某含砷硫精矿二次处理试验研究.pdf

2 0 1 1 年第2 期有色金属 选矿部分 2 7 D O I 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 11 ．0 2 ．0 0 8 某含砷硫精矿二次处理试验研究 叶雪均，王李鹏，严伟平 江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州3 4 1 0 0 0 摘要针对某含砷硫精矿，通过选矿工艺技术改进，获得高质量的硫精矿，实验室小型闭路试验获得含硫4 9 ．2 l ％、 含砷O ．1 0 4 ％、含金1 ．0 3 砂、硫回收率9 2 ．4 2 ％、金回收率9 3 ．1 3 ％的硫精矿，从源头上解决了黄铁矿中硫铁双资源的 综合利用问题。 关键词硫精矿；降砷；酸性废水 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 5 1 ．1文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 I 0 2 - 0 0 2 7 - - 0 3 E x p e r i m e n t a ls t u d yo ns e c o n d a r yp r o c e s s i n go fs u l f u rc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n ga r s e n i c ⅫX u e j u n ，W A N GL i p e n g ，Y A NW e i p i n g R e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n gC o l l e g e ，J i a n g x iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n d T e c h n o l o g y ，G a n z h o uJ i a n g x i3 4 10 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t T a r g e t e d a t p y r i t e c o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g a r s e n i c ，i m p r o v e m e n t o nm i n e r a l p r o c e s s i n g t e c h n o l o g y c a ng a i nh i g h - q u a l i t ys u l f u rc o n c e n t r a t e ．As m a l l - s c a l e dc l o s e d - c i r c u i tt e s ti nt h e l a bo b t a i n s p 蜘t ec o n c e n t r a t ew i t h4 9 ．21 ％s u l f u r ，0 ．10 4 ％a r s e n i c ，1 ．0 3 砂g o l d ，s u l f u rr e c o v e r yo f9 2 ．4 2 ％a n d g o l dr e c o v e r yo f9 3 ．1 3 ％．T h ep r o b l e mi ng e n e r a lu t i l i z a t i o no fi r o n - s u l f u rd o u b l er e s o u r c e si np y r i t ec a nb e f u n d a m e n t a l l ys o l v e d ． K e yw o r d s p y r i t ec o n c e n t r a t e ；r e d u c i n ga r s e n i c ；w a s t ea c i d i cw a t e r 中国是硫铁矿资源较为丰富的国家。长期以来， 硫铁矿为主要的制酸原料，一般原料含硫3 0 ％ ～3 5 ％，产生的废渣含铁仅4 0 ％～5 0 ％。据统计， 我国硫酸行业年产硫酸渣1 4 0 0 万t ，占化工废渣量 的1 ／3 ，而利用率仅3 0 ％⋯。大量硫酸渣作为废弃 物堆存，严重污染环境，同时也造成了资源的大量 浪费。许多研究者希望通过选矿的方法提高硫酸渣 中铁品位，使之达到炼铁要求，但由于回收率低、 成本高、技术线路复杂而难以工业应用[ 2 ] 。若将 硫精矿品位提高到4 5 ％以上，得到高质量的硫精 矿，则烧渣的铁品位将达到6 0 ％以上，达到冶炼 要求，实现硫铁双资源的综合利用[ 3 ] 。