凡口铅锌矿选硫新工艺研究与实践.pdf

第3 3 卷第1 期 2 0 1 3 年0 2 月 矿冶 工 程 h n N 矾GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G 腿E R 矾G V 0 1 ．3 3 №1 F e b r u a r y2 0 1 3 凡口铅锌矿选硫新工艺研究与实践① 江皇义1 ”，叶雪均1 ，罗升2 ，熊 立1 1 ．江西理工大学，江西赣州3 4 1 0 0 0 ；2 ．深圳市中金岭南凡1 3 铅锌矿，广东韶关5 1 2 3 2 5 摘要介绍了凡口铅锌矿选硫工艺革新的原因及高铁硫精矿的市场价值。通过实验室小型试验、半工业试验，确定了新工艺流 程。工艺改造后引进了X C F 和K Y F 机械搅拌式充气型浮选机，选硫系统的技术经济指标大幅提高，可同时获取高硫精矿和低硫精 矿，创造了良好的经济效益。 关键词高铁硫精矿；铅锌矿；选硫 中图分类号T D 9 2 3文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 - 6 0 9 9 ．2 0 1 3 ．0 1 ．0 0 8 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 3 0 1 0 0 3 0 0 4 l k s e a r c ha n dP r a c t i c eo fS u l f u rB e n e f i c i a t i o no fL e a d ．Z i n cO r e f r o mF a n k o uM i n e J I A N GH u a n g y i l ”，Y EX u e - j u n l ，L U OS h e n 9 2 ，X I O N GL i l 1 ．J i a n g x iU n i v e r s i t y 旷S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，G a n z h o u3 4 1 0 0 0 ，J i a n g x i ，C h i n a ；2 ．F a n k o uL e a d Z i n cM i n e ， S h e n z h e nZ h o n g j i nL i n g n a nN o n f e m e tC oL t d ，S h a o g u a n512 3 2 5 ，G u a n g d o n g ，C h i n a A b s t r a c t R e a s o n sf o rr e n o v a t i o no fs u l f u rb e n e f i c i a t i o nt e c h n i q u ei nF a n k o uL e a d Z i n cM i n ew e r ee x p l a i n e da n dt h e e c o n o m i cv a l u eo fh i g hf e r r o u ss u l f u rc o n c e n t r a t ew a sa n a l y z e d ．A f t e rl a b o r a t o r yb a t c ht e s t sa n dp i l o tt e s t ．an e w t e c h n i c a lf l o w s h e e tw a sd e t e r m i n e d ．X C Fa n dK Y Fm e c h a n i c a la g i t a t i o np n e u m a t i cf l o t a t i o nm a c h i n e sw e r ei n t r o d u e e d a m i dt h et e c h n i c a lr e n o v a t i o na n dt h et e c h n i c o e c o n o m i ci n d e xo fs u l f u r ．f l o t a t i o ns y s t e mw e r ei m p r o v e ds i g n i f i c a n t l y ，a s c o n c e n t r a t e sw i t hh i 【g ha n dl o wc o n t e n to fs u l f u rc a nb eo b t a i n e dc o n c u r r e n t l y ，b r i n g i n gi nm o r ee c o n o m i cp r o f i t ． K e yw o r d s h i g hf e r r o u ss u l f u rc o n c e n t r a t e ；l e a d z i n co r e ；s u l f u rf l o t a t i o n 凡口铅锌矿是我国最大的铅锌生产基地之一，同 时也是我国重要的黄铁矿生产基地，原矿属于典型的 高硫复合铅锌矿类型，主要金属矿物为黄铁矿、闪锌矿 和方铅矿。