伴生硫铁矿资源利用及其选矿技术进展.pdf

2 0 0 1年 5月 第 3 0卷第 3期 有色矿⋯ Nonf e r m us M i n e s May． 2001 V o l 3O N0 3 伴 生硫 铁 矿 资源 利 用及 其选 矿技 术进 展 邓 海 波 中 南 太学 矿物 【 程 采． 湖南 长 沙 4 1 0 0 8 3 [ 关键 词 】硫 铁 矿 ； 选 矿 ； 伴 生 资 源 ； 综 台回 收 [ 摘要 】彳 卜 绍 丁 我 国伴 生硫 铁 矿 的开 发 应用 前 景 ， 讨论 r硫铁 矿 娄 矿物 的选 别 特 性 和一 般 分 选 流程 ， 以 ＆ 各娄伴 生硫 铁 矿选 厂的 技 术特 专 [ 中 圉分 类 号 ]TD 9 8 2[ 文献 标 识码 ]B[ 文章 编 号 】1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 1 0 3 0 0 2 3 0 3 Ut i l i z a t i o n a nd m i ne r a l pr o c e s s i ng t e c hni c al pr o g r e s s o f a s s o c i a t e d p yr i t e DE＼G Ha i ． b 0 De p a r t me n t M； i n e r a l Pr o c e s s i n g， C e n t r a l S o ut h n i z e r s i t y， C h a n gs h a 4 1 0 0 8 3， Ch i n a Ke y wo r d s p y r i t e ； mi n e r a 】p r o c e s s i n g； a s s o c i a t e d r e s o u r c e s ； c o mp r e h e n s i v e r e c o v e r y Ab s t r a c t Th i s p a p e r i n t r o d u c e d t h e g e n e r a l s i t u a t i o n o f Ch i n a s u l f u r r e so u r c e s a n d e x p l o i t a t i o n o f a s soc i a t e d p y r i t e ． The mi n e r a l p r o c e s s i n g s p e c i f i c p r o p e r t y a n d p r o c e o f p y rit e a r e d i s c u s s e d Th e p r o g r e s s o f c o n c e n t r a t i n g t e c hn i q u e o f a s s o c i a t e d p y r i t e i s r e v i e we d 1 我国硫资源和伴生硫铁矿的开发前景 硫铁矿类 矿物 包括 黄 铁 矿 、 磁 黄铁 矿 和 自铁 矿． 主要指 黄铁 矿 ， 是最 重要 的含硫工业 矿 物 ． 它 主 要 用 于 生 产 基 本 化 工 产 品 硫 酸 。