某含钴高硫尾矿碱性选硫钴试验研究.pdf

2 0 1 6 年第5 期有色金属 选矿部分 4 5 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s l l ．1 6 7 l - 9 4 9 2 ．2 0 1 6 ．0 5 ．0 1 0 某含钴高硫尾矿碱性选硫钴试验研究 赖伟强1 ，陈水波2 ，魏转花2 1 ．紫金矿业集团股份有限公司，福建上杭3 6 4 2 0 0 ；2 ．厦门紫金 矿冶技术有限公司，福建厦门3 6 1 1 0 1 摘要某尾矿含硫2 9 ．3 2 ％，含钴o ．0 6 9 ％ 钴以类质同象替代赋存于黄铁矿中 ，具有较高的综合回收价值。而矿山前 端选铜锌工艺为高碱工艺，造成浮选尾矿矿浆碱度较高 p H 值大于1 1 ，采用传统硫酸工艺直接浮选尾矿。存在硫酸耗量大、 安全环保问题。针对矿山实际，采用一种新型廉价的固体活化剂列s ．2 2 替代硫酸，开发了碱性 p H 值大于l o 选硫新工艺， 经“一次粗选、一次扫选、两次精选”闭路流程选别，可获得硫品位4 9 ．0 3 ％、钴品位O ．1 1 8 ％、硫回收率8 5 ．4 8 ％、钴回收率 8 8 ．7 4 ％的硫精矿，取得了较好的选矿指标。 关键词碱性选硫；活化剂z J s - 2 2 ；黄铁矿；综合利用 中图分类号T D 9 2 6 ．4 2 ；T D 9 5 4文献标志码A文章编号1 6 7 1 ．9 4 9 2 2 0 1 6 0 5 棚5 埘 R ∞o V e r yo fS u l f u ra h dC o b a l tf r o mT a i l i n g s 、 l r i t hH i g hS u l f u ri nm k a KP I l l p M ，耽函施愕’，C 删航出6 0 2 ，唧劢№以抛2 J 『．z 玎流胧n i 昭G r o 印c 0 唧彻y “m 如以，鼽Ⅱn g 鲫g 如洳n3 鲋2 ∞，蕊i 船；2 ．胁撇nz 杭凡删n i 愕口以 慨口2 咖彬‰h 加锄C D ．，n d ．，拖批陀F 彬帆3 6 D j ，C i 加 A b s t r a t As u m d et 8 i l i n g sc o n t a i n ss u l f u r2 9 ．3 2 ％，c o b a l t0 ．0 6 9 ％ t h ec o b a l te x i s t si np y r i t ei nf o 瑚o f i s o m o 叩h i s m ，t h ec o m p r e h e n s i V er e c o V e r yV a l u ei sh i g h ． B u tt h et a i l i n gp u l pa l k a l i n i t yi s h i g h ， c a u s e db yt h e p m c e s so fC u Z ns e p a m t i o ni nh i g ha l k a l i ． A n dt m d i t i o n a ls u H ．u ca c i dn o a t i n gp r o c e s st or e c o v e r yo fs u l f ．u rb I i n g s a b o u th i g ha c i dc o n s u m p t i o na n ds a f e t yp I o b l e m 。1 1 l i sp a p e rf o u n dac h e a ps o l i da c t i t a t o fZ J S 2 2t os u b s t i t u t e s u h r i ca c i dt on o a ts u l f u rf r o mt } l eh i g ha l k a l is u l 蹦et a i l i n g s ．1 1 1 es u Ⅱu rc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n gS4 9 ．0 3 ％，C o O ．1 1 8 ％，a n ds u l f u rr e c o V e r yo f8 5 ．4 8 ％，c o b a l tr e c o V e r yo f8 8 ．