某锡石多金属硫化矿脱硫试验的研究.pdf

2 0 1 4 年第5 期有色金属 选矿部分 3 9 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ，j ．i s s m l 6 7 1 9 4 9 2 ．2 0 1 4 ．0 5 ．0 0 9 某锡石多金属硫化矿脱硫试验的研究 。； 黄水鹏，覃文庆，张婷 中南大学资源加工与生物工程学院，长沙4 1 0 0 8 3 摘要锡石多金属硫化矿的脱硫效果直接影响后续锡回收的相关作业，根据矿石的特性，研究了锡石多金属硫化 矿高浓度浮选脱硫。研究表明粗颗粒浮选中高矿浆浓度比低矿浆浓度浮选有较大的优势，通过中矿单独处理，中矿未返回 粗选作业，减少中矿循环量，简化浮选流程，加快硫化矿浮选速度，提高脱硫效率。粗选高浓度浮选脱硫闭路试验得到精 矿中锌、铅回收率分别为9 4 ．7 5 ％、8 5 ．5 2 ％。 关键词粗颗粒；高浓度；锡石；混浮脱硫 中图分类号T D 9 5 2 ；T D 9 2 3 ．7文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 4 0 5 - 0 0 3 9 - - - 0 4 S t u d yo nt h eD e s u l f u r i z a t i o no fP o l y m e t a l U cS u l p h i d eO r eC o n t a i n i n gC a s s i t e r i t e H U A N GS h u i p e n g ，Q Z NW e n q i n g ，Z H A N G 孔叼 S c h o o lo fM i n e r a l sP r o c e s s i n ga n dB i o e n g i n e e r i n g ，C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y ， C h a n g s h a4 1 0 0 8 3 ，C h i n a A b s t r a c t T h ee f f e c to fr e m o v a lo fs u l f i d em i n e r a l sf r o mp o l y m e t a l l i c s u l p h i d e o r e sw h i c hc o n t a i n s c a s s i t e r i t eh a sag r e a ti n f l u e n c eo nr e c o v e r yo ft i n ．B a s e do nt h ep r o p e r t yo fp o l y m e t a l l i cs u l p h i d eo r e 。 d e s u l f u r i z a t i o ne x p e r i m e n t st h r o u g hh i g hc o n c e n t r a t i o nf l o t a t i o nw e r ec o n d u c t e d ．T h et e s tr e s u l t ss h o w e dt h a t t h eh J i g hc o n c e n t r a t i o nw a sb e t t e rt h a nt h el o wc o n c e n t r a t i o ni nt h ef l o t a t i o ns e p a r a t i o no fc o a r s em i n e r a l p a r t i c l e s ．B yd e a l i n gw i t ht h em i d d l i n g si n d i v i d u a l l y ，r e d u c i n g t h ec i r c u l a t i o nv o l u m eo f m i d d l i n g sa n d s i m p l i f y i n gt h ef l o t a t i o nf l o w s h e e t ，s u l f i d em i n e r a l sf l o t a t i o nv e l o c i t yw a si n c r e a s e da n dt h ee f f i c i e n c yo f d e s u h r i z a t i o nw a ss t r e n g t h e n e da sw e l l ．