制 取硫 酸后的黄铁 矿烧 渣往往还 舍少量 硫和铁 、 铜 、 金 等有 价 元 素 ， 结 合 脱 硫氯 化焙 烧， 可产 出炼 铁球 团矿和综 合 回收铜 、 金 。 硫 酸广 泛用于 工 业 生 产， 还 是 生 产农 业 用磷肥 的主要 原 材料 。 据统 计 ， 我 国磷 肥 业 消费的硫 酸一直 占全 国年 产量 的 6 5 ％以 上。 随着我 国经济 的发 展， 市场 对 硫 酸 的需 求 日 益增 大 ， 其 产量也迅速 增加 。 据统 计 ， 截 止 1 9 9 4年底 ， 我 国共 有 硫 铁 矿 、 伴生硫铁 矿 、 自然硫 产地 7 5 1处， 保 有 硫 储量居世 界前 列 ， 见表 1 。 【 收 稿 日期 ]2 0 0 1 O l O 5 [ 作 者 简介 ]邓海 渡 1 9 5 7 ， 男 ． 广西 桂 林 ， 现 任 中南 大学 原 中南工 业 大学 矿 物工 程 系 矿 物 加 工 工程 研 究所 副 所长 ， 副 教授 。 表 l 我 国硫 资 源 工 业储 量 情况 综上所述 ， 我 国有色 、 冶金矿 山的伴生硫 铁矿 资源及 产量在 全国硫 生产 中占据 着重要 的地 位。 2 硫 铁 矿 类 矿 物 的 选 别 特 性 硫化铁类矿 物 中， 以黄铁 矿最 常见． 磁黄 铁矿 较少， 自铁矿 则很少 见。 黄 铁 矿 分 子 式F e ，理 论 含 硫 量 5 3 ． 4 ％， 属 等轴 晶 系。常 见晶形是立方 体 、 五 角十二 面体或二 者聚形 ， 浅黄 色或黄铜 色， 具 金 唇 光 泽 ， 性 脆 ， 条 痕 绿 黑 色 ， 硬 度 6～ 6 ． 5 ． 密度 4． 9 5～5 ． 2 0 t ／ m 。 黄 铁 矿 广 泛地 伴生 于 硫 化铜矿 、 硫 化 铅锌 矿和 其它 许 多有 色 金 属矿 中 维普资讯 2 4 有色矿山 2 0 0 1正 黄铁 矿是 易 浮的 矿 物 在 一般情 况 下 很 容易用黄 药类捕收 剂浮 出。浮选 由化学 研 究 表明 ． 黄药 在黄铁 矿表面氧 化成 双黄 药吸 附， 形成疏 水膜。 黄铁矿 在碱性 矿浆 介质 中氧 化 速 度较快 ， 矿物表 面与 OH离子作 用生 成 亲 水性的 F e OH 膜， 困而 受 到抑制 。在 一 定 的碱度 条 件 下 ， 黄 铁 矿 很 易 被 石 灰 、 氢 氧 化 钠 、 氰 化钠 和 某些 有机 药 剂 抑 制 晟 常 用 的 抑 制 剂 是 石 灰 ， 其 抑 制 机 理 主 要是 c a 和 OH 离 子 在黄 铁 矿 表 面 的 吸 附作 用。有 学 者研 究表 明， 经 石 灰 作用 后黄 铁 矿 表 面 明显 存在 c a OH 2 和 C a S O4 罩 盖层． 产生 亲水作 用。因此 ． 在有色金属 硫化 矿浮选 中， 往 往利 用这一特性 ， 用碱性 石灰流 程优先 浮出铅锌 、 铜等有 价 主元 素 矿物 ， 将 黄铁 矿 抑制 在尾 矿 中． 从 而达到 浮选 分离 的 目的。 在酸性 条件 下， 黄铁 矿表 面 的 F e OH 膜 和 c a OH ，膜 脱 落， 露 出 新鲜 表 面 ， 有 利 于捕 收剂 吸 附 且 p H 低 lit ， 甚 至 在黄 铁 矿 表 面还可 能 生成 具 疏 水 性 的 元 素硫 F e S ， 一 F e Ss 。 