选矿厂于1 9 6 8 年投产以来，经过4 0 多年 的发展，原矿处理能力已从原来的10 0 0t ／d 发展到现 在的55 0 0t ／d 。选硫生产白1 9 7 0 年投产发展至今，已 历过不少的流程变革。近年来由于硫精矿市场对各种 精矿质量需求不同，市场定价也有很大差异，为了提升 凡口铅锌矿硫精矿的附加价值，改善该矿硫精矿的销 售渠道，提高企业综合经济效益，急需研究一套更能适 合市场的先进选矿工艺流程。自2 0 0 9 年以来，经过该 矿选矿工作者不断探索研究，最终确定的选矿工艺流 程既能获得品位为4 7 ％的高铁硫精矿以便提高其附 加值，同时又能在兼顾总硫回收率的情况下生产品位 为3 8 ％的低硫精矿⋯。 1 矿石性质 凡口铅锌矿矿石属高硫复合铅锌矿石类型，原矿含 硫2 8 ％左右。其硫化矿物主要成分是黄铁矿F e S ，，选 硫作业的给矿为经浓密机浓缩后的铅锌浮选尾矿，由于 铅锌浮选过程中添加了大量的石灰抑制黄铁矿，矿浆 p H 值达1 2 以上，因此，在采用浮选方法选硫时需添加 大量硫酸将矿浆p H 值降至7 左右。试验矿样取自选矿 厂生产现场，为加酸调整后未加捕收剂和起泡剂之前的 矿浆，其化学分析结果见表1 ，粒级分析结果见表2 。 表1选硫给料化学成分分析结果 质量分数 ／％ P bZ n SF e S i 0 2 C a OG a 0 ．9 50 ．8 42 9 ．2 52 8 ．1 51 8 ．2 36 ．3 8O ．0 0 2 4 H 9 1 A sC d G e l S b ” C u A 9 1 5 ．1 00 ．1 5 70 ．0 0 1 25 5 ．5 1 5 3 ．1 2 6 ．7 0 A 1 2 0 3 3 ．6 2 A u o 0 ．2 6 1 单位为g ／t 。 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 9 - 1 6 作者简介江皇义 1 9 8 6 一 ，男，江西九江人，助理工程师，主要从事选矿生产技术管理工作。 万方数据 第1 期江皇义等凡口铅锌矿选硫新工艺研究与实践 表2 选硫给料筛析结果 粒度产率 品位／％金属分布率／％ ／m m ／％P b Z nP e S P bZ n F eS 0 ．0 7 41 8 。5 5 7O ，5 51 ．0 4 1 7 ．7 81 6 ．0 01 6 ．6 43 8 ．8 21 0 ．6 49 ．4 9 - 0 ．0 7 4 O ．∞8 刀．8 3 50 ．4 7 O ．3 83 4 ．晒3 7 ．3 52 1 ．3 22 1 ．2 83 1 ．2 73 3 ．2 2 一o ．0 3 85 3 ．硼0 ．7 l0 ．3 7 3 3 ．6 23 3 ．4 5 6 2 ．0 43 9 ．9 05 8 ．1 05 7 ．3 0 合计 1 0 0 ．0 00 ．6 10 ．5 03 1 ．0 2 3 1 ．3 01 0 0 ．0 0 1 0 0 ．0 0l ∞．0 01 0 0 ．0 0 2 小型试验结果及分析 凡口铅锌矿选矿实验室研究人员于2 0 0 8 年7 ～8 月、2 0 0 9 年6 7 月经过大量基础试验工作，基本摸清 了提高硫精矿品位与硫回收率之间的关系和相应的工 艺参数旧J 。通过实验研究发现，随着硫粗选人选浓度 升高，硫回收率逐步下降，故硫粗选浮选浓度应控制在 不超过4 5 ％左右为宜．33 ；硫粗选捕收剂乙黄药用量 以1 0 0 1 2 0g ／t 为宜。 另外，通过试验发现品位与浮选时间没有明显关 系，而与作业次数有一定关系。粗选的品位在4 3 ％～ 4 4 ％左右，精选一次品位约4 6 ％一4 7 ％，精选二次品位 约4 8 ％。在以上实验的基础上，提出了两套相对合理的 工艺流程H 。J ，分别见图1 和图2 ，试验结果见表3 。 硫精矿 乙黄 图1 选硫工艺流程1 商硫精矿低硫精矿 图2 选硫工艺流程2 表3 闭路试验结果 由表3 可知，流程l 得到的硫精矿含硫4 8 ．4 0 ％， 硫回收率为8 0 。9 1 ％；流程2 得到的高硫精矿含硫 4 7 ．9 7 ％，低硫精矿含硫3 8 ．8 5 ％，硫综合回收率在 9 7 ％以上，可见流程2 的选别指标更好一J 。 试验还表明，铁品位随硫精矿品位提高而提高，但 到硫精矿品位达到4 6 ％以上时，铁品位提高不大。另外 小型试验过程中发现当硫精矿品位提高到4 8 ％左右时， 硫回收率下降幅度相当大，此时硫尾矿品位也达1 2 ％左 右，不利于硫资源回收，因此生产上不宜将硫精矿品位 定位在4 8 ％以上怕‘7J 。