E v e n t u a l l y ，t I l r o u g hc l o s e d c i r c u i td e s u l f u r i z a t i o ne x p e r i m e n t ，t h e r e c o v e r yo fZ na n dP bo ft h ec o n c e n t r a t ew a s9 4 ．7 5 ％a n d8 5 ．5 2 ％r e s p e c t i v e l y ． K e yw o r d s c o a r s em i n e r a lp a r t i c l e ；h i g hc o n c e n t r a t i o n ；c a s s i t e r i t e ；d e s u l f u r i z a t i o nb yb u l kf l o t a t i o n 广西是我国重要的锡铅锑锌资源基地，具有矿 种多、储量大等特点，迄今锡储量居全国第一，其 中锑、铟储量居世界第一，铅锌也处在前列，还伴 生有可观的银、镓、镉、硫、砷等。其主要矿体有 节理脉、细脉带、9 1 号、9 2 号、1 0 0 号等[ ，都 属于锡石多金属硫化矿，矿石复杂共生、嵌布粒 度细、处理难度大。国内对该矿石也进行了一些研 究[ 2 - 1 0 | 。 贫矿石品位低，脉石中石英石含量高，矿石难 磨难碎，锡石呈粗细不均匀嵌布，硫化矿物与脉石 呈微细粒互相包裹。在磨矿过程中锡石过粉严重， 硫化矿欠磨难浮。为兼顾锡石与硫化矿的选别回 收稿日期2 0 1 3 - 0 7 1 8修回日期2 0 1 4 0 7 1 8 作者简介黄水鹏 1 9 8 8 一 ，男，福建漳州人，硕士研究生。 收，减少锡石过粉碎，生产上实行粗磨，导致硫化 矿混浮人选粒度偏粗，造成硫化矿难浮，使后续摇 床回收锡难度加大[ 1 1 ] 。 本文根据锡石多金属硫化物贫矿石的特点，以 及原来选矿生产和工艺上存在的难题，针对矿石中 各种硫化矿物可浮性差异较大的特点，在硫化矿混 浮脱硫中，研究高浓度m ] 、中矿不返回粗选作业 的高效浮选技术。 1 矿石性质 矿石中有用矿物种类繁多，主要矿物有锡石、 铁闪锌矿、脆硫锑铅矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂 万方数据 4 0 有色金属 选矿部分12 0 1 4 年第5 期 及少量的方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黝锡矿。脉石 矿物主要为石英、方解石。矿石中具有工业价值的 元素有锡、铅、锑、锌、硫、砷及伴生的稀贵元素 铟、镉、镓、金、银。矿石品位低，脉石中石英含量 高，达6 5 ％一7 0 ％，矿石难磨难碎，锡石呈粗细不均 匀嵌布，硫化矿物也与脉石呈微细粒互相包裹。 原矿多元素分析结果如表1 所示。 表1原矿多元素分析结果 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 fl a i n o f m i n eore|％ 元素 s nz nP bS bF eS 含量0 ．5 6 2 ．3 20 ．3 40 ．2 96 ．2 53 ．6 5 2 试验研究与结果 细脉带类型矿石 细脉带、节理脉、9 2 号矿 硫化矿含量低，锡石的价值高，硫化矿价值低，锡 石为生产上的主要产品，硫化矿则作为综合回收对 象，但硫化矿对后续锡的重选回收产生严重的影响， 为了保证主产品锡的分选指标，需快速脱除硫化矿。 本试验研究矿浆浓度对浮选的影响，以及寻找 合适的药剂用量，来实现脱硫的目的。根据硫化矿 具有不同的无捕收剂可浮性，分段添加不同的药 剂，进行并列粗选，让硫化矿物按由易到难顺序依 次浮起，节省药剂用量。采用中矿单独处理，减少 中矿循环量，保证粗选的浮选指标，提高浮选流程 的处理能力及脱硫效率。 2 ．1 磨矿细度试验 考虑到锡石性脆，易过粉碎，进行磨矿条件试 验，确定合适的磨矿细度。试验流程如图1 所示， 试验结果见图2 。 由图2 可知，随着磨矿细度的增大，精矿中 铅、锌的回收率不断增加，当磨矿细度一7 4I x m 含 量大于5 5 ．