因此 ． 生 产 中常 用 硫酸 作 活 化 剂调 p H， 活化 浮选 被 石 灰 抑 制 的 黄铁 矿 。此 外． 硫酸铜 可 在 黄 铁 矿 表 面 置 换 生 成 一 层 ’ u S 膜 ， 使之 易 与黄 药作用 ， 故也是 黄铁 矿常 用的 活 化 剂 。 少 量 的硫 化钠 对 黄铁 矿 有 诱 导 浮选 活 化作用 。适量的 碳酸钠 或铵盐对 被石 灰抑 制 的黄铁矿 也有活 化作 用。 磁 黄 铁 矿 分 子 式 F e S 0 ． 1～ 0 ． 2 ． 理 论 含 硫 量 约 4 O％， 属 六 方 晶 系 晶 形 一般 呈板状 ， 古 铜色 ， 条 痕 黑色 。硬度 3 ． 5 -- 4 ． 5 ， 比重 4 ． 5 8～4． 7 0 ， 性 脆， 带 磁性 。通 常考 虑回收磁 黄铁矿 时常辅 “磁选 。若需浮 选 则 一 般 方 法 与 黄 铁 矿 娄 似 ， 但 需 注 意 其 氧 化速度快 ， 氧化后难 浮 3伴 生 硫 铁 矿 的分 选 流 程 伴 生硫铁 矿 的分 选 流程通 常主要视 矿石 性 质而 定。一 般而 言 ， 由于 伴 生 硫铁 矿 价 值 相对较 低， 因此 分选 流程 往 往侧 重 于考 虑 有 价主元素如铅 锌 、 铜 的 回收情 况和指 标 ， 伴生 硫铁 矿的综合 回收流程 要求不 能影 响主元 素 回收 ． 期 获得晟大 经济效 益 。 由于黄铁 矿硬度高 、 比重大 ． 磨 矿后 在矿 浆 中相 对粒 度较 粗 ， 因此 可考 虑 在 回收 主元 素后 用成本 低 的重选 方法 回收 。但 是 ， 很 多 矿石 困主金属 矿物嵌布 细 ， 需细磨方 能 解离 ， 此时用 重选 回收 伴 生黄 铁 矿 则 回收率 、 品位 较低 ， 且设备 配置较 麻烦 。因此 ． 用浮选 方法 回收 伴生黄 铁 矿成了主 要趋势 。 铅 锌硫矿 石常 采 用 优先 浮选 流 程． 它根 据先 易后难的顺 序 常 为铅一 锌一硫 逐 个将 欲 回收 矿物浮 出， 浮前 面 矿物 时常 需 添加 对 后面矿物 的抑 制 剂 以利 分 离 ， 故 伴 生 硫铁 矿 住往抑 制较重 ， 浮硫 时需加较 多活 化剂 。 低品位致密共 生铜 硫矿石常 采 用混 合浮 选流程 ． 矿 石粗磨后 浮 出铜硫 粗精 矿， 丢 弃大 量脉石可 节约磨矿 费用 。粗精 矿再 瞻浮选 分 离后 的尾矿 即 为硫 精 矿， 但 若其 品位 未达 标 则仍 需再浮选 或重 选 。 此 外部分 混合浮选 流程和等 可浮 流程也 常 用 于 伴 生 硫 铁 矿 的 综 台 浮 选 回 收 中 。 对 磁黄 铁 矿， 主要 考 虑 在 浮选 前 用磁选 回收 4伴 生 硫 铁 矿 的分 选 回 收 4 ． 1 铅 锌矿伴生 硫铁矿 的 回收 4 ． 1 1 螺旋溜 槽重选 广东乐 昌铅锌 矿属 高 硫 铅 锌矿 ． 原 矿含 P b 1 ． 7％、 Z n 6 ． 0 ％、 S 2 7 5 ％。采 用高 石灰 p H1 1 5 和硫酸锌 抑制 黄 铁 矿和 闪锌 矿 ， 优先 浮 出铅 精矿 ， 然后 用硫 酸铜 活 化浮 出锌 精矿 ， 最后 用螺旋 溜槽机组 重选得 出硫精 矿 ， 获硫 精矿品 位 3 7 ％、 硫 回收 率 8 2 ％， 生 产成 本 低 。 