从尾矿中回收铋的试验研究与生产实践.pdf

2 0 0 2年 1 2月 第 3 1卷第 6期 有 色 矿 山 No nf e r r o u s M i ne s De c ． 。 20 0 2 Vo 1 ． 31 NO． 6 r⋯～～ ；选矿{ t t 从尾矿中回收铋的试验研究与生产实践 雷耀 新，李 红 盘 古 山钨矿 ，江西 于都 3 4 2 3 1 1 [ 关键词 ]综合 回收 ； 铋 ； 尾矿 ；浮选 [ 摘要 ]介绍 了用浮选法 强化 回收 尾矿 中铋 的试验研 究， 提 出在生产过 程 中掌握 的几个技 术问题 。分 析了大 量 的试验和 生产数据 ， 证 明该 项 目的研究与 应用是成功 的， 仅此 可提高全 厂铋综合 回收率 1 2 ％以上 ， 从而 使该矿 铋 选 矿总 回收 率达到 5 6 ％～5 8 ％， 每年为企业 创利 2 0万元 以上 ， 效果 显著 。 [ 中图分类号 ] T D9 2 6 ． 4 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 2 ． 8 9 5 1 2 0 0 2 0 6 ． 0 0 2 7 ． 0 5 Te s t s t u dy a nd pr o du c t i o n pr a c t i c e o f r e c o v e r i ng wo l f r a m f r o m t a i l i ng s LEI Ya o x i n。LI Ho n g P a n g u s h a n Wo l f r a m Mi n e ， Y u d u 3 4 2 3 1 1 。C h i n a Ke y wo r ds c o mpr e he ns i v e r e c o ve r y；bi s mu t h；t a i l i n gs ；f l o t a t i o n Abs t r a c t ．Thi s p a p e r i nt r o d uc e d t he t e s t o f r e c ov e r i n g bi s m u t h f r om t a i l i n gs u s i ng f l ot a t i o n p r o c e s s ．So me t e c h n i c a l i s s ue s t h a t s h o ul d be n o t i c e d a r e pu t f or wa r d．Af t e r a n a l y s i n g l a r ge nu m b e r o f t e s t a nd p r o d u c t i o n d a t a，i t i s pr o ve d t h a t t hi s t e s t a nd a pp l i c a t i o n i s s u c c e s s l y d oi ng，by wh i c h t h e c o mpr e he ns i v e r e c ov e r y o f b i s mut h i n c r e a s e d a b o ve 1 2％ 。t ot a l r e c o v e r y o f bi s m u t h d r e s s i ng r e a c he d 5 5％ t o 58％ ， a nd g o od be ne f i t i s o bt a i ne d． 1 前言 盘古 山黑钨 矿床 富含铋， 原矿 含铋 0 ． 0 5 5 ％ ～ 0 ． 0 6 5 ％， 随着矿山开 采中段下移， 原矿 中铋呈逐 年 上升趋势， 是江西省最大铋矿床， 盘古 山钨矿是全国 主要产铋企业之一 。