综合各种因素，凡口铅锌矿宜生 产部分4 6 ％以上的高硫精矿，以增加其附加值，另生产 部分3 8 ％左右的低硫精矿，以尽量回收硫资源，即采用 图2 所示流程为基础设计新的工艺流程旧j 。 3 改造前后选硫工艺流程对比 3 ．1改造前的选硫工艺流程 2 0 0 9 年选硫改造之前，选硫作业为开路流程，锌 尾矿经加酸活化后采用6 A 浮选机经过两次粗选获得 4 0 ％的硫精矿，两次扫选得到尾矿。具体流程见图3 。 图3 选硫原工艺流程 3 ．2 改造后的选硫工艺流程 根据前期试验及现场情况，工艺人员对图2 所示 万方数据 矿冶工程第3 3 卷 流程进行了一些改动，选硫给矿经加酸活化后，加入起 泡剂、捕收剂，经两次粗选，得到粗泡，粗选尾矿经两次 扫选得到尾矿。新工艺的关键点是如何提高粗精矿 即粗泡 的品位以及保证两种精矿产品 高铁硫精矿 和硫精矿 的品位。新工艺因增加了两次精选作业， 浮选定额增加。另外，粗扫选作业由于新X C F ／K Y F 浮选机与原6 A 浮选机的差异，在定额方面需要放大 1 ．3 倍以上p J 。工艺流程见图4 。 硫纷矿 K Y F 42 台h ～ X C F 4l 台 l NX c K Y 聃F ．- 8 蔼 ． 捌选塾 精I 选I n 葡两1 酣 Ix c F { I 台I I 型选ⅡI K Y F - 81 台l I x c 聃l 台Il _ J 硫精矿 高铁硫精矿 塑I 垄 蟊不确 X C F 4l 台 图4 选硫新工艺流程 塑I 鎏坚 K Y F - 81 白 X c F { 1 台 4 工业试验及生产实践情况 尾矿 凡口铅锌矿2 0 0 9 年9 月在该磨浮厂房Ⅱ系列锌精选 后面作业平台进行了工业试验，实验指标稳定。本次工 业试验还采用了两种新型设备X C F 和K Y F 机械搅拌式 充气浮选机和H T D 8 5 2 2 鼓风机，工业试验运行近1 个 月，各设备运行基本良好，高硫精矿品位为4 8 ．0 1 ％，低硫 精矿品位为3 7 。7 6 ％，高硫精矿作业回收率为3 0 ．7 5 ％， 低硫精矿作业回收率为6 3 ．4 6 ％，总硫作业回收率为 9 4 ．2 1 ％，基本达到工业试验的预期目的，l0 | 。 工业试验获得成功后，于2 0 1 0 年正式在选硫厂房 进行工业改造，2 0 1 0 年3 月投人生产。工程技术人员 及操作人员通过在现场对生产工艺流程及新型浮选机 的应用探索，特别是对新型浮选机的不断熟悉掌握，不 但保证了高铁硫精矿品位在4 7 ％以上，同时高硫精矿 的实际回收率也不断攀升，已由原试验计划的2 0 ％提 高到了3 0 ％，且总硫回收率没有下降，选硫系统改造 后与同期指标对比见表4 1 。 高铁硫精矿工艺流程关键在生产高硫精矿 14 7 ％ 与市场标硫精矿 1 3 8 ％ 之间存在巨大差价，据市场 统计，每吨高硫精矿价格要比标硫精矿多近2 0 0 元。 凡口铅锌矿紧跟市场需求，及时调整工艺流程，生产价 值更高的高硫精矿。 表4 选硫改造后与同时期指标对比 阶段丽嗝蒜篇而 2 0 1 0 生产指标2 9 ．8 2 4 7 ．6 33 8 ．7 75 ．8 4 2 0 0 9 年工业试验3 0 ．2 74 8 。0 13 7 ．7 6 5 ．8 6 2 0 0 9 生产指标2 8 ．7 4 0 ．8 84 ．7 5 2 0 0 8 生产指标2 7 ．4 64 0 ．34 ．7 3 回收率塞堕旦些墼墨 ／％ 高铁硫总硫精 9 3 ．2 83 0 ．1 5 “．5 5 9 4 ．2 l 2 1 ．0 46 4 ．0 6 舛．2 6 6 4 ．5 9 9 3 ．6 l 一 6 3 ．0 5 工艺流程的创新，不但增加了产品质量，而且药剂 消耗也有所下降，特别是2 ’油用量的减少，从源头上 大大降低了该矿生产废水中C O D 的含量，减轻了安全 环保的压力，为该矿长期安全生产提供了有效的保障， 同时也降低了生产成本‘1 0 1 。 5 技术经济指标分析 通过高铁硫精矿工艺流程改造和引进X C F 、K Y F 机械搅拌式充气型浮选机，不但生产了适合市场要求 的高铁硫精矿，还为企业带来了巨大的经济效益。 选硫药剂制度为调整剂和活化剂硫酸、起泡剂 2 4 油、捕收剂乙黄药和丁黄药，以乙黄药为主，丁黄药 为辅。药剂单耗见表5 。 表5 选硫药剂能耗与同时期对比 年铪 处理量塑f 丝 12 药齐墟咕电耗， ‘“ ／t 2 0 油丁黄药乙黄药硫酸／ 元t - 1 ／ k W h t ．1 由表5 可见，白使用新工艺流程并更新使用X C F 和K Y F 型浮选机以来，2 0 1 0 年药耗有所降低，2 。油、 乙黄药、硫酸与2 0 0 9 年相比分别下降了8g ／t 、2 9g ／t 、 5 7 4g ／t ，丁黄药略有上升，增加了5g ／t ，相对于原矿， 选硫药剂总成本下降了0 ．4 1Y r _ ／t ；电耗比2 0 0 9 年增 加了0 ．2 4 2k W h ／t O ．