工艺研究。在 常温条件下，采用“三次粗选、两次扫选、七次精选”的浮选流程及高效萤石捕收剂F C 一8 和脉石矿物抑制剂F D - I ，最终获 得了萤石精矿品位9 7 ．1 2 ％，总回收率9 3 ．5 0 ％的优良指标。 关键词铅锌尾矿；伴生萤石；浮选；捕收剂；抑制剂 中图分类号T D 9 5 2 ；T D 9 2 6 ．4 2文献标志码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 4 0 1 - - 0 0 4 3 - 0 4 S t u d yo nt h eC o m p r e h e n s i v eR e c o v e r yo fA s s o c i a t e dM i n e r a l so fF l u o r i t ef r o mt h eP b - Z n T a i l i n g s W A N GC h e n g h a n g I ，一，T O N GX i o n g 哆H UZ h e n 2 ，S O N GB a o x u l 嚣 1 ．F a c u l t yo fL a n d R e s o u r c eE n g i n e e r i n g ，K u n m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c e ＆T 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 ；aG u a n g z h o uR e s e a r c hI n s t i t u t eo fN o n - f e r r o u sM e t a l s ， G u a n g z h o u5 1 0 6 5 1 ．C h i n a ； E n g i n e e r i n gR e s e a r c hC e n t e ro fS e c o n d a r yU t i l i z a t i o no f M e t a l l i cM i n e r a l sT a i l i n g ，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 T h ea s s o c i a t e df l u o r i t eo fal e a d z i n ct a i l i n g si nY u n n a na s s a y s4 5 ．4 9 ％C a F 2 ，a n dm i n e r a l p r o c e s s i n gp r o c e s s r e s e a r c hw a sc o n d u c t e di no r d e rt or e c o v e rt h ef l u o r i t er e s o u r c e ．A tt h el o o m t e m p e r a t u r e ，t h ef l o t a t i o np r o c e s so f “t r i p l er o u g h i n g - t w i c es c a v e n g i n g - s e v e nc l e a n i n g ”w a sa d o p t e d ，a n d t a k i n gF C 一8a sc o l l e c t o ra n dF D 一1a sd e p r e s s o r ，f i n a l l yt h ef l u o r i t e c o n c e n t r a t eg r a d i n g9 7 ．1 2 ％C a F 2w i t h ar e c o v e r yo f9 3 。5 0 ％w a so b t a i n e d ． K e yw o r d s l e a d z i n ct a i l i n g s ；a s s o c i a t e df l u o r i t e ；f l o t a t i o n ；c o l l e c t o r ；d e p r e s s a n t 萤石 c a 昀是世界上2 0 几种重要的非金属 矿物原料之一，是工业上氟的主要来源，广泛应用 于冶金、建材、化工、陶瓷工业及其它相关工业 领域[ 1 | 。我国是世界上萤石矿最丰富的国家之一， 2 0 1 2 年总保有储量1 ．0 8 亿t 。萤石矿床一般分为 单一萤石矿床和共生、伴生萤石矿床两大类，其中 单一型萤石矿床数占总矿床数的8 3 ％，萤石储量占 总储量的5 7 ％，而共伴生型矿床数占总矿床数的 1 7 ％，但萤石储量占总储量的4 3 ％[ 2 3 。