云南某高硫锡中矿浮选脱硫试验研究.pdf

云南某高硫锡中矿浮选脱硫试验研究 ① 刘 鸣， 葛英勇， 赵和平， 孟 雨， 刘 智 （武汉理工大学 资源与环境工程学院，湖北 武汉 ４３００７０） 摘 要 针对云南某锡中矿含硫量高的问题，采用 ＴＳ 和丁基黄药作组合捕收剂对重选中矿进行了反浮选脱硫试验研究。 比较了 Ｈ２ＳＯ４与实验室合成的 ＦＳ 的活化效果，确定以 ＦＳ 为活化剂。 采用一粗一精一扫反浮选流程，在最佳药剂制度条件下，最终获得锡 精矿锡品位 ２７．０７％、锡回收率 ９５．２５％、硫品位 ０．９８％，硫精矿硫品位 ３７．３６％、回收率 ９８．２６％，实现了锡和硫的有效分离。 关键词 浮选脱硫； 组合捕收剂； 活化剂 中图分类号 ＴＤ９２３文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３-６０９９．２０１７．０３．０１２ 文章编号 ０２５３-６０９９（２０１７）０３-００４７-０３ Ｆｌｏｔａｔｉｏｎ Ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｉｎ Ｍｉｄｄｌｉｎｇｓ ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ Ｓｕｌｆｕｒ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｆｒｏｍ Ｙｕｎｎａｎ ＬＩＵ Ｍｉｎｇ， ＧＥ Ｙｉｎｇ-ｙｏｎｇ， ＺＨＡＯ Ｈｅ-ｐｉｎｇ， ＭＥＮＧ Ｙｕ， ＬＩＵ Ｚｈｉ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０， Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｕｌｆｕｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｔｉｎ ｍｉｄｄｌｉｎｇｓ ｆｒｏｍ ａ ｐｌａｎｔ ｉｎ Ｙｕｎｎａｎ ｐｒｏｖｉｎｃｅ， ＴＳ ａｎｄ ｂｕｔｙｌ ｘａｎｔｈａｔｅ ｗｅｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ａｓ ａ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ ｉｎ ｒｅｖｅｒｓｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ． Ｄｕｅ ｔｏ ＦＳ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｉｎ ｌａｂ ｓｈｏｗｉｎｇ ａ ｂｅｔｔｅｒ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｔｈａｎ Ｈ２ＳＯ４， ｉｔ ｗａｓ ｃｈｏｓｅｎ ａｓ ａｎ ａｃｔｉｖａｔｏｒ ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｗｉｔｈ ａ ｒｅｖｅｒｓｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ ｏｎｅ ｒｏｕｇｈｉｎｇ， ｏｎｅ ｃｌｅａｎｉｎｇ ａｎｄ ｏｎｅ ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｒｅａｇｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ， ｆｉｎａｌｌｙ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ａ ｔｉｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ａｐｐｒｏａｃｈｉｎｇ ２７．０７％ Ｓｎ ｇｒａｄｅ ａｔ ９５．