近年来， 随着节能减排在矿山企业的大力开展，同时伴随着 钢铁工业的普遍升温，国内铁资源日趋贫乏。因 此，提高硫精矿品质无疑对开发硫铁矿的双资源利 用有重要意义。 某矿业公司是一家以采选铜硫等硫化矿为主的 矿山企业，目前开采铜硫多金属硫化矿，脉石以硅酸 盐为主，含少量碳酸盐。现场采用浮选法从矿石中分选 出铜精矿、硫精矿。所得硫精矿含硫3 8 ％～4 3 ％、 砷o ．2 ％～0 ．5 ％，为进一步提高硫精矿质量，使 后续制酸烧渣可直接作铁精粉回收，实现硫铁矿双 资源利用，本研究针对现场含砷硫精矿，通过选矿 工艺技术改进，获得高质量的硫精矿，从而实现硫 铁双资源的综合回收。 1试样性质 含砷硫精矿 下称试样 的化学多元素分析和 粒度分析结果分别见表1 和表2 。 试样中含硫4 2 ．4 5 0 ％，含砷0 ．2 3 3 ％，含铜 0 ．2 4 7 ％，属含砷硫精矿，且含有少量金、银等贵 金属。本研究拟通过浮选试验进一步提高硫精矿品 收稿日期2 0 1 0 一l l - 0 8 作者简介叶雪均 1 9 5 1 一 ，男，上海人。教授，硕士生导师，主要从事浮选理论与工艺及资源综合利用的研究。 万方数据 2 8 有色金属 选矿部分 2 0 11 年第2 期 表l 试样主要元素化学分析结果 T a b l e1C h e m i c a la n a l y s i sr e s u l t so fm a i ne l e m e n to fs a m p l e ／％ 含量0 ．2 4 74 2 ．4 5 00 ．2 3 0 0 ．9 1 9 t6 0 9 e t 表2 试样粒度分析结果 T a b l e2S i z ea n a l y s i sr e s u l t so fs a m p l e | ％ 位，降低硫精矿中砷等杂质的含量，使后续制酸烧 渣可直接作为铁精粉回收，实现硫铁双资源的综合 利用。 由表2 可知，试样粒度较细，一7 5I L m 粒级含 量8 9 ．8 1 ％，硫、砷的分布率分别为9 2 ．3 8 ％和 9 4 ．6 3 ％，其中一4 5 恤m 粒级中硫、砷的分布率也 较高，分别达到7 2 ．7 6 ％、8 4 ．1 2 ％，从浮选的角 度，这部分物料会影响分离时抑制剂的选择性，尤 其当选用碱法浮硫抑砷时，因此，在探索试验的基 础上确定用酸法浮硫抑砷方案。 2 药剂简介 矿浆p H 调整剂取自该矿业公司井下酸性废 水，p H 为5 左右，颜色为浅红色，试验中均为原 液添加。 Y A s [ 4 】为一种组合抑制剂，由无机盐与有 机抑制剂组合而成，无毒、廉价、来源广。可在酸 性条件下有选择的抑制毒砂且对黄铁矿影响不大， 硫砷分离的效果显著。 3 试验内容与结果分析 3 ．1 工艺条件试验与分析 工艺条件试验分别考察了酸性废水、Y A s 和 丁基黄药用量对浮选指标的影响，试验结果分别见 图1 、图2 、图3 。 硫砷分离的试验过程当中调浆对分离的影响较 大[ 5 ] ，因现场采用铜硫混浮，混合精矿再磨后加 入大量石灰实现铜硫矿物分离，使黄铁矿受到强烈 抑制，所以试验采用井下酸性水作为黄铁矿的活化 剂，其用量试验结果表明，当酸性水用量增大时， 硫粗精矿中硫的品位呈先升后降的趋势，硫的回收 率逐步提升并趋于平缓，砷的品位先降后升，可能 8 0 誉 槲 6 0 盏 4 0 5 0 01 0 0 01 5 0 02 0 0 0 酸性水用量／ m L k g - 1 图1酸性废水用量对浮选指标的影响 F i g ．1 T h ee f f e c t so fd o s a g eo fw a s t ea c i d i cw a t e r o nt h es e p a r a t i o ni n d e ro fz i n c Y A s 用量／ k g r 1 图2Y A s 用量对浮选指标的影响 F i g ．2 T h ee f f e c t so fd o s a g eo fY - A sont h e s e p a r a t i o ni n d e ro fz i n c 因为酸陛水用量过大，使浮选体系中非目的矿物也 得到活化，跟目的矿物一起上浮，进而影响硫粗精矿 品位。由图1 可见，当酸性水用量为1 0 0 0m U k g 时指标较好，此时矿浆p H 为6 ．5 。 Y A s 是一种无机和有机的组合抑制剂，适量 的Y A s 能够有效地抑制毒砂，但当Y A s 过量时 也会使部分黄铁矿受到抑制⋯。由图2 可知，随 着抑制剂Y A 8 用量的增加，硫粗精矿中硫的品位 逐渐升高，硫的回收率先升后降，砷的品位逐渐下 降，表明增加抑制剂用量，毒砂的抑制作用加强， 同时部分难浮的黄铁矿也受到抑制。