云浮硫铁矿致密块状矿石低成本选矿工艺研究.pdf

2 0 0 6 年第4 期 有色金属 选矿部分 1 云浮硫铁矿致密块状矿石低成本选矿工艺研究 胡真，李汉文 广州有色金属研究院，广州5 1 0 6 5 1 摘要针对云浮硫铁矿致密块状矿石的工艺特性，在不磨矿的条件下，采用分级、粗粒跳汰一细粒螺旋的重选工 艺流程，当原矿含硫2 8 ．0 3 ％时，获得了含硫3 7 ．1 1 ％、回收率为8 4 ．0 6 ％的选别指标，该工艺流程简单、设备投资小、生产成 本低，是处理难选低品位硫铁矿有效的手段。 关键词低品位硫铁矿；低耗；无污染；重选；螺旋选矿机；跳汰机 中图分类号T D 9 5 2 ．1文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 6 0 4 0 0 0 l 一0 3 云浮硫铁矿企业集团公司是我国最大的硫铁矿 生产基地，是我国已探明的储量最大、平均含硫量最 高、开采条件优越的硫铁矿生产基地。矿山矿石储量 2 ．0 8 亿吨[ 1 ] ，经过二十多年的建设，已经成为我国最 大的化工矿山。 矿山有部分品位较低，结构紧密、复杂、难选的 矿石，这部分矿石采用现有的工艺方法回收成本高、 经济效益差。因此只能少采或当岩石剥离将其堆存。 随着矿山生产的发展，采区低品位矿石越堆越多，这 些含硫在2 0 ％以上的难选矿石，长期堆存暴露在空 气中，导致周围土地退化、植被破坏。更严重的是矿 石中的铅、锌、铜重金属离子随酸水一起污染江河大 地。寻找处理低品位硫矿石的有效方法，回收宝贵的 有价矿产资源，对矿山的可持续性发展，减少低品位 硫铁矿对环境造成的严重污染具有重要的意义。 本试验研究针对云浮硫铁矿企业集团公司低品 位的难选矿石，通过科学研究，寻找一种即能保护环 境又能从低品位矿石中提取合格硫铁矿精矿的低成 本、短流程的回收新技术。此项成果在工业生产中 实施后，将大大改善硫铁矿区的环境状况，解决我国 最大的化工矿山生产的可持续性发展，使质量优良 的硫铁矿资源得到充分利用。 1矿石性质 1 ．1 矿石化学组成 原矿多元素分析结果见表1 。 1 ．2 主要矿物相对含量 主要硫化矿矿物为黄铁矿、少量的磁黄铁矿、方 铅矿、闪锌矿。主要脉石矿物有石英、绢云母，其次为 收稿日期2 0 0 6 0 4 1 0 作者简介胡真 1 9 6 2 一 ，女，江西高安人，选矿工程所高级工程师。 表1原矿主要化学组成分析结果／％ T a b1T h ea n a l y s i sr e s u l t so fm a j o rc h e m i c a l c o m p o s i t i o no fr u n o f - m i n eo r e ／％ 匹童壁生些圣呈皇Q 垒 尘曼塑坚鲤 含量2 9 ．0 32 5 ．9 2 0 ．0 0 3 0 ．0 8 2 0 ．8 02 2 ．7 4 3 ．2 73 ．3 00 ．5 5 方解石、白云石、绿泥石、泥炭质。其主要矿物相对含 量见表2 。 表2矿石种类及含量／％ T a b2K i n da n dc o n t e n to ft h eo r em i n e r a l ／％ 望鱼整重丛 堡重壁芝查笪 囵壁笙堕壁笙壅塑堡 堕至 鱼量墅兰 些 竺 1 1 ．3 黄铁矿的嵌布特征 黄铁矿多呈自形晶一半自形晶稠密或稀疏分布 在脉石中，少数黄铁矿晶粒紧密相连成致密块状，大 多数黄铁矿晶粒间为脉石分隔。成斑杂状或浸染状 构造，硬度6 - 6 ．5 ，密度4 ．9 ～5 ．2 9 ／e m 3 。黄铁矿的嵌布 粒度一般为0 ．0 3 ～3 ．5 r a m 。 1 ．4 矿石结构构造 主要构造斑杂状构造，星散浸染状构造，条带 状构造，浸染条带状构造，块状构造，透镜状构造，局 部可见皱纹状构造。 主要结构自形晶结构，自形一半白形晶结构，碎 裂结构，它形结构。 1 ．5 原矿各粒级中黄铁矿解离度 原矿各粒级中黄铁矿解离度测定结果见表3 。 2 原则流程的选择 2 ．1 选别流程的选择 据矿物学研究结果得知本次矿样黄铁矿相对含 万方数据 2 有色金属 选矿部分2 0 0 6 年第4 期 表3各粒级黄铁矿单体解离度测定结果 T a b3D e t e r m i n a t i o nr e s u l t so fm o n o m e rl i b e r a t i o n d e g r e e sf o rp y r i t eW i t h i nr u d e o r e sw i t h d i f f e r e n tg r a i ns i z e s 量为4 4 ．1 7 ％，脉石含量为5 4 ．1 9 ％，黄铁矿密度为 4 ．9 ～5 ．2 9 ／c m 3 ，脉石密度为2 ．