7 4 ％w e r eo b t a i n e db yt h en o w s h e e to fs i n 9 1 e m u g h i n g - s i n d es c a V e n 百n g t w i c ec l e a n i n g ． A n dt h ed r e s s i n gi n d e x e sb yt h i sn o w s h e e ti s h i g h ． 1 【e yw o r d s p y r i t ed r e s s i n gi na l k a l ip u l p ；a c t i v a t o rZ J S 2 2 ；p y r i t e ；c o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o n 铜、铅、锌等有色金属矿中常含有黄铁矿，作为 杂质，需在选矿过程中进行剔除，通常抑硫的方法是 添加大量石灰，在高碱性条件下抑制黄铁矿。而在 选完铜、铅、锌等金属后再选硫，则需添加大量的硫 酸来中和矿浆中游离c a O ，从而使黄铁矿得到活化 而被浮选回收。但硫酸是危险品，在运输、贮存和使 用过程中均存在安全隐患。o 。随着我国越来越重 视安全和环保，传统的硫酸选硫工艺将逐渐被新的 更为安全、环保的选硫工艺所替代。 某高硫铜锌多金属矿尾矿含硫较高，达2 9 ％，且 表1 T a b l el 含有可伴生回收的元素钴，综合回收价值高，但矿山 现有选铜锌工艺为高碱工艺，尾矿p H 值较高 大于 1 1 ，若采用酸法工艺，耗酸量大，且硫酸为危险品， 存在安全隐患，为此，本文针对矿山实际，开发了一 种可在碱性介质中选硫新工艺，有效回收了矿山尾 矿硫，并综合回收了钴。 1 试验原料性质 试验样品的多元素分析结果见表l 。 试验原料多元素化学分析结果 M u l t i e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so ft e s ts a m p l e ／％ 1 单位为g ／t ，下同。 基金项目青海省科技厅企业技术创新资金计划资助 2 0 1 5 - G x Q 0 6 A 收稿日期2 0 1 6 0 4 ．2 5修回日期2 0 1 6 _ 0 7 - 2 3 作者简介赖伟强 1 9 8 I - ，男，福建龙岩人，硕士，工程师，主要从事黄金、有色金属选矿及尾矿综合利用方面的工作。 万方数据 4 6 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第5 期 样品中主要硫化矿物为黄铁矿，其含量占到矿 物总量的5 5 ％一6 0 ％，其余为石英、长石、方解石等 脉石矿物。工艺矿物学研究表明，尾矿中绝大部分 黄铁矿颗粒已单体解离，解离度达9 0 ％以上，无需再 磨可直接进行选别，黄铁矿解离情况见表2 。黄铁矿 矿物电子探针表明，钴主要是以类质同象替代赋存 于黄铁矿中，要回收样- 品中钴必须以黄铁矿作为载 体，但钴在黄铁矿中的含量较低，难以获得合格硫钴 精矿，因此，只能通过选硫伴生回收钻。 表2黄铁矿解离情况 T a b l e2M i n e r a ll i b e r a t i o nd e g r e eo fp y r i c e ／％ 2 试验研究 2 ．1 试验设备与药剂 试验用x F D 挂槽浮选机 几何容积1 、1 ．5L ； 试验用活化剂Z J S ．2 2 自制 、浓硫酸 工业级 ；所 用捕收剂丁基钠黄药 工业级 ；‘所用起泡剂 B K - 2 0 1 北京矿冶研究总院生产 。 2 ．2 试验原则工艺 试验对象为高碱含钴高硫尾矿，若采用硫酸活 化，硫酸耗量高，达6 ．5k ∥t ，为此进行了碱性选硫探 索试验，试验结果表明，采用z J s ．2 2 固体活化剂，可 在强碱性条件下 p H 值为1 0 一1 1 对黄铁矿有很好 的活化作用，获得的选硫指标与硫酸活化指标相当。 因此，试验采用z J S ．2 2 作为活化剂进行选硫，具体试 验原则流程图见图1 。 3 Z J S 一2 2 2 丁基黄药 1 B K 一2 0 l 粗选 6 药剂用量单位出； 搅拌、浮选时间单位m i n 下同 硫粗精矿 尾矿 图1 试验原则流程图 F i g ．