新型黄铁矿抑制剂在铅硫分离中的试验研究.pdf

新型黄铁矿抑制剂在铅硫分离中的试验研究 ① 杨 林１，２，３，４， 梁溢强１，３，４， 阚赛琼１，３，４ （１．昆明冶金研究院有限公司，云南 昆明 ６５００３１； ２．中南大学 资源加工与生物工程学院，湖南 长沙 ４１００８３； ３．云南省选冶新技术重点实验室，云南 昆明 ６５００３１； ４．共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室，云南 昆明 ６５００３１） 摘 要 以云南某高硫铅锌矿的铅硫混合精矿为研究对象，在电位调控浮选思路指导下，采用 ＮａＯＨ 作为矿浆 ｐＨ 值及电位调整 剂，以新型易溶高效黄铁矿抑制剂 ＬＹ⁃３ 替代石灰，对选矿厂铅硫混合精矿进行铅硫浮选分离，试验技术指标良好，成功实现了对石 灰的全替代，解决了使用石灰带来的生产问题，降低了回水处理成本，同步提高了银综合回收率。 关键词 浮选； 黄铁矿； 电位调控； 抑制剂； 铅硫分离 中图分类号 ＴＤ９２３文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０２０．０５．０１０ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０２０）０５－００４２－０３ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｅｗ Ｐｙｒｉｔｅ Ｄｅｐｒｅｓｓａｎｔ ｉｎ Ｐｙｒｉｔｅ⁃Ｇａｌｅｎａ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ＹＡＮＧ Ｌｉｎ１，２，３，４， ＬＩＡＮＧ Ｙｉ⁃ｑｉａｎｇ１，３，４， ＫＡＮ Ｓａｉ⁃ｑｉｏｎｇ１，３，４ （１．Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ Ｌｔｄ， Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００３１， Ｙｕｎｎａｎ， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ； ３．Ｙｕｎｎａｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｂｅｎｅｆｉｃｉａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ， Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００３１， Ｙｕｎｎａｎ， Ｃｈｉｎａ； ４． Ｓｔａｔｅ ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００３１， Ｙｕｎｎａｎ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ ＬＹ⁃３， ａｓ ａ ｎｏｖｅｌ ｄｅｐｒｅｓｓａｎｔ ｂｅｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｅａｓｙ ｔｏ ｄｉｓｓｏｌｖｅ， ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｔｒｅａｔ ｔｈｅ Ｐｂ⁃Ｓ ｂｕｌｋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｏｆ ａ ｈｉｇｈ⁃ｓｕｌｆｕｒ ｌｅａｄ⁃ｚｉｎｃ ｏｒｅ ｆｒｏｍ Ｙｕｎｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ａｐｐｒｏａｃｈ， ｔｈｅ Ｐｂ⁃Ｓ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｉｓ ａｃｔｕａｌｉｚｅｄ ｕｓｉｎｇ ＮａＯＨ ａｓ ｔｈｅ ｓｌｕｒｒｙ ｐＨ ｍｏｄｉｆｉｅｒ ａｎｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ａｎｄ ＬＹ⁃３ ａｓ ｔｈｅ ｐｙｒｉｔｅ ｄｅｐｒｅｓｓａｎｔ ｉｎ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｌｉｍｅ． Ｔｈｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｐｂ⁃Ｓ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｂｕｌｋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｂｒｉｎｇｓ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎｄｅｘ， ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｌｉｍｅ ｃａｎ ｂｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ ｂｙ ＬＹ⁃３． Ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｌｉｍｅ ａｓ ｔｈｅ ｄｅｐｒｅｓｓａｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｏｌｖｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃｏｓｔ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｓｉｌｖｅｒ ｒｅｃｏｖｅｒｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ； ｐｙｒｉｔｅ； ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ； ｄｅｐｒｅｓｓａｎｔ； Ｐｂ⁃Ｓ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ 黄铁矿是地壳中分布最广的硫化矿物，它几乎存 在于所有有色金属硫化矿矿床中［１－３］，可形成于各种 不同的地质作用中，多与其他矿物共生，如铜、铅、锌 等。 在有色金属硫化矿选矿领域［４－５］，广泛存在有价 金属矿物与黄铁矿的浮选分离，如铜硫分离、铅硫分 离、锌硫分离及多金属矿中的铜铅锌与硫的分离。 铜铅锌等硫化矿与黄铁矿的浮选分离，抑制黄铁 矿的研究较多，包括无机抑制剂、有机抑制剂及微生物 抑制剂［６］，但应用广泛的还是传统经典的方法，即采 用石灰作为黄铁矿抑制剂［７］的高碱高钙工艺。 石灰 具有价格低廉、抑制效果好、适应性强等显著优点，但 也存在配置麻烦、添加不精准、管道结垢堵塞严重、回 水处理成本高及稀贵金属银易受石灰抑制等系列生产 技术问题，同时，石灰烧制过程也存在一定的环境 污染。 随着浮选电化学研究的不断深入，浮选电化学认 为，硫化矿的浮选或抑制过程是电化学氧化还原过程， 包括氧的阴极还原及矿物或捕收剂的阳极氧化；在一 定的药剂制度下，硫化矿的浮选电位是一定的，当矿物 的电极电位在浮选电位范围内时，矿物可浮。 因此，可 通过调整矿物的电极电位与浮选电位范围来实现矿物 的上浮或抑制［８－１１］。 结合石灰法因钙离子带来的系列 ①收稿日期 ２０２０－０４－１９ 基金项目 中国铝业集团有限公司青年科技人才启明星计划项目（２０１９ＭＸＪＨ２３） 作者简介 杨 林（１９８５－），男，贵州安顺人，博士研究生，主要研究方向为浮选药剂研发及资源综合利用。 第 ４０ 卷第 ５ 期 ２０２０ 年 １０ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．４０ №５ Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０２０ 万方数据 生产技术问题，本文采用 ＮａＯＨ 作矿浆 ｐＨ 值与矿浆 电位调整剂，研究新型易溶抑制剂 ＬＹ⁃３ 对铅硫分离的 效果，最终实现新药剂体系对石灰的全部替代，解决使 用石灰带来的系列生产技术问题。 １ 矿石性质 云南某高硫铅锌矿原矿化学多元素分析结果见表 １，铅锌物相分析结果见表 ２。 