在用重力选矿法 回收钨的同时 综合回收铋， 铋 回收率仅 为 4 4 ％左右 ， 铋 主要 损失 在重选 细泥尾矿和精选硫化尾矿中。为了提高铋 回 收率， 研究用浮选法 强化 回收尾矿 中铋， 经过几年的 努力， 试验研究成功， 并在实际生产过 程中应用， 生 产所得低度铋可全部与原 系统重选 回收的铋精矿混 合配批达到国家规定的八级 品铋精矿标准。仅此可 提高全厂铋综合 回收率 1 2 ％以上， 从 而每年 为企业 [ 收稿 日期 ] 2 0 0 2 0 8 2 6 [ 作者简介 ]雷 耀新 1 9 6 1 一 ， 男， 江 西 星子 县 人， 工 程 师 ， 从 事选 矿技术管理 工作 。 增 加效 益 2 0万元 以上 。 2 原矿 性质 盘古山钨矿系热液石英为主的黑钨一辉铋矿石 英脉型矿床。 赋存于泥盆纪上统变质砂岩、 砂质板岩 和石英质砂岩的互层沉积变 质岩系 中， 金属矿 物有 黑钨矿 、 黄铁矿、 辉铋矿 、 磁黄铁矿 、 白钨矿 、 毒砂、 黄 铜矿 、 方 铅矿、 辉 钼矿 、 闪锌 矿等， 非金属 矿物有 石 英、 绿柱石 、 莹石 、 电气石、 长石 、 云母等， 次生矿物有 钨华、 铋华 褐铁矿、 软锰矿 、 铜兰等。 铋的单独矿物有辉铋矿 、 碲铋矿、 辉 碲铋矿、 针 铋矿 、 辉铅铋矿、 铋华、 泡铋矿、 黄铋矿等。 原矿石平均钨品位 0 ． 3 0 ％左右， 铋 品位 0 ． 0 6 ％ 左右， 含泥约 6 ％， 含水 1 2 ％左右。 3 铋的选矿综合回收和在尾矿中的损失 盘古 山钨矿选矿原则流程如 图 1 所示。 维普资讯 有色矿 山 2 0 0 2年 第 3 1卷 原生细 泥 次生细泥 浮选机 优先浮铋 、 脱硫 原矿 预选E 垒 砖 重选l I 粗 钨 j}．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一 台浮 优先浮铋 、 脱 硫 手 选 块 钨 、 块 铋 细泥 含铋 重选 铋继续 送精选 手选 尾矿 硫化矿 尾矿精矿 精 选 加工废 石 图 1 选 矿原则流程 方框图 由图 1看出， 在预选和重选过程中， 由于在回收 钨的同时， 考虑 到综合 回收铋 ， 并采取 了相应措 施， 如在手选 时单独选 出块铋及 其富连 体 ； 在重选 时控 制跳汰机、 摇 床、 离心选 矿机 等 的毛钨 品位不要 过 高， 以兼顾 回收铋 ， 从而使原矿 中铋矿得到较好综合 回收。含 铋 毛 钨 经精 选 后 获 得 铋 精 矿 平 均 品 位 1 8 ％以上， 铋选 矿综 合 回收率 4 4 ％， 达 到 国内钨矿 山铋综合 回收率的先进水平。但 回收的铋金属量仍 达不到原矿中的一半， 细粒硫化铋矿 及氧化铋矿多 损失在尾矿中。铋在选矿及最终尾矿中的损失如表 1所 示 。 由表 1看出， 从 各尾矿 废 石 铋品位及其金属 占有率方面综合考虑， 强化重选细泥和精选硫化尾 表 1 铋在 尾矿中 的损失 ％ 矿 中铋的回收是进 一步提高铋选矿综合 回收率 的潜 力所 在 。 4 提高铋选矿综合 回收率的试验研究 4 ． 1 从细泥尾矿 中浮选回收铋 4． 1 ． 1矿石 性 质 原生细泥和次 生细泥分别进水力分级箱分级， 沉砂进矿泥摇床选别， 分级箱溢 流合并经浓缩后进 离心选矿机选别， 形成细泥摇床尾 矿和离心选矿机 尾矿两部分。尾矿中金属矿物有黑钨矿、 黄铁矿 、 辉 铋矿、 黄铋矿 、 泡铋矿、 辉碲铋矿 、 铋华 、 方铅矿、 褐铁 矿、 黄铜矿、 白钨矿 、 闪锌矿等。辉铋矿多呈小柱状 、 纤维状和粒状 ， 也有呈细 小晶体嵌布在黄铁矿 中呈 包裹体存在。