7 7 9 ／c m 3 。从重选法分选矿 石的难易性公式计算得知本矿样重选可选性判断系 数为2 ．3 5 ，为重选易选矿石[ 2 ] ，故可利用黄铁矿与脉 石密度的差异，用重选的方法达到将有用矿物与脉 石矿物分离的目的。 2 ．2 选别设备的选择 跳汰选矿机作为粗中粒级矿石重选的主要手段 在金属矿山较为广泛地应用着；螺旋选矿机是一种 生产效率比较高的设备，它利用重矿物在沿螺旋斜 面水流中所受的重力、离心力、介质推力和摩擦力的 不同进行分遄引，该设备由于具有结构简单、工作可 靠、维修方便、不需要消耗动力等特点，是矿山广泛 选择的一种重选设备，它适合于分选 2 0 ．1 m m 粒度 的物料，对云浮贫矿石拟定用螺旋选矿机选别细粒 级，用跳汰选矿机选别粗粒级。 3 选矿试验 3 ．1 螺旋选矿机试验 影响螺旋选矿机选别效果的主要因素有螺旋 选矿机的断面形状、给矿粒度、给矿量、给矿浓度、给 矿品位、接矿器的位置等影响，其螺旋选矿机给矿量 试验结果见图1 所示，给矿浓度的试验结果见图2 所示。 术 趟 咯 b 鳃 给矿量／ t h 4 图1 螺旋选矿机给矿量对选别指标的影响 F i g1 I n f l u e n c eo ff e e dq u a n t i t yo fs p i r a l c o n c e n t r a t o ro nc o n c e n t r a t i o ni n d e x e s 零 园 瞎 b 蜒 图2 螺旋选矿机给矿浓度对选别指标影响 F i g2I n f l u e n c eo ff e e dc o n c e n t r a t i o no fs p i r a l c o n c e n t r a t o ro nc o n c e n t r a t i o ni n d e x e s 给矿量试验结果表明，随着给矿量的增加，回收 率逐渐下降，精矿品位逐渐上升后趋于稳定，给矿量 从0 ．8 ～2 ．2 5 t ／h ，螺旋精矿中硫品位3 5 ．1 7 ％～3 9 ．0 4 ％， 硫的回收率为9 0 ．5 6 ％～7 3 ．8 8 ％，综合考虑精矿品位、 回收率等选择1 ．6 t ／h 为最佳给矿量。在此工艺条件 下可达到精矿含硫3 8 ．0 4 ％、硫回收率为8 3 ．6 7 ％的 技术指标。螺旋给矿浓度试验结果表明，在给矿量一 定的情况下，当给矿浓度偏低时，由于矿浆体积量过 大、流速过快造成螺旋内槽矿流分带不清、外槽矿量 增大、尾矿品位增高，而给矿量浓度过高时，由于矿 浆黏度增加，流速减慢，而造成螺旋内槽矿浆淤塞， 影响分选效果，由图2 可以看出，本矿样在给矿浓度 为3 0 ％～5 0 ％都能取得较理想的选别指标。较佳的给 矿浓度为3 5 ％左右。试验结果表明，对于一1 m m 粒级 的致密块状矿石，经过螺旋选矿机一次选别后，可达 到含硫3 9 ．7 9 ％、硫回收率为7 9 ．5 2 ％的技术指标。精 矿矿物查定结果表明，螺旋精矿中约7 0 ％一7 5 ％为单 体黄铁矿，1 0 ％～2 0 ％为富黄铁矿连生体，脉石矿物 为白云石等。 3 ．2 跳汰选矿机试验 影响跳汰选矿机选别效果的主要因素有 1 给 矿粒度、给矿品位； 2 人工床石的粒度组成； 3 人 工床层的厚度； 4 冲程、冲次； 5 给矿量； 6 给矿 水及筛下补加水。根据最佳工艺条件进行了跳汰稳 定试验。其流程如图3 所示。其试验结果见表4 。 精 一4 l m m 粒级 尾矿 图3 跳汰机试验流程 F i g3E x p e r i m e n t a lf l o wd i a g r a mo fj i g 万方数据 2 0 0 6 年第4 期胡真等云浮硫铁矿致密块状矿石低成本选矿工艺研究 3 表4跳汰试验结果／％ T a b4R e s u l t so fj i g g i n ge x p e r i m e n t ／％ 跳汰试验结果表明，对于一4 l m m 粒级的致密 块状矿石，经过隔膜选矿机一次选别后，可达到含硫 3 6 ．1 3 ％、硫回收率为8 4 ．4 9 ％的技术指标。显微矿镜 下观察结果表明，试验矿样中的黄铁矿与脉石形成 复杂连生关系，在破碎过程中易产生黄铁矿一脉石连 生体，影响解离效果，在不磨矿的情况下，跳汰精矿 只有少数 1 0 ％～1 5 ％ 为单体黄铁矿，7 0 ％～8 0 ％为富 黄铁矿连生体，少量贫黄铁矿连生体。富黄铁矿连生 体与脉石密度差异大，试验结果表明富黄铁矿连生 体也可以富集在中重产品中。跳汰尾矿中黄铁矿主 要以连生体的形式存在，以贫连生体形式存在的黄 铁矿与脉石密度差异较小，因此难以回收。 3 ．3 全流程试验 根据各设备的最佳操作条件，进行了全流程试 验结果。 