某铁尾矿中硫化矿物的综合回收试验研究.pdf

第3 3 卷第6 期 2 0 1 3 年1 2 月 矿冶工程 M I N I N GA N D ⅣⅡ疆 A L L U R G I C A LE N G l N E E R 矾G V 0 1 ．3 3 №6 D e e e m b e r2 0 1 3 某铁尾矿中硫化矿物的综合回收试验研究① 刘 杰 中铁资源集团伊春鹿鸣矿业有限公司，黑龙江铁力1 5 2 5 0 0 摘要为了有效利用某铁尾矿中的铜、钴元素，采用铜．硫 钴 依次优先浮选工艺进行了综合回收试验研究。最终获得了铜品位 为2 7 ．4 2 ％、回收率9 0 ．9 3 ％的铜精矿和钴品位为0 ．2 9 ％、回收率为9 4 ．8 8 ％的含钴硫铁矿。 关键词硫化矿；铁尾矿；浮选；铜；钴 中图分类号T D 9 5 2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 6 ．0 1 4 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 3 0 6 - 0 0 5 0 - 0 4 C o m p r e h e n s i v eR e c o v e r yo fS u l f i d eM i n e r a l sf r o m T a i l i n g so fI r o nC o n c e n t r a t i o n L I UJ i e Y i c h u nL u m i n gM i n i n gC oL t d ，C h i n aR a i l w a yR e s o u r c e sG r o u p ，T i e l i1 5 2 5 0 0 ，H e i l o n g f i a n g ，C h i n a A b s t r a c t I no r d e rt oc o m p r e h e n s i v e l yr e c o v e rc o p p e ra n dc o b a l tr e s o u r c e sf r o mt a i l i n g so fi r o nc o n c e n t r a t i o n ，a n e x p e r i m e n t a ls t u d yo np r e f e r e n t i a lf l o t a t i o np r o c e s s e st or e c o v e rs e q u e n t i a l l yc o p p e ra n ds u l f u r C o m i n e r a l sw a sc a r r i e d o u t ，r e s u l t i n gi nac o p p e rc o n c e n t r a t ea p p r o a c h i n g2 7 ．4 2 ％C ug r a d ea t9 0 ．9 3 ％r e c o v e r y ，a n dac o b a l t b e a t i n gp y r i t i c c o n c e n t r a t ew i t h0 ．2 9 ％C og r a d ea t9 4 ．8 8 ％r e c o v e r y ． K e yw o r d s s u l f i d eo r e ；t a i l i n g so fi r o nc o n c e n t r a t i o n ；f l o t a t i o n ；C u ；C o 随着世界经济的飞速发展，对矿产资源的需求日 益增大。面对自然界有限的资源和人类对资源无限需 求的矛盾，在矿产资源日益贫乏的今天，尾矿的再利用 越来越受到世界各国的重视。