1P r i n c i p l en o w s h e e to ft e s t 3 试验结果与讨论 3 ．1 Z J S - 2 2 用量对选硫的影响 试验条件为丁基钠黄药8 0g ／t 、B K _ 2 0 l7 5g ／t ， 通过变换不同z J s ．2 2 用量，考察z J s - 2 2 用量对选硫 的影响，z J s - 2 2 用量试验结果见图2 。 堡 邋 咯 堰 z J S - 2 2 用量／ k g ‘t 。 图2 习S - 2 2 用量试验结果 F i g ．2 E f l b c to fs u l f h rn o t a t i o nw i t hd i f f 色D e n t d o s a g eo fZ J S ．2 2 从图2 试验结果可知，随着习s - 2 2 用量的增加， 硫回收率逐渐增加，当Z J S - 2 2 用量超过1 ．5k g ／t 时， 硫回收率增加趋势放缓，而硫品位则呈下降趋势，综 合考虑，较合适的用量为1 ．5k g ／t ，对应p H 值为 1 0 ．3 。由于钴是以黄铁矿为载体进行伴生回收的， 因此，条件试验均以选硫指标为主。 3 ．2 丁基钠黄药用量对选硫的影响 试验条件Z J S 一2 21 ．5k g ／t 、B K - 2 0 17 5 ∥t ，通过 变换不同丁基钠黄药用量，考察丁基钠黄药用量对 选硫的影响，丁基钠黄药用量试验结果见图3 。从图 3 试验结果可知，随着丁基钠黄药用量增加，硫回收 冰 趟 n 暑 堰 水 薄 擎 国 堰 丁基黄药用量， g t 。 图3 丁基钠黄药用量试验结果 F i g ．3 E f f e c to fs u h rn o t a t i o nw i t hd i f f e r e n t d o s a g eo fs o d i u mn b u t y lx a n t h a t e 万方数据 2 0 1 6 年第5 期赖伟强等某含钴高硫尾矿碱性选硫钴试验研究 4 7 率逐渐增加，当用量超过8 0g ／t 时，硫回收率增加趋 于平缓，而硫品位则呈下降趋势，综合考虑，较合适 的丁基钠黄药用量为8 0 ∥t 。 3 ．3B K 2 0 1 用量对选硫的影响 试验条件为z J s ．2 21 ．5k g ／t 、丁基钠黄药8 0 ∥ t ，通过变换不同B K ．2 0 1 用量，考察B K 一2 0 1 用量对 选硫的影响，B K ．2 0 l 用量试验结果见图4 。从图4 试验结果可知，随着B K ．2 0 1 用量增加，硫回收率逐 渐增加，当B K - 2 0 1 用量超过7 5g ／t 时，硫回收率增 加趋于平缓，而硫品位则呈下降趋势，综合考虑，较 合适的B l 2 0 1 用量为7 5g ／t 。 零 坦 疃 壤 图4B K 一2 0 l 用量试验结果 零 瓣 擎 回 蠖 F i g ．4 E 舱c to fs u h rn o t a t i o nw i t hd i f f e r e n t 表3 T a b l e3 3 ．4 闭路试验 在以上条件及开路试验的基础上确定“一次粗 选、一次扫选、两次精选”选硫工艺流程进行闭路试 验，闭路试验工艺流程图见图5 ，数质量流程图见图 6 ．闭路试验硫精矿多元素分析结果见表3 。 从闭路试验结果可知，经“一次粗选、一次扫选、两 次精选”闭路流程，可获得硫品位4 9 ．0 3 ％、铁品位 4 4 ．2 6 ％、钴品位o ．1 1 8 ％、硫回收率8 5 ．4 8 ％、铁回收率 8 4 ．6 4 ％、钴回收率8 8 ．7 4 ％的硫精矿，取得了较好的选 矿指标，精矿质量高于行业标准优等品I 级品要求，杂质 含量较低，且含钴，售价较高，可达3 0 0 4 0 0 元／t 。 选铜、锌尾矿 硫精矿尾矿 图5 闭路试验工艺流程 d o s a g eo fB K - 2 0 1№5 F l o w s h e e t 。fc l o s e dc i r c u i tt e s t 塑 t ㈣需黼 ，o s 4 器黼 塑，r 蔷器％ m o z 高慧篇箍 ，s ．酌篙揣畿罴 精 s s s 。啬器 6 6 ．1 8 选I 协s s 瑞裟 精j 选Ⅱ ，舵去器 s ∽s 等黼 扫选 n e 篙黼 硫精矿 图6闭路试验数质量流程 舢案裟 F i g ．