9 4 ％时，尾矿中锌、铅的损失率基本不 变，由矿物的物相分析知铅有百分之十几以氧化矿 和其它形式存在，又考虑现场的磨矿细度一7 4p m 占5 5 ％，故选取磨矿细度为一7 4 斗m 占5 5 ％。 2 ．2 矿浆浓度对混浮脱硫的影响 矿浆浓度是浮选的重要影响因素，该锡石多金 属硫化矿一直以来存在锡石易过粉碎，生产实行粗 磨，导致硫化矿混浮人选粒度偏粗，造成硫化矿难 浮。因此，为解决浮选粒度偏粗，改善硫化矿浮选 指标，比较高矿浆浓度与低矿浆浓度对混浮脱硫的 影响，分别在相同药剂用量和相同药剂浓度条件 下，进行矿浆浓度条件试验。 原矿药剂用量单位∥t 间单位m i n 精矿中矿尾矿 图1 条件试验流程 F i g ．1C o n d i t i o n i n ge x p e r i m e n t sf l o w s h e e t 劈矿纲度- 7 4I 上m ／％ 图2 磨矿细度对浮选的影响 F i g ．2 E f f e c to fg r i n d i n gf i n e n e s so nf l o t a t i o nr e s u l t s 2 ．2 ．1 相同药剂用量下矿浆浓度对浮选的影响 试验在浮选矿浆浓度分别为2 8 ％、3 8 ％、 5 0 ％，磨矿细度、药剂用量相同，考察矿浆浓度对 浮选的影响，试验结果见表2 。 表2矿浆浓度对浮选的影响 T a b l e2E f f e c to fp u l pc o n c e n t r a f i o no nf l o t a t i o n r e s u l t s I ％ 万方数据 2 0 1 4 年第5 期黄水鹏等某锡石多金属硫化矿脱硫试验的研究 4 1 由试验结果可知，在相同药剂用量下，随着矿 浆浓度的增大，尾矿中锌、铅的损失递减，高浓度 浮选在保证药剂用量相同的情况下，得到比低浓度 浮选更好的浮选指标，提高了矿石的处理量，达到 快速浮选的效果。 2 ．2 ．2 相同药剂浓度下矿浆浓度对浮选的影响 为了进一步验证矿浆浓度对浮选的影响，在相 同药剂浓度下做了低矿浆浓度和高矿浆浓度的浮选 试验，其中粗选I 中硫酸浓度为0 ．6 7r C L ，丁基黄 药浓度为0 ．1e e L ，松醇油浓度为0 ．0 2g ／L ；粗选Ⅱ 中硫酸铜浓度为0 ．0 3r C L ，丁基黄药浓度为0 ．0 6 7r O E ， 松醇油浓度为0 ．0 2g ／L ；扫选药剂浓度为粗选Ⅱ的 药剂浓度减半。试验结果见表3 。 表3矿浆浓度对浮选的影响 T a b l e3E f f e c to fp u l pc o n c e n t r a t i o no nf l o t a t i o n r e s u l t s，％ 从试验结果可知，在相同药剂浓度下，随着矿 浆浓度的增大，尾矿中锌、铅的损失递减。 综合以上矿浆浓度对浮选的影响试验可知在粗 颗粒浮选中高矿浆浓度比低矿浆浓度具有较为明显 的优势，这可能是由于高矿浆浓度浮选扩大了浮选 粒度区间，提高浮选粒度上限，不仅可以提高矿石 处理量和浮选指标，而且可以减少药剂用量，节约 浮选用水，从而降低选矿成本，提高效益。 2 ．3 浮选药剂条件试验 2 ．3 ．1 H , S O 。用量试验 试验添加硫酸提高铅、硫的浮选速度，提高 铅、硫的回收率，亦可减少硫被粗选Ⅱ的硫酸铜活 化，降低分离难度。试验结果见图3 。 由图3 可知随着H 2 s O 。用量的增加，铅的回收 率逐渐增加，当H 2 S O 。用量大于1 ．0k g ／t 时，精矿 中铅的回收率基本不变，且尾矿中铅、锌的损失率 H 2 s o ．用量， k s t - 1 图3H , S O 。用量对浮选的影响 F i g ．3 E f f e c to fd o s a g eo fH 2 S 0 4o nf l o t a t i o nr e s u l t s 基本不变。因此，确定H 2 S O 。用量为1 ．0k s ／t ，此 时，硫化矿在活化剂H 2 s 0 4 的作用下能够实现快速 浮选，且达到较好的指标，尾矿中硫的含量达到指 标要求，有利于后续作业。 2 ．3 ．2 硫酸铜用量试验 矿石中锌主要以铁闪锌矿的形式存在，为了实 现混浮脱硫的目的，采用硫酸铜作为活化剂，提 高磁黄铁矿、铁闪锌矿的回收率，试验结果如图4 所示。 C u S O , 用量／ g r 1 图4C u S 0 4 用量对浮选的影响 F i g ．