6 J 。开发利用尾矿资源 不仅可以增加社会财富，还可以减少对资源的浪费和 对环境的污染。某大型铁矿经磁选后每年产生尾矿约 3 0 0 万吨。尾矿中含有大量的铜、钴及铁矿物没有得 到有效回收，不仅造成了资源的严重浪费，也使尾矿库 的投资加大。本文对磁选尾矿中的铜、钴、铁进行了综 合回收研究，获得了理想的分选指标。 1 矿石性质 磁选尾矿矿样多元素分析结果见表l 。 表l 选铁尾矿混合样主要成分分析结果 质量分数 ／％ 1 单位为g ／t 。 结果表明该尾矿的主要组成元素为s i 、F e 、M g 、 A l 、K 、s 、c a 、N a 、T i 、c u 以及低于能谱检出限的微量的 P 、Z n 、P b 、C o 等元素。其中c u 品位为0 ．3 6 ％，C o 品位 为0 ．0 6 8 ％，S 品位为1 0 ．8 9 ％；造岩元素主要为S i 、A l 、 C a 、M g 。 经显微镜鉴定、x 射线能谱和x 射线衍射等手段 分析表明，尾矿中主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、铜 蓝、斑铜矿、闪锌矿、磁铁矿、磁黄铁矿和为数很少的方 铅矿；脉石矿物主要由角闪石、云母、绿泥石和长石组 成。磁选尾矿中的C u 主要赋存于黄铜矿、铜蓝和斑 铜矿中；磁选尾矿中的c o 主要赋存于黄铁矿中，褐铁 矿中有少量的分布。对该矿样中铜和钴元素进行了化 学物相分析，结果见表2 。由表2 可知，以黄铜矿为主 的原生硫化铜中铜的占有率为9 0 ．1 4 ％，而以斑铜矿、 铜蓝为主的次生硫化铜中铜的占有率为3 ．3 8 ％，该尾 矿中铜的氧化率较低；钴主要赋存在黄铁矿中，占有率 为9 7 ．0 6 ％，其他矿物中的钴含量极少。矿物学研究 结果表明，该尾矿中黄铁矿并非普遍含钴，仅少量黄铁 矿不同程度地含钴，选别时钴将随黄铁矿的富集而 富集。 ①收稿日期2 0 1 3 - 0 6 2 8 作者简介刘杰 1 9 8 3 - ，男，山西汾阳人，工程师，硕士，主要研究方向是矿物加工工艺。 万方数据 第6 期刘杰某铁尾矿中硫化矿物的综合回收试验研究 表2 选铁尾矿化学物相分析结果 1 其它矿物中钴主要指硅酸盐、碳酸盐及铁的氧化物中所含钴。 2 磁选铁尾选铜、硫 钴 试验研究 2 ．1 选铜p H 值试验 首先进行了选铜矿浆p H 值试验，选用C a O 作为 选铜矿浆调整剂，试验流程见图1 ，试验结果见表3 。 图1 选铜p H 值试验流程 表3 选铜p H 值试验结果 试验结果表明，添加C a O 可抑制黄铁矿的上浮， 铜粗精矿中C u 品位随着C a O 用量增加而增加，而C o 品位则降低，但是C u 回收率在C a O 用量达到20 0 0g ／t 以后出现降低趋势，综合考虑选取C a O 用量20 0 0g ／t ， 此时矿浆p H 值为1 2 左右。 2 ．2 选铜N a S O ，用量试验 采用N a S 0 ，作为黄铁矿的抑制剂⋯，保持C a O 用量20 0 0g ／t ，试验流程见图1 ，试验结果见表4 。试 验结果表明，适当添加N a S O ，有利于降低铜精矿中黄 铁矿的含量，降低C o 在铜精矿中的损失，但不宜添加 过多N a 2 S 0 3 。N a 2 S O ，用量以15 0 0g ／t 为宜。 表4N a S 0 3 用量试验结果 2 ．3 选铜磨矿粒度试验 N a 2 S 0 3 用量15 0 0g ／t ，C a O 用量20 0 0g ／t ，按图1 所示流程，进行了磨矿粒度试验，结果见表5 。 表5 铜浮选磨矿粒度试验结果 由试验结果可见，当磨矿粒度为- 0 ．