氧化铋多呈粒状 、 小柱状和土状， 性 松 脆， 颜色变化较多， 有浅黄、 深黄 、 浅绿、 灰 白、 灰兰等 色， 也有呈稀散泥状微晶质或隐晶质在褐铁矿、 高岭 土、 石英、 云母裂隙中， 呈机械混合物存在着， 显微镜 下检查， 尾矿 中铋矿物绝大 部分单体解离。细泥尾 矿含铋量及铋的物相分析见表 2 。 4 ． 1 ． 2试验 工 艺条件 及 选 别指 标 由于细 泥尾矿是 经矿泥摇床、 离 心选矿 机回收 钨、 铋矿物后丢弃的尾矿， 为 了回收重选法所未能回 收的铋矿物， 进行 了浮选法强 化 回收铋矿 的试验研 究。 由于摇床尾矿和离心机尾矿矿石性质有两点显 表 2 细 泥尾矿含 铋量及铋物 相分析 ％ 著的 区 别 一 是 摇 床 尾 矿 粒 度 相 对 较 粗， 大 于 一 0 ． 0 7 4 mm的 量 占 3 0 ． 0 7 ％， 小 于 1 0 m 的 量 占 2 6 ． 3 9 ％， 而离心机尾矿粒 度较细， 大于 一0 ． 0 7 4 mm 的量仅占 3 ． 7 5 ％， 小于 1 0 m 的量达 4 0 ． 6 5 ％[ 卜 ； 二是摇床尾矿含铋以硫化铋为主， 氧化铋矿 占有率 为 3 8 ． 1 ％， 而离心机 尾矿 的含铋以氧 化铋为 主， 其 占有率达 6 1 ． 6 ％。因此在 试验研 究中确立 两种尾 矿应单独进行浮选 试验， 必 须兼顾 硫化铋矿和氧化 铋矿的回收， 氧化铋矿的 回收作 为试验 中的一个重 要 问题研 究。 试验先在实验室型 I O L小型浮选机 中进行 ， 采 用正交试验法 进行 试验u J 。根据 小型试 验所 得流 程、 最佳工艺条件和选别指标， 又在生产现场用 2 8 L 典瓦尔连续 浮选机 进行 半工业性 连 续试验 J 。试 验流程如图 2所示。 在进行条件试验时， 用正 交试验法进行 了五 因 素四水平 的 L1 6 4 正交试验， 正交试验所得最佳 药剂条件和其它工艺条件见表 3 。 维普资讯 第 6期 雷耀新等 从尾矿 中回收铋的试验研究与生产实践 2 9 细泥尾 矿 铋精 矿 尾 矿 图 2 半工业性连续试验流程 按 图 2所示流程、 设 备和表 3所 确定的药剂制 度、 工艺条件进行 的半工业连续试验 所得最终选别 指标如表 4所示 。 强化细泥中铋矿回收的另一条途径是用浮选法 直接从细泥原矿 中浮选 回收铋， 然后 再从浮选尾矿 中用重选法回收钨。该 方法浮选药剂费用更 高， 而 铋的作业 回收率更低， 因而不予深入研究。 4 ． 2 从硫 化尾矿中浮选回收铋 从重选和细泥选别所得含有钨 、 铋 、 硫化矿的粗 钨进入精选分别 用 6一S台浮摇床和 6 A浮选 机进 行浮铋精选 获得最终铋精矿 ， 然后脱除硫化矿， 所 得粗钨精矿则继续精选 加工， 见图 1 。由于浮铋作 表 3 L 1 6 4 正 交试验优化工 艺条件 表 4 L 1 6 4 正 交试验 指标 ％ 业工艺条 件控 制的波动以及铋一 黄铁 矿连 生体， 在 脱除丢弃 的硫化尾矿 中铋 的含量较高， 可进 一步进 行铋的强化 回收。经现场 测定， 在机 浮硫 化尾矿中 含铋 为 1 ． 2 ％ ～ 1 ． 6 ％，台浮 硫 化 尾 矿 中 含 铋 为 0． 6％ ～ 1． 0％ 。 4． 2． 1硫 化 尾 矿性 质 硫化尾矿 中金 属矿 物有 黄铁 矿、 褐 铁 矿、 辉 铋 矿、 黄铋矿、 泡铋矿 、 黑钨矿、 毒砂 、 黄铜矿、 方铅 矿、 闪锌矿等 ， 非金属矿物 主要有石英。据 显微镜下观 察 ， 损失在台浮硫化尾矿中铋矿少部分单体解离， 大 部分和黄铁矿、 石英等共生， 且与黄铁矿共生关系密 切。尾矿含铋的物相分析如表 5所示[ 3 - 4 ] 。 表 5 尾矿 中铋 物相分析 ． ％ 机浮硫化尾矿粒度较 台浮硫化尾矿细得多， 筛 析资料表明， 其中小于 一0 ． 0 7 4 mm 的量和铋金属占 有率约为 6 5 ％～7 0 ％， 铋矿物大部分单体解离。 