4 ． 1 2硫 酸活 化浮选 广东 凡 口铅 锌 矿原 矿 约 含 P b 5 ％、 z n l 0 ％ 、 s 2 5 ％。采 用高 石 灰 流 程 p H1 2 抑 锌 、 硫优先浮 铅， 再加 硫 酸铜 活化 浮锌 ， 浮 锌 维普资讯 第 3期 海 艘 伴 生硫 铁 矿 请源 利 用 受其选 矿 技 术进 展 尾矿 经浓 密机浓缩 后加硫 酸 活化浮硫 。硫 浮 选 加 H2 S J 4 1 8 k g ／ t 、乙 黄 药1 2 0 g ／ t 、 2 油 2 2 0 g ／ t ， 获 硫 精 矿 品 位 4 2 ％， 硫 作 业 回收 率 8 5 ％～9 0 ％。该 法 活 化效 果 好， 阻药 剂 成 率 高 ， 作 业 环 境 差 。 4． 1 3硫 酸 铜 活 化 浮 选 湖南水 口山 铅 锌 矿 原 矿 约 含 P b 2 ． 5 ％ ～ 3． 5％ 、 Z n 3． 5％ ～ 5％ 、 S l 2％ ～ 1 6％ 。 采 用铅锌 硫等 可浮 流 程， 第 一 步对 锌 硫既 不抑 制也不 活 化， 加 2 5 黑 药捕收 铅， 然后分 离得 铅精矿 ， 锌 硫 中矿 刚并 入第 步。 第 二步 加 入硫酸铜 活 化锌 硫， 加 黄 药 洋 出锌硫 混 合精 矿， 再 加石 灰 调 p Hl l抑 硫 分 离 得锌 精 矿 和 硫 精 矿 。 该 法 充 分 利 r各矿 物 间 的 天 然 可 浮性 差异 ， 抑制 药 剂 少， 避 免 了重 压重 拉 ， 效 果较好 。生 产中获 硫精 矿 品位 4 1 ％， 硫 回 收 率 6 5％ ～7 5％ 。 4 ． 1 ． 4碳铵 活化浮选 l 2 j 河南 方 城 铅 锌 矿 原 矿 含 P b 4 ． 3％、 Z n 5 ． 5 ％、 s 2 3 ． 7％。 采 用 高 石 灰 、 苯 胺 黑 药 加 入磨 机， 并 加硫 酸 锌抑 锌 硫 ， 优先 浮 出铅， 再 加硫 酸铜 活 化 浮锌 ． 最 后加 碳 酸氢 铵 活 化浮 硫铁 矿。获 硫精 矿 品 位 4 0 ． 3 ％． 硫 作业 回收 率 8 8． 6％。 4 ． 2铜矿伴生 硫铁矿 的 回收 4 ． 2 ． 1 石 灰抑硫 浮铜分选 甘肃 白银 公 司选 厂 处 理块 状 含 锕 黄 铁 矿 ， 原 矿 含 Cu 1 ． 4％ 、 S 4 6． 1 ％ 生 产 流 程 为 将 大 量石 灰 1 2 k g ／ t 加 入 磨 饥 抑硫 ， 加 丁 黄 药 浮铜， 浮铜尾 矿即为 硫精矿 。 4 ． 2 ． 2硫酸或 矿 山酸性 废水 活化 甘肃 白银 公 司选 厂在处理 浸 染状锕硫 矿 时 ， 原 矿 含 C u 0． 8 6％ 、 S 9 ． 4％， 用 石 灰 抑 硫 浮铜 ， 再加 硫酸调 p H 5 ～6选硫 ， 获 硫精 矿 品 位 4 3 ． 5 ％， 硫 回收率 7 7 ． 5 ％ 江西武 山铜矿 为高硫 型铜 矿 ， 采 用大 量石 灰 p H1 2 ． 4 抑 硫优 先浮铜 ， 浮铜 尾矿 浓缩 后 加 矿 山酸性 废 水调浆 至 p H8 ． 5 ． 并 加 少量 硫 化钠 活化 浮 硫 ， 获 硫 精 品 位 3 7 ％， 硫 浮 选 作 业 回 收 率 9O％ 4 ． 