0 7 4m m 粒级 占6 5 ％时，各项指标较好，因此，铜粗选磨矿粒度以 - 0 ．0 7 4m l n 粒级占6 5 ％为宜。 2 ．4 选铜捕收剂种类和用量试验 分别采用了Z 2 0 0 、乙黄药和Z 一1 0 5 作为铜矿物的 捕收剂“ qo ，保持N a 2 s 0 3 用量15 0 0g ／t ，C a O 用量 20 0 0g ／t ，磨矿粒度为- 0 ．0 7 4m m 粒级占6 5 ％，试验流 程见图2 ，试验结果见表6 。 铜粗精矿尾矿 图2 铜浮选捕收剂种类和用量试验流程 表6 铜浮选接收剂种类和用量试验结果 万方数据 矿冶工程 第3 3 卷 试验结果表明，Z 2 0 0 和z 一1 0 5 都具有捕收铜、而 对硫捕收性较弱的特性，考虑到Z 2 0 0 应用更广泛，选 择Z 2 0 0 作为优先浮选铜的捕收剂。Z 2 0 0 适宜的用量 为3 0g ／t 。 2 ．5 选硫 钴 p H 值试验 在铜粗选中，为抑制黄铁矿，通常在碱性矿浆中进 行铜浮选，而黄铁矿一般适宜在酸性、弱酸性或弱碱性 矿浆中浮选回收o 。经试验证实，该黄铁矿因已被抑 制过，在弱碱性矿浆中浮游性较差，在弱酸性矿浆中浮 游性较强。采用选铜尾矿进行硫浮选，试验流程见图 3 ，试验结果见表7 。试验中磨矿粒度- 0 ．0 7 4 m m 粒级 占6 5 ％。 3 m i n I I l s q 3 m i n c u s o , 2 P A X 2 m i n ⅣⅡB C 浮选 位g ／t 硫精矿尾矿 图3 选硫p H 值试验流程 表7 选硫p H 值试验结果 试验结果表明，随着硫酸用量增加，硫精矿中C o 品位以及回收率都呈现逐渐增加的趋势，当硫酸用量 达到20 0 0g ／t 以后趋向平稳，为了稳妥选择H S O 。用 量为25 0 0g ／t ，测得矿浆p H 值约5 6 左右。 2 ．6 选硫 钴 C u S O 。用量试验 由于在选铜过程中黄铁矿经过了抑制作用，需要 进行活化处理才能使其顺利浮出。采用C u S O 。活化 黄铁矿，H S O 。用量25 0 0g ／t ，按图3 所示流程，进行 了C u S O 。用量试验，结果见表8 。 表8 优先流程选硫 钴 C u S O 。用量试验结果 试验结果表明，随着C u S O 。用量增加，C o 品位和 回收率呈现出先增加后降低的趋势，C u S O 。用量1 5 0 g ／t 为转折。故C u S O 。用量以1 5 0g ／t 为宜。 2 ．7 选硫 钴 捕收剂种类和用量试验 分别采用P A X 和丁黄药作为优先浮选中硫 钴 的捕收剂1 ，C u S 0 4 用量1 5 0g ／t ，H 2 S 0 4 用量2 5 0 0g ／t 试验流程见图3 ，试验结果见表9 。 表9 选硫 钴 捕收剂种类和用■试验结果 试验结果显示P A X 与丁黄药对黄铁矿的捕收能 力相差不大，试验中采用P A X 作为黄铁矿的捕收剂。 2 ．8 闭路试验 在条件试验的基础上，进行了铜一硫 钴 依次优先 浮选闭路试验，闭路试验工艺流程见图4 ，闭路试验结 果见表1 0 ，精矿产品主要成分分析结果见表1 1 。 垄i 罂芏药剂单位鲈 磨矿 - 0 ．0 7 4m m 占6 5 ％ 3m i ．, t C a O 2 0 0 0 3m i I I } N 丸s q 1 5 0 0 2 m i n } Z 2 ∞ 2 S 3 晌} №跽5 0 0 2n , i ． Z 2 ∞l o 铜扫I 选l 3 n l i l I } N ％媳3 0 0 2 m i | q Z 2 0 0 1 0 铜扫l 敞 F 肃 学i 塞蕊 铜精矿硫 钴 l 粗选1 3 哪3 晌} 己u 观5 0 ⋯、b曲} 篇婪翼 硫 钴熵矿1 硫 钻 l 茬嚣。 