２５％ ｒｅｃｏｖｅｒｙ， ｗｉｔｈ ｓｕｌｆｕｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ０．９８％， ａｎｄ ａ ｓｕｌｆｕｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ａｔ ３７．３６％ Ｓ ｇｒａｄｅ ａｔ ９８．２６％ ｒｅｃｏｖｅｒｙ． Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｉｎ ａｎｄ ｓｕｌｆｕｒ ｉｓ ａｃｔｕａｌｉｚｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ； ａ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ； ａｃｔｉｖａｔｏｒ 锡是我国的“四大战略资源”之一，我国的锡矿资 源储量、产量及消费量均位居世界前列［１］。 锡矿是发 展战略性新兴产业重要的矿产资源，特别是在军事、航 空、原子能领域，锡矿具有重要战略价值［２-３］。 云南某 锡矿粗选以摇床重选为主，生产的锡中矿含硫量较高。 脱硫是锡石浮选前的关键作业，若浮锡之前脱硫不干 净，浮锡时大部分的硫会进入锡精矿中，消耗大量的药 剂，严重影响锡精矿品位［４-６］。 研究表明，浮选是高硫 金属矿脱硫最有效的工艺［７-８］。 锡矿浮选脱硫技术主 要是采用浮选药剂将锡矿水溶液中硫化矿捕收分离， 使硫化矿与锡矿分离达到脱硫的目的［９］。 丁基黄药 和异丁基黄药浮选脱硫效果较好，适用于工业应用，且 丁基黄药选择性更好［１０］。 为综合利用资源，降低锡中 矿硫含量，提高锡中矿品位，本文选取 ＴＳ 和丁基黄药 作组合捕收剂对锡中矿反浮选脱硫进行了试验研究。 １ 试 验 １．１ 试验原料 试验矿样取自云南某公司经粗选（重选）得到的 高硫锡中矿。 经化学滴定元素分析得该含硫锡中矿的 锡品位为 １１．４３％，硫品位为 ２２．７３％。 锡主要以锡石 独立矿物存在，硫主要以磁黄铁矿形式存在，矿石中大 部分锡石呈不规则粒状分布在硫化物和脉石矿物中。 １．２ 试验药剂及设备 试验药剂主要有武汉理工大学实验室合成的活化 剂 ＦＳ 和脂类捕收剂 ＴＳ，以及市售 Ｈ２ＳＯ４、捕收剂丁基 黄药和起泡剂 ２＃油。 试验主要设备和仪器包括 ＸＦＤ 型单槽浮选机 （０．７５ Ｌ，１ Ｌ）、 ＸＴＬＺФ２６０／ Ф２００ 多用真空过滤机、 ＣＳ１０１２ 型电热鼓风干燥箱、电子天平等。 ①收稿日期 ２０１６-１２-１４ 基金项目 国家自然科学基金（５１５７４１８８） 作者简介 刘 鸣（１９９３-），男，四川富顺人，硕士研究生，主要研究方向为选矿药剂和选矿工艺。 通讯作者 葛英勇（１９６１-），男，湖南双峰人，教授，博士，博士研究生导师，主要从事选矿药剂研发和选矿工艺的应用研究。 第 ３７ 卷第 ３ 期 ２０１７ 年 ０６ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３７ №３ Ｊｕｎｅ ２０１７ 万方数据 １．３ 试验方法 每次浮选均称取 ４００ ｇ（干重） 粗选锡中矿，在 ＸＦＤ 型单槽浮选机中进行。 将粗选锡中矿倒入 １ Ｌ 浮 选槽内，启动搅拌器搅拌 １ ｍｉｎ，加入活化剂搅拌 １０ ｍｉｎ，加入捕收剂反应 ３ ｍｉｎ 后再加入起泡剂继续 搅拌 １ ｍｉｎ，打开充气阀，充气 １０ ｓ 后开始刮泡，粗选 刮泡 ２．５ ｍｉｎ。 精选过程不加药，刮泡 １ ｍｉｎ。 扫选过 程加捕收剂后搅拌 １ ｍｉｎ，再加起泡剂搅拌 ３０ ｓ，充气 １０ ｓ 后刮泡 １ ｍｉｎ。 将各产品分别抽滤、烘干、制样、化 验得其产率和品位，再经计算得出其回收率。 ２ 试验结果与讨论 ２．１ 粗选条件试验 ２．１．１ 活化剂种类试验 按照图 １ 所示流程，采用实验室合成的 ＴＳ 和丁基 黄药作组合捕收剂，用量分别为 ５０ 和 １５０ ｇ／ ｔ，２＃油用量 ３０ ｇ／ ｔ，以硫酸和 ＦＳ 为活化剂，用量均为 ２ ０００ ｇ／ ｔ，进行 了对比试验，结果见表 １。 