6Q u a n t i t y q u a l i t yn o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s t 尾矿 闭路硫精矿多元素分析结果 C h e m i c a la n a l y s i sr e s u l t so fs u l f u rc o n c e n t r a t e／％ 元素 T sT F ec uz nA u l ’ 镌1 ’ c o S i 0 2A 1 2 0 3 c a 0 A s P 含量 4 9 ．0 3 4 4 ．2 6O ．2 70 ．1 80 ．1 85 ．1 50 ．1 2 12 ．9 70 ．4 7O ．9 2O ．1 20 ．1 2 万方数据 4 8 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第5 期 4 技术经济指标对比 采用z J S - 2 2 活化剂碱性选硫工艺与传统硫酸工 艺两种工艺选矿药剂成本及技术指标对比见表4 。 表4 T a b l e4 从表4 数据可知，与硫酸活化工艺相比，z J S - 2 2 活化工艺选硫药剂成本略低，精矿硫品位和回收率 指标相当，因此，采用z J s ．2 2 完全可取代硫酸进行碱 性选硫，具有很高的推广价值。 两种工艺药剂成本及技术指标对比 C o m p a r i s o no fc o s ta n dt e c h n i c a li n d e x e so ft w os u l p h u rn o t a t i o nt e c h n o l o 影 5结论 1 采用较为廉价的固体z J s ．2 2 活化剂进行碱 性选硫，经“一次粗选、一次扫选、两次精选”闭路流 程，可获得硫品位4 9 ．0 3 ％、铁品位4 4 ．2 6 ％、钴品位 0 ．1 1 8 ％、硫回收率8 5 ．4 8 ％、铁回收率8 4 ．6 4 ％、钴回 收率8 8 ．7 4 ％的硫精矿，取得了较好的选矿指标。 2 新工艺生产的硫精矿品质较高，杂质低，是优 质的制酸原料，制酸烧渣可作为合格铁精矿销售，其 中伴生的钴还可进行综合回收，资源利用率高。 3 与硫酸活化工艺对比，采用z J s ．2 2 活化剂碱 性选硫工艺具有以下优点①该工艺为碱性工艺，不 使用硫酸，可减少矿山的安全环保压力；②z J S ．2 2 为 固体活化剂，便于运输、贮存。因此，采用z J s 一2 2 活 化剂碱性选硫工艺是比传统硫酸工艺更为清洁、环 保的生产工艺，可进行推广应用。 参考文献 [ 1 ] 胡熙庚，黄和慰，毛钜凡，等．浮选理论与工艺[ M ] ．长沙 中南工业大学出版社，1 9 9 l 2 5 8 - 2 6 4 ． [ 2 ] 罗科华，赵志强，贺政，等．强碱性条件下的硫浮选试验 研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 l o 6 2 8 - 3 0 ． [ 3 ] 李静，石仑雷．青海某铜矿尾矿碱性选硫试验研究[ J ] ． 中国新技术新产品，2 0 1 2 1 9 3 ． [ 4 ] 许时．矿石可选性研究[ M ] ．北京冶金工业出版社， 1 9 8 1 1 3 8 ．1 5 0 ． [ 5 ] 李晓波，余夏静，王李鹏，等．新型活化剂x 用于某难选铜 硫矿选硫试验研究[ J ] ．矿产保护与利用，2 0 l l 2 2 l - 2 3 ． [ 6 ] 阮华东，罗科华，杨林，等．武山铜矿高碱度选硫试验研 究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 3 1 2 3 - 2 5 ． [ 7 ] 张德兴，于传兵．选铜尾矿综合回收硫资源研究及实践 [ J ] ．矿冶，2 0 0 9 ，1 8 3 2 4 2 6 ． [ 8 ] 李黎婷，熊明．铜锌尾矿综合利用试验研究[ J ] ．矿产综 合利用，2 0 1 4 2 6 7 - 7 0 ． [ 9 ] 雷贵春．某铜硫矿石选硫试验研究与生产实践[ J ] ．中国 矿山工程，2 0 0 5 2 3 1 3 5 ． [ 1 0 ] 杨强，唐云，刘安荣．某硫铁矿尾矿再选试验研究 [ J ] ．金属矿山，2 0 1 0 2 1 6 3 - 1 6 6 ． 万方数据