2． 3选择性 捕收剂铜 硫分选 江 西 永 平 铜 矿 原 矿 含C u 0 ． 6 0 ％ ．S 1 2． 6 ％， 采 用对 黄 铁矿 捕 收 很 弱 的 丁铵 黑 药 优先浮 铜 ， 再 加 黄药 2 2 0 g ／ t 、 2 ‘油1 5 g ／ t浮 硫 ． 获 硫精 矿 品位 4 2 ％， 硫总 回收率 7 6． 3 ％ 4 2 4铵 盐 活 化 浮 选 J 辽宁 红 透 山 铜矿 原矿 含 C u 1 ． 4 2％、 Z n 2 ． 3 5 ％、 S 1 9 ． 8 ％ 生产流程 为铜 硫 等可 浮， 分 离得铜精矿 和 部分 硫精 矿 ， 浮铜 后 矿 浆 加 硫 酸 铜 活 化 浮锌 ， 最 后 加 硝 酸铵 3 0 0 g ／ t 、 丁 黄 药 1 5 0 g ／ t 浮硫。 获硫精矿 品位 3 9 ． 1 ％， 跪 回收 率 7 1 ． 6％。 4 ． 2 5旋 流 器 重 选 【 江西 德 铜 矿 属 特大 型斑 岩铜 矿， 原 矿 岔 Cu 0 ． 5 ％， S 1 ． 8 9 ％， 矿石粗 磨后 混浮出铜 硫粗精矿 ， 粗 精 矿再 磨 后 加石 灰 浮铜 抑 硫 得 铜精 矿， 浮铜 分 离后 矿浆 用 旋 流 器重 选 回收 硫。设法简单 易行 、 成 本 低， 但硫 回收 率 、 富 集 比较 低。 4 ． 2 ． 6有机抑制 剂及其 它活 化剂 江西德 兴铜矿大 山选 厂在铜硫 粗精矿 再 磨 浮选 分离 时 ， 添 加 r有 机抑 制 剂 C TP ． 可 降低 抑硫 石 灰用 量 ， 有利 于 后 面 硫 洋选 硫 浮选 作业添加 DZ一1活化 剂 ， 获 硫精 矿 品 位 4 0 ． 4 9 ％， 硫 回收率 5 0 ． 1 4 ％。 4 ． 3 多金属矿伴生硫铁矿的回收 4． 3 ． 1硫 化矿全浮分 离 湖南 怖竹 园有 色矿野 鸡尾选 厂处理钼 铋 硫 钨多金属 矿 ， 采 用先 硫 化矿 全 浮再 浮 白钨 的 流程 。硫 化矿混精 加石 灰抑硫得 钼铋混精 和 硫精矿 ， 钼 铋混 精 再 加硫 化钠抑 铋 浮 钼 分 离 4 3 ． 2磁 选 分 离 广西华锡 集团铜坑 矿 9 1号 脉富矿 石． 主 要矿物有 锡 石 、 铁 闪锌 矿 、 脆 硫 锑 铅 矿 、 融黄 铁矿 等。选 矿 流 程 为 重一 磁一 浮一 重， 即 先 重选 丢脉 石 ，然后 磁选分 离 出磁 黄铁矿 作为 下 转 第 3 0 万 维普资讯 有色矿山 2 0 0 1 疰 成果 转 化工 作 势在 必行 。 硫 的回收 在技 术上 已可 行 ， 问 题是 硫 精 矿市 场受 化工 、 化肥行业 的 影响较大 ， 应 销 定产 ， 以效 益 为 中心 指 导选 硫工 作 。 国外 有 些矿 山对尾 矿选 硫 ． 然后 硫 精 矿 或 中 矿深埋 不是 为了 出售 硫精 矿 产 品 ， 而 延 缓尾 矿库 酸化及 减轻重 金属离 子渗入地 下和地 表 水系 而污染 水系 。 金银的 回收近 几 年 有 了大 的进 步 ， 继续 推广 Y一8 9黄药代 替 丁黄 药。 提 高 金的 回收 率。 4 ． 4精矿辕 送及水份 石 灰的大量 使用 ， 是结钙 的根源 。 