叫4 晌曲} 溢翟 硫 钴 I 精选1 硫 钻 I 扫选l 黼蘑啊、 嗣缸钻 I 精洗2I小 ● 尾矿 硫 钴 精矿2 图4C u S C o 优先浮选闭路试验工艺流程 万方数据 第6 期刘杰某铁尾矿中硫化矿物的综合回收试验研究 5 3 表1 0 铜一硫{ 钴 优先浮选闭路试验结果 表1 1 优先浮选闭路试验产品主要成分分析结果 质量分数 ／％ 产品名称 C uSC oP bZ nF e 铜精矿 2 7 ．4 23 4 ．1 5O ．0 2 90 ．2 43 ．5 62 8 ．3 2 硫精矿1 O ．0 4 34 8 ．0 70 ．3 00 ．1 0O ．0 1 44 2 ．3 9 煎擅互Q 呈 丝 Q i 壁丝兰 鱼墅 1 单位为e ／t 。 闭路试验获得了铜精矿c u 品位2 7 ．4 2 ％，C u 回收 率9 0 ．9 3 ％，S 回收率3 ．7 9 ％；硫 钴 精矿 硫精矿1 硫精矿2 中s 品位4 7 ．0 3 ％，C o 品位0 ．2 9 ％，S 回收率 9 4 ．3 7 ％，C o 回收率9 4 ．8 8 ％。 3 结语 1 某选铁尾矿中c u 品位为0 ．3 6 ％，C o 品位为 0 ．0 6 8 ％，S 品位为1 0 ．8 9 ％。尾矿中的铜主要以原生硫 化物形式产出，其占有率为9 0 ．1 4 ％，其次以铜蓝、斑铜 矿等次生硫化铜形式产出，其占有率为3 ．3 8 ％；钴主要 赋存于黄铁矿中，其占有率为9 7 ．0 6 ％，C o 仅少量赋存 于其他矿物中。 2 根据矿石性质分别进行了铜一硫 钴 依次优先 浮选试验，依次选出铜精矿和硫 钴 精矿，并取得了 较佳的试验指标；操作平稳，生产中易于控制。该流程 利用矿石中部分黄铁矿质量较好、单体解离度较高的 特点，经硫粗选直接选出硫精矿1 ，节省了大量的硫精 选浮选设备。将剩余的黄铁矿经粗选一精选产出硫精 矿2 。闭路试验获得了铜精矿C u 品位2 7 ．4 2 ％，C u 回 收率9 0 ．9 3 ％，S 回收率3 ．7 9 ％；硫 钴 精矿 硫精矿1 硫精矿2 中S 品位4 7 ．0 3 ％，C o 品位0 ．2 9 ％，S 回收 率9 4 ．3 7 ％，C o 回收率9 4 ．8 8 ％。 3 该矿石中欲回收的矿物密度较大，设计时注意 粗选要保持一定的矿浆入选浓度，保证在3 0 ％左右 质量浓度 ，或更高一些。 4 年回收品位为2 7 ．4 2 ％铜精矿约3 ．4 8 万吨，按 铜价6 万衫吨算，年回收铜价值约6 亿元；年回收含 钴硫精矿6 3 ．8 万吨，回收钴金属约2 0 0 0t ，约计价值4 亿元，硫精矿约计价值10 0 0 万元；总计从尾矿中回收 价值约1 0 亿元，相当于再造一个矿山。 参考文献 [ 1 ] 刘振辉，张崇辉，h 显忠，等．新疆某选铁尾矿选钛试验研究[ J ] ． 矿冶工程，2 0 1 2 4 3 7 4 0 ． [ 2 ]杨晓峰。从赤铁矿尾矿中回收铁精矿的途径研究[ J ] ．矿冶工程， 2 0 1 2 5 5 4 5 6 ． [ 3 ]张胜广，曹志群，石云良．磁化焙烧一磁选- 反浮选工艺回收选金尾 矿中铁的试验研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 2 3 4 4 4 7 ． [ 4 ]简胜，杨玉珠，张旭东，等．缅甸包德温铅锌矿旧尾矿开发利用 [ J ] ．矿冶工程，2 0 1 2 2 5 2 5 4 ． [ 5 ] 刘占华，孙体昌，孙吴，等．从内蒙古某高硫铁尾矿中回收铁的 研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 2 1 4 6 - 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