随着近年来 各地勘查工作的进展，共伴生型萤石矿的储量将大 大超过单一型萤石矿的储量。 单一型萤石矿床产于各种不同类型的沉积岩、 变质岩、中酸性侵入及喷出岩中，矿石物质成分一 般比较单一，选别指标较好。共伴生型萤石矿根据 其主金属元素的不同，主要分为钨锡矿多金属伴生 萤石矿床[ 3 ] 、铅锌硫化物共伴生型萤石矿床、稀土 铁伴生萤石矿床等类型[ 4 ] ，此类矿床在矿山生产中 往往只考虑主金属的回收，而忽略了对其中伴生萤 石的回收，萤石利用水平还很低，除了少数几个矿 山萤石资源已综合回收利用以外，多数矿山都尚未 利用，亟待进一步开发，因此，开展对这类共伴生 萤石的选矿工艺研究具有重大意义。 云南某铅锌矿中伴生萤石含量高达4 5 ．4 9 ％， 由于缺乏对这部分萤石资源的综合利用研究，加之 含钙脉石矿物的干扰，生产中回收率仅为3 0 ％左 右，为了有效回收其中的萤石资源，实现资源的综 收稿日期2 0 1 2 - 0 7 - 0 6修回日期2 0 1 3 1 1 - 2 6 作者简介王成行 1 9 8 4 一 ，男，河北保定人，博士研究生，主要从事有色金属矿选矿理论与工艺研究。 万方数据 4 4 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第1 期 合利用，对其进行了选矿工艺研究。 1 矿石性质 1 ．1 主要化学成分分析 本试验矿样取自某铅锌选厂浮选尾矿，其化学 多元素分析结果见表1 。 表l铅锌尾矿化学多元素分析结果 T a b l e1M u l t i e l e m e n t a n a l y s i s r e s u l t so ft h e l e a d z i n c t a i l i n g s ，％ 元素c a Rz n P b SS i 0 2M g oC a O A 1 2 0 ，A 9 1 ’ 含量4 5 ．4 90 ．1 0 0 ．2 80 ．1 51 9 ．8 41 ．1 73 ．3 25 ．4 51 0 ．7 0 I 单位为趴，下同。 多元素分析结果表明，主金属元素铅锌银已基 本得到了有效回收，尾矿中萤石含量高达4 5 ．4 9 ％， 表2 T a b l e2 具有较高的回收价值。 1 ．2 矿物组成及相对含量 矿物定量测定结果见表2 。 根据表2 结果可知，矿石中主要回收矿物为萤 石，主要脉石矿物为石英，其含量占2 5 ．5 0 ％，是 典型的萤石一石英型萤石矿，此外还含有少量的白 云石和方解石等碳酸盐矿物，需要在选矿过程中尽 量减少其富集以提高精矿品质。 1 ．3 萤石的嵌布粒度及解离度 矿石中萤石的嵌布粒度测定结果见表3 。 测定结果表明，萤石的主要粒度范围为0 ．0 8 。 2 ．5 6m m ，属镶嵌粒度较粗型萤石矿，此外由于此 矿石为铅锌伴生萤石矿，故在浮选萤石前，对其迸 主要矿物组成及相对含量 M a j o rm i n e r a lc o n s t i t u e n t sa n dc o n t e n t so ft h erailings|％ 行了萤石解离度测定，测定结果见表4 。 表4萤石解离度测定结果 T a b l e4T h ef l u o r i t el i b e r a t i o nd e g r e er e s u l t so f t h er a wo r e／％ 注磨矿细度一7 4 斗m 占8 1 ．0 ％。 铅锌尾矿解离度测定结果也表明，在现场尾矿 细度为～7 4 斗m 占8 1 ．O ％时，萤石解离度高达 9 9 ．2 3 ％，基本解离完全，因此，没有必要对此铅锌 尾矿进行再磨。 2 选矿试验研究 本矿石为萤石一石英型萤石矿，如何实现萤石 与石英的分离是整个选矿工艺的关键。对于此类矿 石，通常采用浮选的方法，用水玻璃作调整剂，用 油酸作捕收剂回收萤石。由于油酸在低温环境中溶 解度低，分散速度慢，活性降低，导致浮选效果较 差，往往需要采用加温浮选的方法来克服上述不 足 5 】，除此之外，近年来对低温条件下的萤石高效 捕收剂和抑制剂的研究也比较多 引。此外，由于 矿石中含有2 ．1 0 ％的方解石和6 ．8 5 ％的白云石等含 钙脉石矿物，采用脂肪酸类作捕收剂时，两者均具 有很好的浮游性，因此，必须研究方解石等脉石矿 物的高效抑制剂才能获得较好的指标。 2 ．1 调整剂筛选试验 为了得到合格的萤石精矿，需要添加一定量的 抑制剂抑制脉石矿物，为此进行了调整剂种类的比 较试验，调整剂种类为F D 一1 、六偏磷酸钠以及 水玻璃。其中F I 一1 是广州有色金属研究院研制的 新型复合脉石抑制剂，在浮选萤石时能有效抑制石 英等脉石矿物，六偏磷酸钠则对方解石具有良好的 抑制作用，水玻璃则是萤石浮选中最常用的调整 剂。试验结果如图1 。3 所示。 