由表 １～２ 可知，该矿石 属于高硫铅锌矿，铅锌含量较高，伴生银锗的稀贵稀散 金属，矿石总体价值高，有价矿物与黄铁矿的高效浮选 分离是该矿石的技术关键与难点；铅、锌主要以硫化物 形态存在。 表 １ 原矿化学多元素分析结果（质量分数） ／ ％ ＺｎＰｂＳＦｅＡｓＡｕ１）Ａｇ１） １９．１４６．９７２９．４３１７．８８０．２２＜０．２１０７．１ ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３ＭｇＯＣａＯＧａ Ｇｅ１）Ｉｎ１） ４．６８２．３２２．９７．２２０．０００ ５５５．６３２．３ １） 单位为 ｇ／ ｔ。 表 ２ 原矿铅锌物相分析结果 元素相别含量／ ％分布率／ ％ 硫酸盐中铅０．０７０．９８ 碳酸盐中铅０．２２２．９１ 铅硫化物中铅７．１５９４．５３ 铅铁矾及其他０．１２１．５９ 合计７．５６１００．００ 碳酸锌中锌０．５７２．９９ 硅酸盐中锌０．１３０．６８ 锌硫化物中锌１８．２６９５．７５ 锌铁尖晶石及其他０．１１０．５８ 合计１９．０７１００．００ ２ 试验流程 该矿石原选矿生产流程为铅硫混选⁃铅硫分离⁃ 尾矿选锌。 铅硫混选药剂制度为乙黄药＋硫酸锌；铅 硫分离采用石灰作为黄铁矿抑制剂，添加少量乙硫氮 作为捕收剂；主流程选锌药剂制度为硫酸铜＋丁黄药。 生产技术指标为铅精矿铅品位大于 ６０％，铅回收率 ８７％～８８％；锌精矿锌品位大于 ５０％，锌回收率 ９２％ ～ ９３％。 经过大量的探索试验，研究开发了新型易溶环保 黄铁矿抑制剂 ＬＹ⁃３，它是含有 ＳＯ３ ２－ 、Ｓ２Ｏ３ ２－ 及二硫代 氨基基团的无机⁃有机配合物。 试验原则流程见图 １。 840/23 A0g/t 3 minAD0 2 minA/A ,3* 2 323D3 10 3 minAD0 4 min 6 min 图 １ 试验原则流程 ３ 试验结果与讨论 ３．１ 石灰用量的影响 按照图 １ 所示流程，仅添加石灰作为抑制剂，考查 了石灰用量对铅硫分离的影响，其中精选石灰用量固 定为 ６００ ｇ／ ｔ，试验结果见图 ２。 结果表明，随着石灰用 量增加，精矿铅品位明显提高，铅回收率略有下降，但 幅度不大；在石灰用量提高到 ８ ０００ ｇ／ ｔ 后，铅硫分离 效果显著，此时实测 ｐＨ 值为 １２．５。 ;/A4g t-1     100 80 60 40 20 0 500040006000700080009000 10000 823-D     88 8/;5   图 ２ 石灰用量试验结果 ３．２ ＮａＯＨ 用量的影响 按照图１ 所示流程，采用 ＮａＯＨ＋ＬＹ⁃３ 的药剂体系 替代石灰作为黄铁矿的抑制剂。 固定 ＬＹ⁃３ 用量为粗 选 ３ ０００ ｇ／ ｔ、精选 ２００ ｇ／ ｔ，精选 ＮａＯＨ 用量 ４００ ｇ／ ｔ，考 查了粗选 ＮａＯＨ 用量对矿浆 ｐＨ 值及铅硫分离效果的 影响，结果见图 ３。 结果表明，在低 ＮａＯＨ 用量情况下， 矿浆 ｐＨ 值较低，铅硫分离效果差；随着 ＮａＯＨ 用量增 加，粗精矿铅品位逐渐提高，在 ＮａＯＨ 用量达到 １ ５００ ｇ／ ｔ 后，铅精矿品位已接近 ６０％，铅回收率下降不明显，铅 硫分离效果显著，此时实测 ｐＨ 值为 １２．６。 ３．３ ＬＹ⁃３ 用量的影响 按照图 １ 所示，固定粗选 ＮａＯＨ 用量 ２ ０００ ｇ／ ｔ （ｐＨ＝１３．０）、精选用量４００ ｇ／ ｔ，精选 ＬＹ⁃３ 用量２００ ｇ／ ｔ， 考查了粗选 ＬＹ⁃３ 用量对铅硫分离效果的影响，结果见 图 ４。 结果表明，采用 ＮａＯＨ 作为矿浆 ｐＨ 值调整剂，高 ３４第 ５ 期杨 林等 新型黄铁矿抑制剂在铅硫分离中的试验研究 万方数据 NaOHA4g t-1     100 80 60 40 20 0 8006001000 1200 1400 1600 1800 2000 823-D     88 8/;5   图 ３ ＮａＯＨ 用量试验结果 LY-3A4g t-1     100 80 60 40 20 0 20002400280032003600 823-D     88 8/;5   图 ４ ＬＹ⁃３ 用量试验结果 ｐＨ 值环境下，ＬＹ⁃３ 对黄铁矿的抑制效果明显，即使在 较低用量条件下，精矿铅品位也大于 ４５％，在 ＬＹ⁃３ 用 量达到 ２ ８００ ｇ／ ｔ 后，铅硫分离效果显著，精矿铅品位 与回收率均较高。 ３．４ 闭路试验 通过研究对比石灰、ＮａＯＨ＋ＬＹ⁃３ 及其用量对铅硫 分离的影响，结果表明 ＮａＯＨ＋ＬＹ⁃３ 的药剂体系与石 灰体系的技术指标相当，基于此，分别开展了采用石灰 及 ＮａＯＨ＋ＬＹ⁃３ 作为铅硫分离黄铁矿抑制剂的闭路试 验研究，试验流程见图 ５，结果见表 ３。 840/23 A0g/t 3 minAD0 2 minA/A * 21 22 10 3 minAD0 7 min 2 min4 min 4 min 823423  2 minA/A10 图 ５ 闭路试验流程 表 ３ 闭路试验结果 抑制剂种类及用量 ／ （ｇｔ －１ ） 产品 名称 产率 ／ ％ 品位／ ％回收率／ ％ ＰｂＺｎＰｂＺｎ 粗选石灰 １０ ０００ 精选 １石灰 ６００ 铅精矿１９．８８６４．５４４．２９９１．２８２０．４１ 硫精矿８０．１２１．５３４．１５８．７２７９．５９ 铅硫混合精矿１００．００１４．０６４．１８１００．００１００．００ 粗选 ＮａＯＨ ２ ２００， ＬＹ⁃３ ３ ０００ 精选 １ ＮａＯＨ ４００， ＬＹ⁃３ ６００ 铅精矿１８．８０６２．９６４．５０９０．５０１８．３４ 硫精矿８１．２０１．５３４．６４９．４０８１．６６ 铅硫混合精矿１００．００１３．０８４．６１１００．００１００．００ 闭路试验结果表明，针对云南某高硫铅锌矿生产 过程中的铅硫混合精矿，采用 ＮａＯＨ＋ＬＹ⁃３ 的新型组 合抑制剂能实现铅硫浮选分离，技术指标与采用石灰 作为抑制剂时相当，能实现全部替代石灰。 该药剂体 系能作为生产替代石灰的选择方案，解决采用石灰带 来的系列生产技术问题。 ４ 结 论 针对生产过程中使用石灰作抑制剂带来的系列问 题，本文在电位调控浮选思路的指导下，采用 ＮａＯＨ 作 为矿浆 ｐＨ 值与电位调整剂，研究开发了新型易溶黄 铁矿抑制剂 ＬＹ⁃３，并对云南某铅硫混合精矿进行了铅 硫浮选分离验证试验，结果表明，ＮａＯＨ＋ＬＹ⁃３ 组合对 黄铁矿的抑制效果明显，铅硫分离指标与使用石灰时 相当，是替代石灰的有效方案。 参考文献 ［１］ Ｗａｎｇ Ｘ Ｈ， Ｆｏｒｓｓｂｅｒｇ Ｋ Ｓ Ｅ． Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｐｙｒｉｔｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｘａｎ⁃ ｔｈａｔｅｓ［Ｊ］． Ｉｎｔ Ｊ Ｍｉｎｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ， １９９１，３３（１－４）２７５－２９０． ［２］ Ｈｅ Ｓ， Ｆｏｍａｓｉｅｒｏ Ｄ， Ｓｋｉｎｎｅｒ Ｗ． Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｐｐｅｒ⁃ａｃｔｉｖａｔｅｄ⁃ ｐｙｒｉｔｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐｕｌｐ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ［Ｊ］． Ｍｉｎｅｒ Ｅｎｇ， ２００５，１８（１２）１２０８－１２１３． ［３］ Ｗｅｉｓｅｎｅｒ Ｃ， Ｇｅｒｓｏｎ Ａ． Ａｎ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｕ（Ⅱ） ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ⁃ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｎ ｐｙｒｉｔｅ ｂｙ ＡＲＸＰＳ ａｎｄ ＳＩＭＳ［Ｊ］． Ｍｉｎｅｒ Ｅｎｇ， ２０００，１３ （１３）１３２９－１３４０． ［４］ 胡为柏． 浮选［Ｍ］． 北京冶金工业出版社， １９８３． ［５］ 胡熙庚． 有色金属硫化矿选矿［Ｍ］． 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