高硫锡中矿 活化剂 捕收剂 起泡剂 粗 选 锡精矿硫精矿 图 １ 粗选试验原则流程 表 １ 粗选活化剂对比试验结果 活化剂种类产品名称产率／ ％硫品位／ ％硫回收率／ ％ Ｈ２ＳＯ４ 硫精矿５７．９０３６．２３９２．２８ 锡精矿４２．１０４．１７７．７２ ＦＳ 硫精矿６０．６３３５．７２９５．２７ 锡精矿３９．３７２．７３４．７３ 由表 １ 结果可知，以 ＦＳ 为活化剂时，脱硫浮选效 果优于硫酸组，锡精矿中硫品位降低了 １．４４ 个百分 点，回收率降低了 ２．９９ 个百分点，因此，最终选择 ＦＳ 为活化剂。 ２．１．２ ＦＳ 用量试验 按照图 １ 所示流程，在 ＴＳ 用量 ５０ ｇ／ ｔ、丁基黄药 用量 １５０ ｇ／ ｔ、２＃油用量 ３０ ｇ／ ｔ 条件下，研究了粗选活 化剂 ＦＳ 用量对脱硫效果的影响，结果见图 ２。 从图 ２ 可看出，随着 ＦＳ 用量增加，锡精矿硫品位和回收率先 快速降低，然后趋于平稳，确定粗选 ＦＳ 用量 ２ ０００ ｇ／ ｔ 为宜。 FS用量／g t-1 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 11 10 9 8 7 6 5 4 01000200030004000 锡精矿硫品位／ 锡精矿硫回收率／ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ 图 ２ ＦＳ 用量试验结果 ２．１．３ 捕收剂配比试验 按照图 １ 所示流程，在 ＦＳ 用量 ２ ０００ ｇ／ ｔ、２＃油用 量 ３０ ｇ／ ｔ 条件下，采用 ＴＳ 及丁基黄药作组合捕收剂， 捕收剂总量为 ２００ ｇ／ ｔ，改变 ＴＳ 及丁基黄药配比进行 试验，结果见表 ２。 表 ２ 粗选捕收剂配比试验结果 ＴＳ／ 丁黄药用量 ／ （ｇｔ -１ ） 产品 名称 产率 ／ ％ 硫品位 ／ ％ 硫回收率 ／ ％ ０／２００ 硫精矿５９．１４３６．３３９４．５３ 锡精矿４０．８６３．０５５．４７ ５０／１５０ 硫精矿６０．６３３５．７２９５．２７ 锡精矿３９．３７２．７３４．７３ １００／１００ 硫精矿５９．５９３６．２２９４．９７ 锡精矿４０．４１２．８５５．０３ 表 ２ 结果表明，当 ＴＳ 与丁基黄药用量分别为 ５０ 和 １５０ ｇ／ ｔ 时，降硫效果较好，此时粗选锡精矿中硫含 量降至 ２．７３％，因此确定粗选捕收剂 ＴＳ 和丁黄药用量 分别为 ５０ 和 １５０ ｇ／ ｔ。 ２．２ 扫选条件试验 扫选只对捕收剂配比进行了试验。 按照图 ３ 所示 流程，２＃油用量 １０ ｇ／ ｔ 时，扫选捕收剂配比试验结果见 表 ３。 表 ３ 结果表明，扫选过程中，ＴＳ 和丁基黄药用量 分别为 ０ 和 ３０ ｇ／ ｔ 时，浮选指标较好，锡精矿硫含量可 降至 ０．６１％。 因此扫选时的药剂制度为丁黄药 ３０ ｇ／ ｔ， ２＃油 １０ ｇ／ ｔ。 高硫锡中矿 活化剂 捕收剂 起泡剂 粗 选 捕收剂 起泡剂 扫 选 锡精矿硫精矿 图 ３ 扫选试验原则流程 ８４矿 冶 工 程第 ３７ 卷 万方数据 表 ３ 扫选捕收剂配比试验结果 ＴＳ／ 丁黄药用量 ／ （ｇｔ -１ ） 产品 名称 产率 ／ ％ 硫品位 ／ ％ 硫回收率 ／ ％ ０／３０ 硫精矿６３．５０３５．４４９９．０２ 锡精矿３６．５００．６１０．９８ ８／２２ 硫精矿６２．８５３５．６３９８．５３ 锡精矿３７．１５０．９０１．４７ １５／１５ 硫精矿６２．４５３５．７９９８．３３ 锡精矿３７．５５１．０１１．６７ ２．３ 闭路试验 经过以上条件试验，在最佳药剂制度下，进行了闭 路试验，闭路试验流程见图 ４，结果见表 ４。 硫精矿锡精矿 高硫锡中矿 药剂单位g/t 粗 选 精 选扫 选 FS TS 丁基黄药 2油 2000 50 150 30 丁基黄药 2油 30 10 图 ４ 闭路试验流程 表 ４ 闭路试验结果 产品 名称 产率 ／ ％ 品位／ ％回收率／ ％ ＳＳｎＳＳｎ 硫精矿５９．