蒙自多金属硫化矿砷硫分离技术研究.pdf

第3 1 卷第2 期 2 0 1 1 年0 4 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 l №2 A p r i l2 0 1 1 蒙自多金属硫化矿砷硫分离技术研究① 曾科，覃文庆，何名飞，赖绍师 中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙4 1 0 0 8 3 摘要针对蒙自多金属硫化矿特点，采用“砷硫混浮．砷硫分离”的t 艺流程，选择高效低毒药剂丙基黄原酸钠作砷抑制剂进行了 砷硫分离，最终获得硫品位4 3 ．0 5 ％、含砷0 ．5 1 ％的硫精矿，硫回收率7 9 ．5 3 ％。 关键词浮选；砷硫分离；硫化矿；丙基黄原酸钠 中图分类号T D 9 2 3文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 1 0 2 0 0 6 5 0 3 A r s e n i c ．s u l f u rS e p a r a t i o nT e c h n i q u eo f aP o l y m e t a l l i cS u l f i d eO r ef r o mM e n g z i Z E N GK e ，Q I N GW e n q i n g ，H EM i n g - f e i ，L A IS h a o s h i 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 ，H u n a n ，C h i n a A b s t r a c t B a s e do nt h ec h a r a c t e r i s t i c so fap o l y m e t a l l i cs u l f i d eo r ef r o mM e n g z i ，af l o w s h e e tw i t ha na r s e n i c s u l f u rb u l k f l o a t a t i o na n da l la r s e n i c - s u l f u rs e p a r a t i o nw a sc h o s e n ，w h e r ea l le f f e c t i v ea n dl e s st o x i cr e a g e n t ，s o d i u mp r o p y l x a n t h a t e ，w a su s e da st h ea r s e n i cd e p r e s s a n t ，a n de v e n t u a l l y ，as u l f u rc o n c e n t r a t ew i t has u l f u rg r a d eo f4 3 ．0 5 ％，a n a r s e n i cc o n t e n to f0 ．5 1 ％a n das u l f u rr e c o v e r yo f7 9 ．5 3 ％c a nb er e c l a i m e d ． K e yw o r d s f l o a t a t i o n ；a r s e n i c s u l f u rs e p a r a t i o n ；s u l f i d eo r e ；s o d i u mp r o p y lx a n t h a t e 蒙自某矿区富含锡多金属硫化矿，可供回收的金 属有铜、铅、锌、硫、锡等，选厂采用先浮选硫化矿再摇 床重选锡石的工艺流程，由于硫、砷的可浮性相似，产 出的硫精矿含砷高，严莺影响制酸作业正常进行，并且 容易造成环境污染，所以硫精矿只能抛尾。砷、硫分离 是硫化矿浮选中比较具有代表性的难题，选矿科技工 作者在新药剂⋯、新工艺【2 。的研究开发上取得了一系 列成果，推动了选矿技术的发展。在资源日趋紧张的 情况下，开展砷硫分离技术研究L 3 山J ，既能提高资源有 效利用率，又能降低尾矿对环境的影响。 1 矿石性质和试验方法 1 ．1 矿石性质 样品取自选锌尾矿，经镜下鉴定和x 射线衍射分 析，发现其组成矿物种类较为复杂，金属矿物主要为黄 铁矿，次为毒砂、闪锌矿、硫锑铅矿和锡石，偶见方铅矿 零星分布；脉石矿物以石英为主，其次是白云石、方解 石、长石、绢云母、绿泥石和菱铁矿。表l 为样品的多 元素分析结果。 黄铁矿多为自形、半自形粒状或不规则状，粒度大 多在0 ．1 5m m 以下，大部分呈单体产出，但亦见部分 表1样品多元素分析 质量分数 ／％ P b Z nS nA 8 F e SS b M s OA 1 2 0 3 C a OS i 0 2 O ．5 10 ．4 30 ．3 11 ．3 l1 1 ．7 51 3 ．40 ．0 84 ．1 3 8 ．0 21 3 ．9 14 0 ．7 l 黄铁矿、毒砂、闪锌矿、硫锑铅矿等连生。毒砂含量低 于黄铁矿，镜下反射色较黄铁矿白。毒砂常呈自形、半 自形粒状，部分为不规则状，呈单体产出者所占比例明 显低于黄铁矿，与黄铁矿以及闪锌矿、硫锑铅矿的关系 均较为密切，同时少数可呈微粒星散浸染状嵌布在脉 石中，粒度一般O ．0 1 ～0 ．0 5m m 。 样品中主要金属硫化物的解离度如表2 所示。由 表2 可知，样品中黄铁矿解离度程度较高，但呈单体产 出的毒砂所占比例较低，加之部分毒砂与黄铁矿等其他 金属硫化物连生，浮选过程中极易随同嵌连矿物进入硫 精矿，从而造成砷的含量偏高。在条件允许的情况下， 建议对样品进行适当细磨，以提高毒砂的解离度。 表2 样品中主要金属硫化物的解离度 ①收稿日期2 0 1 0 - 1 0 1 9 作者简介曾科 1 9 8 4 一 ，男，广西象州人，硕士，主要研究方向为硫化矿浮选。 万方数据 矿冶工程 第3 1 卷 1 ．2 试验方法 先进行了单矿物探索试验，进而进行了实际矿物 的浮选分离。单矿物选自硫化矿原矿，采用4 0m L 挂 槽式浮选机进行浮选，浮选前用超声波浸洗3r a i n 。实 际矿石浮选在X F D 挂槽式浮选机中进行，容积有lL 、 1 ．5L 和3L3 种规格。 2 试验研究与结果 2 ．1 单矿物试验 2 ．1 ．1 矿浆p H 值对矿物可浮性的影响 固定丁黄 药浓度为1X1 0 ～m o l ／L ，采用硫酸和氢氧化钠来调整 矿浆p H 值，考察p H 值对黄铁矿和毒砂可浮性的影 响，试验结果见图l 。 p H 值 图Ip H 值对可浮性的影响 由图l 可知，在酸性条件下，黄铁矿和毒砂都保持 较高的可浮性，随着矿浆p H 值升高，其回收率急剧下 降，直至不可浮。在整个p H 值范围内，两种矿物的可 浮性相似，难以分开。 2 ．1 ．2 丙基黄原酸钠对矿物可浮性的影响使用高 纯度有机抑制剂丙基黄原酸钠作抑砷药剂，考察了其 对黄铁矿和毒砂的抑制作用，矿浆p H 值为6 ．7 ，丁黄 药浓度为lX1 0 ～m o l ／L ，丙基黄原酸钠用量对矿物可 浮性的影响见图2 。 1 0 0 9 0 8 0 7 0 芝6 0 鼍5 0 蔷锄 3 0 2 0 1 0 0 丙基黄原酸钠用量／ r a g L t 图2 丙基黄原酸钠用量对可浮性的影响 由图2 可知，随着丙基黄原酸钠用量增加，毒砂受 到很大抑制，其回收率下降很快；黄铁矿也受到一些影 响，但还能保持较高的可浮性。可见，丙基黄原酸钠可 作为黄铁矿和毒砂的有效抑制剂进行砷硫分离。 2 ．2 实际矿物试验 2 ．2 ．1 砷硫分离药剂对比试验黄铁矿比毒砂的可 浮性要好，一般采取浮硫抑砷的工艺流程，砷硫分离关 键是抑制剂的选择。 考察了高锰酸钾、次氯酸钙、C T P 和丙基黄原酸钠 4 种药剂 用量均为8 0 0g ／t 对抑制毒砂效果的影响， 试验流程见图3 ，结果见表3 。 砷硫混合精矿 图3 抑砷药剂对比试验流程 表3 抑砷药剂对比试验结果 试验结果显示，氧化剂高锰酸钾虽然能强烈氧化 毒砂，使其表面亲水不能上浮，但同时黄铁矿表面也被 氧化，硫回收率不高，其选择性差。使用丙基黄原酸 钠，能在抑制大部分毒砂上浮的同时保证黄铁矿有较 好的回收率。这与单矿物试验相符，故选择丙基黄原 酸钠作为抑砷药剂。 2 ．2 ．2 闭路试验在条件试验的基础上进行了闭路 小型试验，闭路试验流程见图4 ，结果见表4 。 万方数据 第2 期曾科等蒙自多金属硫化矿砷硫分离技术研究 6 7 硫精矿 图4 闭路试验流程 表4 闭路试验结果 闭路试验获得如下指标硫精矿中硫品位 4 3 ．0 5 ％、含砷0 ．5 1 ％，硫回收率为7 9 ．5 3 ％；砷精矿含 硫9 ．0 3 ％、含砷9 ．2 1 ％，质量不合格，如要考虑回收利 用，需进一步处理。 3 结语 1 蒙自某矿区富锡多金属硫化矿选矿尾矿中硫 矿物主要成分为黄铁矿和毒砂，毒砂的单体解离度较 低，部分与黄铁矿及其他矿物连生，导致产出硫精矿含 砷高，建议适当细磨，提高毒砂解离度。 2 依据矿样工艺矿物学研究结果，采用“砷硫混 浮- 砷硫分离”的工艺流程，选择高效低毒药剂丙基黄 原酸钠作砷抑制剂，能较好的实现砷硫分离，可获得硫 品位4 3 ．0 5 ％、含砷0 ．5 1 ％、回收率为7 9 ．5 3 ％的硫 精矿。 参考文献 [ 1 ] 熊道陵，贺治国，湛雪辉．无机抑制剂在硫化矿浮选中抑制毒砂 的研究进展[ J ] ．化工矿物与加工。2 0 0 4 8 3 6 3 7 ． 【2 ]冯其明，陈荩．硫化矿浮选电化学【M ] ．长沙中南工业大学出 版社，1 9 9 2 ． [ 3 ]高利坤．