1 4 5 形吨 ，合计年节约成本 4 2 万元㈨。 市场对高铁硫精矿和低硫精矿的价格差异较大， 2 0 1 0 年由于高铁硫精矿的价差新增的效益为40 0 0 多 万元，加上生产成本节约，年效益达5 0 0 0 万元。 6 结论 1 高铁硫精矿工艺流程为凡口铅锌矿取得了良 好的经济技术指标，工业试验及近两年的生产表明，该 流程结构合理、简单，特别是分为两个同步系列，生产 灵活。加之运用新型浮选机，浮选效率高，生产运转较 平稳。 2 应用改造后的流程，既实现了高附加值产品的 万方数据 第1 期江皇义等凡口铅锌矿选硫新工艺研究与实践 3 3 生产，又提高了资源利用率，是选别硫铁矿的合理技术 方案。 参考文献 [ 1 ]凡口生产技术部选矿研究室．提高硫精矿品位工艺试验研究汇 报[ R ] ．2 0 0 9 ． [ 2 ] 林清桂．提高硫糟矿品位的工艺改造[ J ] ．金属矿山，2 0 0 3 9 5 8 5 9 ． [ 3 ] 叶雪均，熊立，崔振红，等．从尾矿中回收金红石的试验研究 [ J ] ．有色金属科学与工程，2 0 1 1 1 5 5 5 8 ． [ 4 ] 欧乐明，黄恩捷，冯其明，等．高品质硫糟矿生产工艺技术研究 [ J ] ．化工矿物与加工，2 0 0 9 1 1 l 一4 ． [ 5 ] 黄应，杨钊雄．X C F I I ／K Y F I I 型浮选机机组在凡口铅锌矿的应 用[ J ] ．金属矿山，2 0 1 1 8 1 6 6 1 6 8 ． [ 6 ] 李冬，廖秋光。于传兵．清洁生产选硫工艺在冬瓜山选矿厂的 实践[ J ] ．有色金属，2 0 0 8 2 2 0 - 2 2 ． [ 7 ] 周彩玲．提高硫精矿质量和产量的工艺改造与生产实践【J ] ．中 国钼业，2 0 0 3 ，1 0 5 1 4 一1 8 ． [ 8 ] 叶雪均。刘子帅，王李鹏，等，某硫金矿硫砷分离试验研究[ J ] ． 有色金属科学与工程，2 0 1 0 ，1 2 2 4 3 - 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9 8 ． [ 1 1 ] Z h e n g CS ，L i u LJ ，u uJ T ．S t u d y o f c h l o r i t e f l o t a t i o na n d i t s i n f l u e n e i n gf a e t o r s [ J ] ．P r o e e d i aE a r t ha n dP l a n e t a r yS c i e n c e ，2 0 0 9 1 8 3 0 8 3 7 ． [ 1 2 ] R a oD S ，V i j a y a K u m a rTV ，R a oSS ．E f f e c t i v e n e s so f8 0 d i u l l ls i l i - e a t ea sg a n g u ed e p r e s s a n t si ni r o nO l e8 l i m e st l o t a t i o n [ J ] ．I n t e r n a - t i o n a lJ o u r n a lo f M i n e r a l s ，l V l e t a l l u r 酊a n d M a t e r i a l s ，2 0 1 1 1 0 5 1 5 5 2 2 ． [ 1 3 ] F o r n a s i e r oD ，R a l s t o nJ ．c u I T a n dN i I I a c t i v a t i o ni nt h ef l o - t a t i o no fq u a r t z ，l i z a r d i t ea n dc h l o r i t e [ J ] ．I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo f M i n e r a lP r o c e s s i n g ，2 0 0 5 1 2 7 5 8 1 ． [ 1 4 ]葛英勇，余俊，陈英祥，等．新药剂P I G 反浮选铁矿中含硅、硫 杂质的研究[ J ] ．矿产保护与利用，2 0 1 0 1 3 3 3 6 ． [ 1 5 ] 王春梅，葛英勇，王凯金，等．G E - 6 0 9 捕收剂对齐大山赤铁矿反 浮选的初探[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，1 0 0 6 4 4 1 4 3 ． [ 1 6 ] 卢寿慈．矿物浮选原理[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 8 ． [ 1 7 ] 王淀佐，胡岳华．浮选溶液化学[ M ] ．长沙湖南科学技术出版 社．1 9 8 8 ． 万方数据