７８３７．３６０．９１９８．２６４．７５ 锡精矿４０．２２０．９８２７．０７１．７４９５．２５ 合计１００．００２２．７３１１．４３１００．００１００．００ 由表 ４ 结果可知，在给矿锡品位 １１．４３％、硫品位 ２２．７３％条件下，经一粗一精一扫闭路试验，得到了锡 品位 ２７．０７％、锡回收率 ９５．２５％、硫含量 ０．９８％的锡精 矿，以及硫品位 ３７．３６％、硫回收率 ９８．２６％的硫精矿。 综合产品指标较好，实现了硫与锡的有效分离。 ３ 结 论 １） 云南某锡矿经粗选（重选）得到的锡中矿锡品 位低，硫含量高，锡品位为 １１．４３％，硫含量为 ２２．７３％。 中矿含硫较高将严重影响后续锡石浮选中锡的回收。 ２） 通过药剂条件试验，确定 ＦＳ 是浮硫良好的活 化剂，ＴＳ 与丁基黄药是脱硫较好的组合捕收剂。 ３） 采用一粗一精一扫闭路试验，在粗选 ＦＳ 用量 ２ ０００ ｇ／ ｔ、ＴＳ 用量 ５０ ｇ／ ｔ、丁基黄药用量 １５０ ｇ／ ｔ、２＃油 用量 ３０ ｇ／ ｔ，扫选丁基黄药用量 ３０ ｇ／ ｔ、２＃油用量 １０ ｇ／ ｔ 的药剂制度下，浮选可获得锡精矿锡品位 ２７．０７％、锡回 收率 ９５．２５％、硫含量 ０．９８％，硫精矿硫品位 ３７．３６％、回 收率 ９８．２６％。 实现了锡与硫的有效分离。 参考文献 ［１］ 孙 虎，王建平，王玉峰，等． 我国锡矿开发利用现状及可持续发 展建议［Ｊ］． 资源与产业， ２０１２，１４（４）５８-６２． ［２］ 周少珍，孙传尧． 锡石选矿进展［Ｊ］． 国外金属矿选矿， ２００２（８） １０-１４． ［３］ 张福良，殷腾飞，周 楠． 全球锡矿资源开发利用现状及思考［Ｊ］． 现代矿业， ２０１４（２）１-４． ［４］ 阮文萍． 提高锡精矿质量的新工艺及生产应用研究［Ｊ］． 有色金 属（选矿部分）， ２０１３（２）４４-４６． ［５］ 蒋素芳． 国外某高硫锡矿石选矿工艺研究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１５ （３）６６-６９． ［６］ 汪 泰． “重-浮-重”联合流程回收低品位细粒锡石［Ｊ］． 矿冶工 程， ２０１５（６）６８-７１． ［７］ 程建忠，刘占全，耿郑州，等． 高硫磁铁矿浮选脱硫工艺及机理研 究现状［Ｊ］． 矿产保护与利用， ２０１３（５）５１-５４． ［８］ 黄水鹏，覃文庆，张 婷． 某锡石多金属硫化矿脱硫试验的研究 ［Ｊ］． 有色金属（选矿部分）， ２０１４（５）３９-４２． ［９］ 樊文贞． 高硫铝土矿浮选脱硫技术的应用［Ｊ］． 轻金属， ２０１３ （４）１３-１６． ［１０］ Ｗａｎｇ Ｘｉａｏ-Ｍｉｎ， Ｚｈａｎｇ Ｔｉｎｇ-Ａｎ， Ｌｕ Ｇｕｏ-Ｚｈｉ， ｅｔ ａｌ． Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ ｆｏｒ ｈｉｇｈ-ｓｕｌｆｕｒ ｂａｕｘｉｔｅ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， ２０１０（４）５５５-５５８． 引用本文 刘 鸣，葛英勇，赵和平，等． 云南某高硫锡中矿浮选脱硫试 验研究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１７，３７（３）４７-４９． �������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������� �� �� �� 中国知网版权声明 本刊已许可中国学术期刊（光盘版）电子杂志社在中国知网及其系列数据库产品中以数字化方式 复制、汇编、发行、信息网络传播本刊全文。 该社著作权使用费与本刊稿酬一并支付。 作者向本刊提交 文章发表的行为即视为同意本刊上述声明。 矿冶工程编辑部 ２０１７ 年 ６ 月 ９４第 ３ 期刘 鸣等 云南某高硫锡中矿浮选脱硫试验研究 万方数据