全流程试验流程见图4 ，试验结果见表5 。 试验结果表明，对于云浮硫铁矿低品位难选致 密矿石，在不磨矿的情况下，分级一重选的工艺流程， 可获得精矿含硫3 7 ．1 1 ％、硫回收率为8 4 ．0 6 ％技术 指标。 4 结语 对所提供的矿样在不磨矿的情况下，采用粗粒 精矿1 原矿 精矿 图4 全流程试验流程 尾矿 F i g4E x p e r i m e n t a lf l o wd i a g r a mo fw h o l ef l o w s h e e t 表5全流程试验结果／％ T a b5 E x p e r i m e n t a lr e s u l t s o fw h o l ef l o w s h e e f f ％ 跳汰一细粒螺旋流程进行重选试验，取得了较好的技 术指标。试验结果表明，不论跳汰和螺旋，一次粗选 都可得到较高品位的硫精矿。该工艺流程简单、设备 投资小、生产成本低，采用这种低耗无污染的生产工 艺不仅能够实现从低品位矿石中提取合格硫铁矿的 目的，而且减少矿山生产过程中产生的“排弃物”对 矿区环境的污染。 参考文献 [ 1 ] 黄志坚．生产高硫低硅优质硫精矿的试验[ J ] ．化工矿 山技术，1 9 9 3 ，2 2 1 2 9 3 1 ． [ 2 ] 孙玉波．重力选矿[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 2 ． [ 3 ] 广州有色金属研究院．G L 一6 0 0 型螺旋机选矿机的研制 报告[ R ] ．1 9 9 8 ． S T U D Yo NL O W C o S TM I N E R A LP R O C E S S I N GT E C H N O L O G YF O R T H E C o M P A C TA N DL U M P Yo R E SF R o MP Y R I T ED E P o S I TI NY U N F U H UZ h e n , L IH a n w e n G u a n g z h o uR e s e a r c hI n s t i t u t ef o rN o n f e r r o u sM e t a l s ，G u a n g z h o u5 10 6 5 1 ；C h i n a A B S T R A C T A c c o r d i n g t ot h e c h a r a c t e r i s t i c so ft h ec o m p a c ta n dl u m p yo r e sf r o mp y r i t ed e p o s i t i n Y u n f u ，a c o m b i n e dh e a v ys e p a r a t i o np r o c e s so fg r a d i n g c o a r s ej i g g i n g - s p i r a lc o n c e n t r a t i o nf o rf i n eg r a i n s i s e m p l o y e d u n d e rac o n d i t i o nw i t h o u tg r i n d i n g ．F o rt h ec r u d eo r ec o n t a i n i n g2 8 ．0 3 ％s u l p h u r ，t h ec o n c e n t r a t i o ni n d e x e s o f 2 2 ．3 7 ％s u l p h u rg r a d e a n d8 4 ．0 6 ％r e c o v e r ya r eo b t a i n e d ．T h i s p r o c e s s h a st h ea d v a n t a g e so fs i m p l e o p e r a t i o n ，l o we q u i p m e n ti n v e s t m e n t ，l o wp r o d u c t i o nc o s t ，a n di s a ne f f e c t i v ew a yt o t r e a tr e f r a c t o r yl o w g r a d ep y r i t e ． K E YW O R D S l o w g r a d ep y r i t e ；l o wc o n s u m p t i o n ；p o l l u t i o n f r e e ；h e a v ys e p a r a t i o n ；s p i r a l c o n c e n t r a t o r ；j i g 万方数据