4 ． 2 ． 2试验 工 艺条件 和 选 别指 标 用浮选法从硫 化尾矿中进一步强 化回收铋 ， 根 据图 1流程和硫化尾矿性质， 分别对机 浮和 台浮硫 维普资讯 3 0 有色矿 山 2 0 0 2年 第 3 1卷 化尾矿进行了探 索性试验 、 预先试验 、 条件试验 ， 最 后根据所得的最佳工艺条件进行了流程试验。 实验室小型浮选试验所得流程及最佳工艺条件 如 图 3所示。 台浮硫化 尾矿 机浮 硫化尾矿 占 7 0 ％ 粗选 粗选 药剂用量 单位 g ／ t I Ⅱ Ⅲ 5 0 2 5 2 5 5 0 1 0 5 1 0 1 0 1 5 铋精 矿 铋中矿尾矿 铋精矿 尾矿 图 3 从硫化尾矿 中浮选 回收铋 矿 的试验 流程和最佳工 艺条件 试验中发现， 台浮硫化 尾矿所 带浮选 药剂在 磨 矿中经磨剥 及 Na S作 用即被 解析， 而对 细颗 粒 的 机浮硫化尾矿 ， 必 须添 加活性 碳， 活性 碳吸 附作用 强， 用量过大时， 铋矿 物表 面粘附上活性碳 ， 阻止 了 捕收剂对铋矿物的作用， 浮选泡沫层薄而不稳定， 甚 至无泡沫， 用量过小时， 又不足以吸附被 N a C N所溶 解的在黄铁矿表面上形 成的黄原酸铁， 黄铁矿大量 上浮， 铋精矿品位低。在用 N a C N抑制黄铁矿时， 由 于它能溶解黄铁矿表面 生成的黄原酸铁， 从而使黄 铁矿受到抑制 ， 但它不能溶解在铋 矿物表面生成 的 黄原酸铋 ， 铋矿物仍保持可浮性， 因此在机浮硫化尾 矿浮铋粗选作业可不加丁黄药和 2 油， 此时上浮的 铋矿物占回收铋矿物的 8 0 ％左右， 只需在扫选添加 适量丁黄药和 2 油， 回收未上浮的铋矿物。对于粒 度较粗的台浮硫化尾矿 ， 试验 以捕收剂 混合使用效 果为佳， 即适当减少捕收力强， 选择性差 的丁黄药用 量而添加选择性较好 的乙硫 氮， 由于 上浮黄铁 矿减 少， 铋的回收率未降低而精矿品位提高。 根据 图 3流程和试验所 获得 的最佳工 艺条件 ， 从硫化尾矿中浮选 回收铋的指标如表 6所示。 表 6 从 硫化尾矿 中回收铋 的指标 ％ 4 ． 3 试验研究小结 上述试验研 究表 明， 用浮选法进一步强化 回收 重选细泥尾矿和精选硫化 尾矿 中铋， 可 获得较好的 选别指标。现将生产现场测 定， 分析得到 的细泥尾 矿和精选硫化尾矿量及品位和浮选试验的指标列入 表 7中。由表 7可得 出如下结论。 表 7 生产现 场测定 指标 ％ 1 用浮选法进 一步 回收细 泥和硫化尾矿 中铋 矿， 可使铋的综合回收率在原有基础上提高 1 2 ％以 上， 从 而 使 选 厂 铋 选 矿 综 合 回收 率 达 到 5 6 ％ ～ 5 8％ 。 2 由于细泥和硫化尾矿中铋的品位低， 氧化率 高， 铋矿物难选 ， 浮选所得 铋精矿综 合含铋 为 1 0 ％ 左右 ， 仅为低度 铋， 达不 到铋精 矿最 低标准 八级 品 含铋 1 5 ％以上 要求。 3 低度铋不能为商品铋精矿 出售 ， 但该矿低度 铋金属年产量占原系统生产的铋精 矿 含铋 1 8 ％以 上 年产量的 1 5 ％左右， 两种产品混合后均能达到 商品铋精 矿 含铋 1 5 ％以上 出售 ， 这 样技 术上 可 行， 经济上也是非常合算 的。 5 低度 铋浮选 的生产 实践 5 ． I 生 产 工 艺流 程 依据试验研究结果， 低度铋 浮选 生产工 艺流程 与试验时的工艺流程基本一致， 见 图 2和 图 3 ， 实践 维普资讯 第 6期 雷耀新等 从尾矿中回收铋 的试验研究与生产实践 3 1 表 明该流程适用盘古 山钨矿从细泥尾矿和精选硫化 尾矿 中回收铋。 5 ． 2主要生产技术指标 1 9 9 9年至 2 0 0 1年低度铋浮选主要生产技术指 标见 表 8 。 