试验结果表明采用F D 一1 作调整剂时，不仅 能获得较高的萤石回收率，同时萤石精矿品位也较 高；六偏磷酸钠对萤石的抑制比较强烈，导致萤石 回收率和品位均较低，不宜采用；水玻璃虽然能获 得较高的萤石品位，但是萤石回收率不理想。因 此，决定采用F D 一1 作为本次试验的调整剂。 2 ．2 捕收剂种类比较试验 捕收剂在萤石浮选过程中尤为重要，常规的萤 万方数据 2 0 1 4 年第1 期王成行等云南某铅锌尾矿伴生萤石综合回收的工艺研究 4 5 零 、 褥 擎 回 m 牺 蓬 趔 咯 № 翘 六偏磷酸钠用量／ g 。t 4 图1六偏磷酸钠用量与粗精矿中萤石回收率及品 位的关系 F i g ．1 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ed o s a g eo f s o d i u mh e x a m e t a p h o s p h a t ea n dt h er e c o v e r ya n d g r a d eo ff l u o r i t e 冰 、 褂 擎 回 旧 桶 零 、 过 咯 m 糖 水玻璃用量／ k g t 。 图2 水玻璃用量与粗精矿中萤石回收率及品位的 关系 F i g ．2 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ed o s a g eo f s o d i u ms i l i c a t ea n dt h er e c o v e r ya n dg r a d eo f f l u o r i t e 冰 、 瓣 擎 回 m 糨 冰 、 翅 咯 心 牺 F D 一1 用量， k g t 。 图3F D 一1 用量与粗精矿中萤石回收率及品位的 关系 F i g ．3 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ed o s a g eo f F D - 1a n dt h er e c o v e r ya n dg r a d eo ff l u o r i t e 石捕收剂油酸由于在低温环境中溶解度低，分散速 度慢等缺点，经常需要在选矿过程中将矿浆加温至 3 0 ℃以上才能正常生产。本试验采用了一种常温浮 选新型捕收剂F C 一8 ，为考察F C 一8 与油酸对萤石 捕收性能的差异，进行了对比试验。其中选用油酸 作捕收剂时，加温矿浆至4 0 ℃，试验结果如图4 和 图5 所示。 根据试验结果，经过对比发现，采用F C 一8 作 捕收剂时，萤石粗精矿和品位都比采用油酸加温浮 选的效果要好，同时，在F c 一8 用量大于3 6 0s ／t 时，其回收率增加不明显，另外，萤石品位也呈下 降趋势，因此，综合考虑，确定捕收剂F C 一8 用量 为3 6 0g ／t 为宜。 堡 爵 娶 回 烬 牺 堡 趔 喑 № 稿 F C 一8 用量／ g t ‘1 图4F C 一8 用量与粗精矿中萤石回收率及品位的 关系 F i g ．4 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ed o s a g eo fF C 一8 a n dt h er e c o v e r ya n dg r a d eo ff l u o r i t e 冰 ～ 爵 娶 匿 m 砸 堡 遥 Ⅱ暑 m 稠 油酸用量／ g t 。 图5油酸用量与粗精矿中萤石回收率及品位的关系 F i g ．5 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ed o s a g eo fo l e i c a c i da n dt h er e c o v e r ya n dg r a d eo ff l u o r i t e 2 ．3 闭路试验 在上述试验的基础上，进行了萤石浮选“三次 粗选、两次扫选、七次精选”的闭路试验，粗选捕 收剂F C 一8 采用分段加药的方式，用量分别为2 7 0 、 6 0 和3 0 趴，其中，粗选1 加入调整剂F D 一1 为 6 ．0k g ／t ，精选采用空白精选的方式，中矿循序返 回，最终得到的试验指标如表5 所示。 由表5 结果可知，闭路试验可获得萤石精矿品 位为9 7 ．1 2 ％，回收率为9 3 ．5 0 ％，总回收率为 9 3 ．3 7 ％的技术指标。 