张宗华，李春梅．大厂硫砷锡混合矿工艺矿物特性及硫 砷分离试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 3 1 6 9 ． [ 4 ]叶国华，童雄．张杰．含砷矿石的除砷研究进展[ J ] ．国外金 属矿选矿，2 0 0 6 3 2 0 2 4 ． [ 5 ]刘四清，张文彬．高砷硫精矿除砷的研究[ J ] ．矿产保护与利用， 2 0 0 5 。1 2 6 2 8 3 1 ． [ 6 ]李正辉．锡石多金属硫化矿降砷的探讨[ J ] ．有色金属 选矿部 分 ，2 0 0 7 2 2 0 2 2 ． 上接第6 4 页 3 3 - 4 2 倍不等，表明对一0 ．3 0r a i n 细粒级弱磁性铁物 料采用闪速磁化焙烧新技术提高铁矿资源的综合利用 率是可行的。 4 多种测试分析表明试样焙烧后均转变为强磁 性矿物F e ，0 。，未见菱铁矿和具有强磁性的 r - F e O ，， 可见少量未转化完全的赤铁矿 即镜铁矿 。其F e C O ， 的磁化转变过程是按照化学反应快速进行的；而 F e O ，的磁化过程受扩散等多种作用控制，影响因素 较为复杂。 参考文献 [ 1 ] 罗立群，张泾生．我国炼铁原料市场的分析研究[ J ] ．武汉理工 大学学报，2 0 0 5 ，2 7 9 6 7 6 9 ． E 2 ] L U OL i - q u n 。Z H A N GJ i n g s h e n g ．F i l m ．m a g n e t i cs e p a r a t i o nt o c h n i q u et os t r e n g t h e nt h es e p a r a t i o no fc o m p l i c a t e dw e a k - m a g n e t i cm l n e r a l s [ C ] ／／I n t e r n a t i o n a lC o n f e r e n c eo fI r o nO r e2 0 0 5 ．F r e m a n f l e ， A u s t r a l i a 2 0 0 5 ． [ 3 】罗立群，王韬。刘林法．铁矿石提铁降杂技术发展动态[ J ] ． 现代矿业．2 0 0 9 1 0 l 一6 ． [ 4 】余永富．我国铁矿山选矿技术进步及急待解决的问题[ J ] ．矿冶 工程。2 0 0 6 ，2 6 8 1 7 ． [ 5 ] 罗立群．菱铁矿的选矿开发研究与发展前景[ J ] ．金属矿山， 2 0 0 6 1 6 8 7 2 ． [ 6 ] 余永富，刘根凡，梅丰，等．难选氧化铁矿石闪速磁化焙烧反应速 度的测试装甓中国，Z L C N2 0 0 51 0 0 1 9 9 3 2 ．1 [ P ] ．2 0 0 6 0 5 2 4 ． [ 7 ]张泾生。罗立群．细粒物料磁分离技术的现状[ J ] ．矿冶工程， 2 0 0 5 ．2 5 3 2 5 2 9 ． [ 8 ] Y o u s s e fMA ，M o r s iMB ．R e d u c t i o nm a s ta n dm a g n e t i cs e p a r a t i o no f o x i d i z e di r o no r e 8f o rp r o d u c t i o n 甜b l a s tf u r n a c ef e e d [ J ] ．C a n a d a M e t a l l u r g i c a lQ u a r t e r l y ，1 9 9 8 ，3 7 5 4 1 9 4 2 8 ． [ 9 ] C i e e kB ，B i l g e s uAY ，S e n e l tMA ，武8 1 ．O e s u l p h u r i z a t i o no fc o a l s b yf l a s hp y r o l y s i sf o l l o w e db ym a g n e t i cs e p a r a t i o n [ J ] ．F u e lP r o e e a s - i n gT e c h n o l o g y ．1 9 9 6 ，4 6 2 i 1 3 3 1 4 2 ． [ 1 0 ] 唐晓玲．酒钢选矿厂强磁工艺流程优化研究[ D ] ．西安西安 建筑科技大学．2 0 0 2 ． [ 1 1 ] 罗立群，管俊芳，曹佳宏．酒钢目前人选粉矿的矿石性质研究 [ J ] ．金属矿山，2 0 0 7 4 2 6 2 9 ． [ 1 2 ]罗立群．难选复杂铁物料流膜磁分离与闪速磁化焙烧新技术研 究[ D ] ．武汉武汉理工大学资源与环境工程学院．2 0 0 6 ． 万方数据