要 除钙 或减 轻 结钙 ， 一 是采 用新 药剂 如 C TP 、 K 代替 大部分 石 灰， 从 根 本 上 降低 石 灰用 量 ， 二是精 矿输送 时 添加除钙 剂 除垢 剂 。 金川选 厂使用 板 框 式 压滤 机， 水 口山和 红 透 山铜矿试 用 过 陶瓷 过 滤机 ． 均 取得 了 良 好的效 果 ， 助 滤 剂 也 在 其 它 一 些 选 厂应 用。 德兴铜 矿曾进 行 过类 似 的 小试 研 究， 应 加强 应 用 研 究 。 5结 语 大 山选 厂 的达 产达 标 ， 是 关 系企 业 竞争 力 的重要 问题 ， 通 过考查 与分析发 现 ， 生 产能 力、 铜 回收 率 远 低 于设 计值 。 主 要 原 因 是 碎 矿 、 浮选能 力不 足 ， 难 选 的 表层 矿 量 增 加 。 某 些设备性 能 、 备 件 材质 差 ， 只要 解 决 问 题． 就 能达 产达标 ， 降本增效 。 [ 参 考文献 ] [ 1 ] 蓝 希 雄表 层 矿石 处 理 方 案 [ J j科 技 与 管理 ， 1 9 9 4 ． 4 1 O～ 1 6． 上 接 第 2 5面 硫精 矿， 再 浮选 硫 化矿 并 分 离 铅 锑 、 锌， 虽 后重选得 锡精 矿。 4 ． 4铁矿伴 生硫铁矿 的回收 湖北大 冶铁 矿属矽 卡 岩型 矿， 原 矿含 F e 5 3 ％ 、 Cu 0． 5 4 ％、 S 2． 4 ％。选 矿流 程 为浮 选 一 磁选 ， 即先混 浮铜硫 ， 粗精 矿再 磨加 石灰分 离得铜精 矿 和 硫精 矿 ， 浮选 后 矿 浆再 磁选 得 铁精 矿。生 产中硫精 矿 品 位 3 6 ％ ～4 0 ％ 其 中含 C o 0． 2 ％ ， 硫 回收 率约 6 O ％。 5结 语 我国硫铁矿 资源 丰 富， 也是 硫铁 矿的 生 产和 消费 大 国。 伴生硫铁 矿 的资源和 产量 在 我 国具有重 要地位 。近年 来对 伴生硫铁矿 的 分选理 论研 究 不 断深 入 ， 分选 技 术获 得 长 足 进展 ， 分选 方 法 呈 多样 化 这 将 进 一 步提 高 我国伴生硫 铁 矿 的资 源 回收 率 。 提 高 有 色 矿 山的经济效益 。 [ 参 考 文献 ] [ 1 ] 胡 熙 庚 有 色金 属 硫 化 矿选 矿 [ M 北 京 冶 金 工 业 出版 杜 ， 1 9 8 7 [ 2 ] 邓 海渡铅锌 尾 矿 中被 石 灰 强 烈抑 制 的 黄铣 矿 活 化浮 选 研 究 [ J ]有 色 金 属 选 矿 部分 ， 1 9 9 8 ． 1 [ 3 ] 周衡 波 ． 矿 山酸性 污 水 浮选 硫 的研 究 [ J ]有 色 金属 选矿 部分 ， 1 9 9 2 ， 6 [ 4 ] 李崇 德 铜 硫 分 步优 先 浮选 工 艺 的应 用 [ J 有 色 矿 i ， 1 9 9 5 ， 3 5 ] 孟 克 礼 等 ． 红 透 山铜 矿选 矿 工 艺 的 进 展 [ J ] 有 色 金 属 选 矿 部分 ， 1 9 9 7 ， 2 [ 6 ] 刘洪 钧 大 山 选矿 厂选 硫 工 艺 研 究 J j 有 色 矿 山 ． 1 9 9 6． 1 [ 7 朱蒋 庆等从德 兴铜 矿选 铜 尾矿 中选 硫 的工 业 试 验 [ J ]湖 南 有色 金属 ， 1 9 9 5 ， 4 】 维普资讯