下转第7 3 页 ∞∞踮加∞∞∞粥加m O 万方数据 2 0 1 4 年第1 期任传成等机器视觉技术在浮选精矿品位软测量中的研究现状 7 3 参考文献 [ 1 ] M o o l m a l lDW ，A 1 d r i e hC ，V a nD e v e n t e rJSJ ，e ta 1 ． D i g i t a li m a g ep r o c e s s i n g a sat o o l f o ro n - l i n e m o n i t o r i n g o ff r o t h i nf l o t a t i o np l a n t s [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ， 1 9 9 4 ，7 9 1 1 4 9 1 1 6 4 ． [ 2 ] 哈格雷夫JM ，哈尔s ．T ．根据泡沫的颜色和表面结 构判断锡矿物中浮选的精矿品位和泡沫中的固体流量 [ J ] ．国外选矿快报，1 9 9 8 2 5 - 8 ． [ 3 ] H a r g r a v eJM ，H a l lST 。D i a g n o s i so fc o n c e n t r a t eg r a d e a n dm a s sf l o w r a t ei nt i nf l o t a t i o nf r o mc o l o u ra n d s u r f a c et e x t u r ea n a l y s i s [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，1 9 9 7 ， 1 0 6 6 1 3 6 2 1 ， [ 4 ] 曾荣，沃国经．图像处理技术在镍选矿厂中的应用 [ J ] ．矿冶，2 0 0 2 ，1 1 1 3 7 - 4 1 ． [ 5 ] 沃国经．F P - 0 1 浮选泡沫图像处理系统[ J ] ．有色冶金设 计与研究，2 0 0 3 ，2 4 S 1 8 7 8 9 ． [ 6 ] 梁栋华，于飞，赵建军，等．B F I P S I 型浮选泡沫图像 处理系统的应用与研究[ J ] _ 有色金属 选矿部分 ， 2 0 1 l 1 4 3 4 5 ． [ 7 ] 张奕奎，陈凌，王飞．基于图像识别的浮选控制系统 [ J ] ．工矿自动化，2 0 0 2 1 1 4 - 1 6 ． [ 8 ] 李启福，王雅琳，曹泊，等．基于滑窗B 样条偏最小二 乘的浮选过程质量指标软测量[ J ] ．中国科技论文， 2 0 1 2 4 2 9 4 3 0 1 ． [ 9 ] M a r a i sC ，A l d r i c hC ．E s t i m a t i o no fp l a t i n u mf l o t a t i o n g r a d e sf r o mf r o t hi m a g ed a t a [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ， 2 0 1 1 ．2 4 5 4 3 3 4 4 1 ． [ 1 0 ] M a r a i sC ，A l d r i chC ．T h ee s t i m a t i o no fp l a t i n u m f l o t a t i o n g r a d ef r o m f r o t h i m a g e f e a t u r e s b yu s i n g a I t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r k s [ J ] ．J o u r n a lo ft h eS o u t h A f r i c a nI n s t i t u t e o fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，2 0 1l ，1l 1 2 8 1 8 5 ． 『1 11B a r t o l a c c iG ，P e l l e t i e rJ r ．P ，T e s s i e rJ r ．J ，e t a 1 ． A p p l i c a t i o n o fn u m e r i c a li m a g ea n a l y s i st op r o c e s s d i a g n o s i sa n dp h y s i c a lp a r a m e t e rm e a s u r e m e n ti nm i n e r a l p r o c e s s e s - - P a r tI F l o t a t i o n c o n t r o lb a s e do nf r o t h t e x t u r a lc h a r a c t e r i s t i c s [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，2 0 0 6 ， 1 9 6 8 7 3 4 7 4 7 ． [ 1 2 ] 黄胜国，杨英杰．