4 E f f e c to fd o s a g eo fC u S 0 4o nf l o t a t i o nr e s u l t s 由图4 可知在没用硫酸铜作活化剂时，铁闪锌 矿可浮性差，尾矿损失率大，达到6 2 ．2 1 ％，铅亦 有1 7 ．5l ％的损失，严重影响后续锡的重选，当硫酸 铜用量大于5 0 鲈时，精矿中锌、铅的回收率相近， 尾矿中锌的损失基本不变。故选择硫酸铜用量为5 0 矾，此时锌、铅的损失率较小，且硫酸铜用量较 少，避免药剂过量，为后续铅、锌分离创造条件。 2 ．4 浮选闭路试验 长期以来，大厂选矿厂采用两段脱硫或三段脱 硫、中矿顺序返回的常规浮选技术，浮选时间长， 中矿循环量大，且硫化矿泡沫夹锡高，锡金属流失 大，影响了锡回收率指标的提高。大厂矿区硫化矿 物的可浮性研究表明，脆硫锑铅矿、黄铁矿、铁闪 万方数据 4 2 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第5 期 锌矿、磁黄铁矿的原始表面电位由低到高，其无捕 收剂可浮性由高到低。根据这个结论，分段添加不 同的药剂，进行并列粗选，先浮铅、硫，再浮锌， 让硫化矿物按由易到难顺序依次浮起，而将浮起的 矿物集中精选，取消扫选泡沫返回粗选作业，中矿 单独处理，形成无中矿返回，保证粗选的浮选指 标，实现高浓度矿浆中粗选开路高效的硫化矿混合 浮选，减少中矿循环量，加快硫化矿浮选速度，提 高浮选流程的处理能力及脱硫效率。 浮选闭路试验流程如图5 所示，试验结果见 表4 。 精矿 尾矿 图5 浮选闭路流程 F i g ．5 F l o w s h e e to fc l o s e d - c i r c u i tf l o t a t i o nt e s t 表4浮选闭路试验结果 T a b l e4R e s d to fc l o s e d - c i r c u i tf l o t a t i o nt e s t ，％ 闭路试验得到锌、铅的品位分别为1 1 ．7 0 ％、 1 ．5 3 ％，回收率分别为9 4 ．7 5 ％、8 5 ．5 2 ％，精矿中损 失的锡的品位为0 ．2 5 ％，回收率8 ．6 7 ％，基本实现 了锡石多金属硫化矿脱硫浮选，为后面锡的选别创 造了较好的条件。 3 结论 1 贫锡多金属硫化矿脉石含量高、硫化矿含 量低，锡石的价值高，硫化矿价值低，硫化矿的存 在将影响主产品锡石的回收，需预先脱除硫化矿。 2 锡石性脆，容易过粉碎，磨矿时采用粗磨， 导致硫化矿粗粒难浮，高浓度浮选能较好地解决贫 锡多金属硫化矿混浮脱硫给矿粒度较粗给硫化矿浮 选造成的影响。 3 高浓度矿浆中粗选开路高效的硫化矿混合 浮选，扫选泡沫未返回粗选作业，避免中矿循环对 粗选造成影响，简化了浮选流程，加快硫化矿浮选 速度，提高脱硫效率，并能得到较好指标，试验得 到粗精矿中锌、铅的品位分别为1 1 ．7 0 ％、1 ．5 3 ％， 回收率分别为9 4 ．7 5 ％、8 5 ．5 2 ％。 参考文献 [ 1 ] 雷时益，张俞明，曾卫东，等．大厂锡石多金属硫化矿的 合理选矿工艺[ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 8 1 2 2 6 ． [ 2 ] 吴伯增．大厂贫锡多金属硫化矿选矿关键技术研究及应 用[ D ] ．长沙中南大学，2 0 0 5 ． [ 3 ] 陈建明．车河选矿厂硫化矿铅锑锌硫无氰分离研究[ D ] ． 长沙中南大学，2 0 0 4 ． [ 4 ] 吴世发．大厂贫锡铅锑锌多金属硫化矿浮选新技术研究 [ D ] ．长沙中南大学，2 0 1 0 ． [ 5 ] 王熙．车河选矿厂铅锑浮选新药剂及工艺技术研究 [ D ] ．长沙中南大学，2 0 0 4 ． [ 6 ] 黎全．大厂1 0 0 1 0 5 号锡石多金属硫化矿选矿关键技 术研究及应用[ D ] ．长沙中南大学，2 0 0 7 ． [ 7 ] 刘之能．黑药体系铅锌锑硫化矿的浮选电化学研究[ D ] ． 长沙中南大学，2 0 0 9 ． [ 8 ] 张兴琼．大厂1 0 0 号矿体硫化矿浮选的合理工艺[ J ] ．矿 冶工程，2 0 0 0 ，2 0 1 2 6 2 8 ． [ 9 ] 王景双，陈建华，魏宗武，等．大厂多金属硫化矿无硫酸 浮选捕收剂试验研究[ J ] ．金属矿山，2 0 0 8 1 2 1 5 2 - 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