综合考虑硫精 矿的品位和回收率，当抑制剂用量为1 ．0k g ／t 时， 硫品位和回收率都取得了较为理想的指标，此时硫 品位4 6 ．6 5 ％，硫回收率8 7 ．5 0 ％，粗硫精矿中含 砷0 ．1 8 9 ％。 从图3 可以看出，随着捕收剂丁基黄药用量的 增加，硫粗精矿中硫的品位呈先上升后下降的趋 势，硫回收率逐渐上升并趋于平缓，砷的品位逐步 上升。表明丁基黄药用量增加，捕收能力增强，使 非目的矿物上浮量增加，不利于提高硫粗精矿的品 位，综合考虑硫粗精矿中硫的品位和回收率，当丁 印 如 ∞ 眈 叫∞ ％，迫咯 万方数据 2 0 11 年第2 期 叶雪均等某含砷硫精矿二次处理试验研究 2 9 4 06 08 0l o o 丁基黄药用量／ g ‘t 。1 图3 丁基黄药用量对浮选指标的影响 F i g ．3 T h ee f f e c t so fd o s a g eo fb u t y lx a n t h a t eo n t h es e p a r a t i o ni n d e ro fz i n c 基黄药用量为6 0 趴时，硫品位和回收率都取得了 较为理想的指标，此时硫品位4 7 ．0 3 ％，硫回收率 8 8 ．3 4 ％，硫粗精矿中含砷0 ．1 7 4 ％。 3 ．2 浮选闭路流程试验 在综合开路条件试验的基础上，采用一次粗 选、一次精选、两次扫选的浮选工艺流程进行实验 室浮选闭路流程试验。试验结果见表3 。 实验室浮选闭路流程试验可获得含硫4 9 ．2 1 ％、 含砷0 ．1 0 4 ％、含金1 ．0 3g ／t 、硫回收率9 2 ．4 2 ％、 金回收率9 3 ．1 3 ％的硫精矿。不仅使硫精矿品位提 高到4 9 ．2 l ％，同时也使金在硫精矿中富集，提高 了硫精矿的整体经济效益。 4 结语 1 谢捐瞩含科崭讲匍。，含硫4 2 ．4 5 ％、含砷O ．2 3 ％、 含金0 ．9 1s ／t 、含铜0 ．2 4 7 ％，试样中- - 4 5 1 x m 粒级 硫、砷的分布率较高，分别达至1 1 7 2 ．7 6 ％、8 4 ．1 2 ％， 为提高硫精矿品位增加了困难。 2 浮选闭路试验获得硫精矿含硫4 9 ．2 1 ％、 含砷0 ．1 0 4 ％、含金1 ．0 3g ／t 、硫回收率9 2 ．4 2 ％、 金回收率9 3 ．1 3 ％的硫精矿，达到了预期目标。 表3浮选闭路试验结果 T a b l e3T h er e s u l t so fc l o s e d - c i r c u i tt e s to ff l o t a t i o nf ％ 3 本研究采用井下酸性废水作为矿浆p H 调 整剂，既避免了采用硫酸带来的安全隐患，又减少 了井下酸性废水的处理问题，使井下酸性废水变废 为宝，同时降低了生产成本。 4 本研究针对现场含砷硫精矿，通过选矿工 艺技术改进，使硫精矿二次处理流程简单易行，同 时获得高质量的硫精矿，使后续制酸烧渣直接作为 铁精粉回收，从源头上解决了硫酸烧渣的处理问 题，实现硫铁矿双资源的综合利用，为含砷硫精矿 的二次处理开辟了新的路径。 参考文献 [ 1 ] 吴德礼．朱申红．马鲁铭，等．利用硫酸渣生产铁精粉的新 工艺研究[ J ] ．环境污染与防治，2 0 0 4 ，2 6 5 3 8 7 3 8 9 ． [ 2 ] 欧乐明，黄恩捷，冯其明，等，高品质硫精矿生产工艺技术 研究[ J ] ．化学矿物与加工，2 0 0 9 1 1 l - 4 ． [ 3 ] 崔学奇，邱俊，吕宪俊．硫酸渣综合利用的研究现状与 进展[ J ] ．金属矿山，2 0 0 4 ，2 0 z 1 5 0 9 5 1 3 ． [ 4 ] 王国军．内蒙金峰铜业铜转炉渣选矿生产实践[ J ] ．有 色金属 选矿部分 ，2 0 1 0 1 2 6 2 8 ． [ 5 ] 叶雪均，吴双桥，吕炳军，等．广西某难选高砷硫化矿浮 选除砷试验研究[ J ] ．江西理工大学学报．2 0 1 0 ，3 1 2 l 一4 ． [ 6 ] 吕炳军．黄铁矿与毒砂的浮选分离试验研究[ D ] ．赣州 江西理丁大学，2 0 0 9 ． [ 7 ] 罗新民，魏党生，叶从新，等．安徽马山金矿浮选降砷工 艺研究[ J ] ．湖南有色金属，2 0 0 7 ， 5 6 - 9 ． ，． 岔 岔 命 岔 岔 岔 命 仓 仓 偷 仓 命 岔 岔 岔 仓 夼 岔 仓 金 偷 仓 偷 仓 岔 岔 岔 岔 岔 岔 岔 岔 岔 岔 上接第4 页 [ 3 ] 郭海宁．低品位铜钼矿石铜钼分离选矿工艺试验研究 参考文献 [ 1 ] 李长根．蒙古国额尔登内特铜钼选矿厂[ J ] ．困外金属矿 选矿，2 0 0 6 2 4 1 - 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