浮选泡沫图像识别系统的设计与实现 [ J ] ．工业控制计算机，2 0 0 6 ，1 9 6 6 2 6 3 ，6 8 ． [ 1 3 ] 何桂春，黄开启．浮选指标与浮选泡沫数字图像关系研 究[ J ] ．金属矿I 上I ，2 0 0 8 8 9 6 1 0 1 ． 1 4B o n i f a z iG ，M a s s a c c iP ，M e l o n iA ．P r e d i c t i o no f c o m p l e xs u l f i d e f l o t a t i o n p e r f o r m a n c e sb ya c o m b i n e d 3 Df r a c t a la n de o l o u ra n a l y s i so ft h ef r o t h s [ J ] ．M i n e r a l s E n g i n e e r i n g ，2 0 0 0 ，1 3 7 7 3 7 7 4 6 ． [ 1 5 ] G ．伯尼法兹，P ．马萨奇，A ．米洛尼．用3 D 分形和颜色 分析相结合的方法预测复杂硫化矿物浮选指标[ J ] ．国 外金属矿选矿，2 0 0 0 ，3 7 1 2 3 5 3 8 ，4 1 ． [ 1 6 ] 汪中伟，梁栋华．基于浮选泡沫图像特征参数的应用研 究E J ] ．矿冶，2 0 1 1 ，2 0 2 8 2 8 4 ． 11 7 ] H a t o n e nJ ，H y o t y n i e m iH ，M i e t t u n e nJ ，e ta 1 ．U s i n g i m a g ei n f o r m a t i o na n dp a r t i a ll e a s ts q u a r e sm e t h o dt o e s t i m a t em i n e r a lc o n c e n t r a t i o n si nm i n e r a lf l o t a t i o n lCj ． I P M M ’9 9 ．1 9 9 9 4 5 9 4 6 4 ． C 仓 僚 僚 仓 仓 仓 岔 岔 岔 仓 仓 仓 命 仓 命 命 岔 仓 命 岔 岔 仓 个 仓 岔 命 岔 仓 岔 夼 仓 命 仓 岔 上接第4 5 页 表5闭路试验结果 T a b l e5R e s u l t so ft h ec l o s e d c i r c u i tt e s t／％ 3 结论 1 云南某铅锌矿尾矿中萤石含量较高，铅锌 尾矿多元素分析结果表明，萤石含量达4 5 ．4 9 ％， 具有较高的回收价值，主要的脉石矿物为石英，同 时含有少量的白云石和方解石等碳酸盐矿物。 2 对此铅锌尾矿中的萤石进行了原矿嵌布粒 度测定，结果表明，萤石的主要粒度范围为0 ．0 8 ～ 2 ．5 6m m ，在现场磨矿细度为一7 4 ／x r n 占8 1 ．0 ％的 条件下，萤石解离度达9 9 ．2 3 ％，基本完全解离， 所以没有必要对其进行再磨。 3 本铅锌尾矿为典型的萤石一石英型萤石矿， 采用“三次粗选、两次扫选、七次精选”的浮选流 程，抑制剂选用新型复合脉石抑制剂F D 一1 ，捕收 剂采用低温条件下捕收性能较好的F C 一8 ，可以获 得萤石精矿品位9 7 ．1 2 ％，回收率为9 3 ．5 0 ％的优良 指标。 参考文献 [ 1 ] 牛丽贤，张寿庭．中国萤石产业发展战略思考[ J ] ．中国 矿业，2 0 1 0 ，1 9 8 2 1 2 5 ． [ 2 ] 钟江春．我国萤石资源利用概况及其发展趋势[ J ] ．化学 工业，2 0 1 1 ，2 9 1 2 1 1 - 1 5 ． [ 3 ] 周菁．钨钼铋萤石复杂多金属矿选矿工艺方案研究[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 6 1 9 2 2 ． [ 4 ] g - 产资源综合利用手册编辑委员会．矿产资源综合 利用手册[ M ] ．北京科学出版社，2 1 3 0 0 5 6 4 ． [ 5 ] 朱建光．萤石浮选的几个问题[ J ] ．国外金属矿选矿。 2 0 0 4 6 4 9 ． [ 6 ] 罗溪梅，童雄，王云帆．萤石浮选药剂的研究状况[ J ] ． 湿法冶金，2 0 0 9 ，2 8 3 1 4 6 1 5 3 ． [ 7 ] 凌石生，肖婉琴，肖巧斌，等．新型捕收剂B K 4 1 0 在某萤 石矿中的应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 0 6 4 8 5 0 ． [ 8 ] 叶志平，何国伟．柿竹园萤石浮选捕收剂的研究[ J ] ．有 色金属 选矿部分 ，2 0 0 7 1 4 7 ．4 9 ． 万方数据