表 8 1 9 9 9 ～2 0 0 1年主要生产技术指标 由表 8中可得出如下结论 。 1 生产的低度铋品位均优 于试 验所得精矿品 位 1 0 ． 2 3 ％， 实际平均达到 1 2 ． 8 0 ％； 2 该工艺 铋 回收率 基本维持 在 4 3 ％左右， 与 试验所得数据相当， 实际平均达到 4 3 ． 6 8 ％； 3 低铋 金属 产量 占全 厂铋 金属 产量 1 8 ％左 右， 是一个非常理想的指标， 3年平均每年为企业多 回收铋金属 1 8 ． 4 2 t 其中 2 0 0 0 、 2 0 0 1 年， 由于矿山的 生产能力整体调低， 选矿生产由 1 9 9 9年以前的三班 改为两个小班作业 。 5 ． 3 生产过程中应把握的几个技术问题 5 ． 3 ． 1 细 泥尾 矿 浮铋 应 把握 三 点 1 浮选扫选 尾矿 中的铋 7 0 ％左右呈氧化铋状 态， 因此研 究氧化铋的浮选技术， 是提高铋综合回收 率的重要途径之一 ； 2 精选 矿浆浓度应 大于 1 5 ％ 生产实践证 明 以 2 5 ％为最佳， 浓度过低， 回收率降低 ； 3 该项 目投产后， 为节省药剂费用， 开展 了以 废碱液代替碳酸钠 作浮选 p H 调整剂 的试 验研 究， 废碱液是该矿工业生产 中排出的氢氧化钠废液， 仅 此每年节约成本近 5万元。实践证明既经济又不影 响生产指标， 是提高企业经济效益的重要措施之一 。 5 ． 3 ． 2 硫 化 尾 矿 浮 铋应 把握 二 点 1 浮铋的矿浆 p H值必须控制在 8 ． 5 ％左右。 2 磨矿 产品粒度 应严格控 制，一0 ． 0 7 4 mm 占 5 0 ％～5 5 ％， 钢球的添加应分次及时进行， 钢球大小 配 比应合理。2 0 0 1 年开始该 矿结合 实际， 将原试验 设计的开路磨矿改为现行的闭路磨矿， 效果理想。 6 结语 1 用浮选法强化细泥、 硫化尾矿中铋的二次综 合 回收在技术 上是可行的， 经济上效果显著。 由此 可使选 厂铋的选矿综合 回收率提高 1 2 ％以上， 铋的 总回收率达 到 5 6 ％～5 8 ％， 每年 为企业创 利 2 0万 元 以 上 。 2 随着该矿采掘 中段下移， 原矿中铋含量将逐 年升高 2 0 0 1年达到 0 ． 0 8 1 4 ％， 细泥和精选 尾矿综 合含铋达到 0 ． 2 2 5 ％ ， 因此该成果的应用将更加充 分体现出来。 3 该矿细泥尾矿和精选硫化尾矿 中钨 的含量 分别达 0 ． 2 2 ％和 1 ． 1 0 ％， 每年在这两部分中损失的 钨金属 分别达 到 4 0 t和 2 0 t 左 右， 合计达 到 6 0 t 左 右， 若按 5 0 ％的浮选 回收率计算， 一年 可 回收钨 金 属量 3 0 t 以上， 在不影响铋浮选 回收的前提下 ， 通过 选矿试验研 究和经 济效益 的对 比工 作进 行钨 的 回 收， 是今后值得研究的重要课题。 上接 第 1 7页 2 上下分段 间不 留矿柱， 既节 约 了 5 0 ％的采 准工程量， 而且提高 了矿石 回采率。同时更容易消 除压力支撑， 促使空区极早崩落。 3 空区崩顶泄压后， 矿柱基本可 以采透 ， 而矿 柱的采透又进一步促 成了顶板的完全泄 压， 从而进 一 步保证 了采场安全， 并为下一个分段 的 回采消除 了 后患 7 结语 地 压管理工 作是地 下开采 矿 山的一项重要 工 程， 如何有效 、 经济、 安全地控制地 压， 是矿山技术管 理的主要 内容 。笔者认 为， 地压管理应 综合考 虑多 方面的因素， 因地制宜地制 定对 策， 不能默守 陈规。 这是矿 山安全开采的条件之一 。 [ 参考文献 ] [ 1 ] 解世俊 ． 金属矿 山地 下开 采 [ M] ． 北 京 冶 金工 业 出版 社 ， 1 9 8 6 ， 1 7 0 1 7 8 ． 维普资讯