某难选锌铁硫矿选矿试验研究.pdf

第3 l 卷第1 期 2 0 1 1 年0 2 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 lN 0 1 F e b r u a r y2 0 1l 某难选锌铁硫矿选矿试验研究① 倪章元1 ”，肖 丽2 1 ．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 ；2 ．湖南有色集团黄沙坪矿业分公司，湖南挂阳4 2 4 4 2 1 摘要对某难选锌铁硫矿石的性质进行了研究，通过反复条件实验，采用“先浮后磁，先硫后锌”工艺流程，选择了合理的药剂，取 得较好的选矿指标。闭路试验可获得z n 品位4 3 ．7 3 ％、回收率8 6 ．7 3 ％、含S3 2 ．0 3 ％的锌精矿，F e 品位6 5 ．8 9 ％、回收率4 4 ．8 4 ％的 铁精矿和S 品位4 5 ．5 9 ％、回收率3 7 ．7 9 ％的硫精矿。各有价矿物得到有效回收。 关键词选矿；铁闪锌矿；磁黄铁矿；工艺；抑制剂 中图分类号T D 9 2文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 1 0 1 0 0 3 3 0 3 M i n e r a lP r o c e s s i n go faR e f r a c t o r yM u l t i m e t a l O r eC o n t a i n i n gZ i n c ，I r o na n dS u l f u r N IZ h a n g ．y u a n l ”，X I A OL i 2 1 ．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 10 0 8 3 ，H u n a n ，C h i n a ； 2 ．H u a n g s h a p i n gM i n i n gB r a n c h ，H u n a nN o n f e r r o u sM e t a l sC o r pL t d ，G u i y a n g4 2 4 4 21 ，H u n a n ，C h i n a A b s t r a c t A f t e ra ni n v e s t i g a t i o no nt h ep r o p e r t i e so far e f r a c t o r yo r ec o n t a i n i n g z i n c ，i r o na n ds u l f u ra n dt h o r o u g h c o n d i t i o n a lt e s t s ，af l o w s h e e to fm a g n e t i cs e p a r a t i o na f t e rf l o t a t i o n ，a n ds u l f u rs e l e c t i v ef l o t a t i o nb e f o r ez i n cf l o t a t i o nw a s a d o p t e d ，a n dg o o db e n e f i c i a t i o ni n d e xc a l lb ea c t u a l i z e dw h e nar a t i o n a lr e a g e n ts y s t e mw a si n t r o d u c e d ．Az i n cc o n c e n t r a t ew i t haz i n cg r a d ea n dr e c o v e r yo f4 3 ．7 3 ％a n d8 6 ．7 3 ％，r e s p e c t i v e l y ，a n dw i t has u l f u rc o n t e n to f3 2 ．0 3 ％，a n d a ni r o nc o n c e n t r a t ew i t ha ni r o ng r a d ea n dr e c o v e r yo f6 5 ．8 9 ％a n d4 4 ．8 4 ％，r r e s p e c t i v e l y ，a n dw i t has u l f u rg r a d ea n d r e c o v e r yo f4 5 ．5 9 ％a n d3 7 ．7 9 ％，r e s p e c t i v e l y ，c a nb ep r e p a r e di nt h ec l o s e d - c i r c u i tt e s t ．V a l u a b l em i n e r a l sc a nb e e f f e c t i v e l yc o n c e n t r a t e du s i n gt h i st e c h n i q u e ． K e yw o r d s m i n e r a l sp r o c e s s i n g ；m a r m a t i t e ；p y r r h o t i t e ；t e c h n i q u e ；d e p r e s s a n t 某锌硫铁多金属矿主要回收元素为锌、硫、铁。锌 矿物主要为铁闪锌矿，闪锌矿中类质同象铁含量高达 1 5 ％以上；硫矿物主要为磁黄铁矿，少部分为黄铁矿， 硫化矿中铁占近1 ／4 ，磁铁矿中铁占全铁2 ／3 左右，其 它为非磁性氧化铁、硫化铁。有价矿物呈粗细不均匀 嵌布，矿物共生及交代关系复杂。试验研究工作的主 要内容为铁闪锌矿、磁黄铁矿、磁铁矿相互分离。 1 矿石性质 某难选锌硫铁多金属矿石中主要金属矿物依次为 磁铁矿、磁黄铁矿、铁闪锌矿、黄铁矿及其它氧化铁矿 物，锌、铁、硫为主要有价元素。锌物相分析表明，硫化 相占8 6 ％；硫物相分析表明主要以硫化物形式存在， 少量睢质硫，硫化物主要以磁黄铁矿为主，其次为铁闪 锌矿，黄铁矿。 磁铁矿是炼铁的主要工业矿物，等轴晶系，晶形呈 八面体，少数呈菱形十二面体，集合体为散粒状或致密 块状，颜色和条痕均为铁黑色，硬度5 ．5 ～6 ．0 ，密度 4 ．5 ～5 ．2g ／c m 3 ，具有强磁性，比磁化系数为0 ．0 9 2 a m 3 ／g ⋯。 磁黄铁矿是工业上炼硫 包括制造硫酸等 的矿 物之一，由于其理论含硫量低 3 7 ％一4 l ％ 以及储量 有限，其应用远不如黄铁矿广泛。磁黄铁矿属六方晶 系，一般均呈散布粒状和致密块状产出，硬度为4 ．5 8 4 ．7 0 ，具强磁性，比磁化系数平均值为0 ．0 0 4 3 a m 3 ／g 。磁黄铁矿与磁铁矿同属强磁性矿物，在弱磁场 7 1 ．6 ～9 5 ．5k A ／m 中很容易与其它矿物分离，而磁 黄铁矿与磁铁矿之间的磁选分离几乎是不可能的’2J 。 磁黄铁矿具有易碎、易泥化、易氧化的特点，是容 易被抑制和较难浮的硫化铁矿物。合理使用调整剂和 ①收稿日期2 0 1 0 - 0 8 一1 1 作者简介倪章元 1 9 6 9 一 ，男，湖南澧县人，高级工程师，博士研究生，主要从事有色金属选矿工程技术研究工作。 万方数据 矿冶工程 第3 l 卷 选择有效的捕收剂是强化磁黄铁矿浮选的两个重要 方面‘3 | 。 铁闪锌矿 z n 。F e h S 是目前发现的3 种硫化锌 矿物 另外两种是闪锌矿和纤维锌矿 之一。闪锌矿 含铁6 ％以上时称为铁闪锌矿；含铁1 2 ％时称为高铁 闪锌矿；铁含量达1 8 ％以上时可以称为超高铁闪锌 矿。铁闪锌矿随其晶格中铁离子含量增加，颜色由浅 变深，当铁离子含量达到2 0 ％左右时，就变成黑色或 者黑褐色。 铁闪锌矿的可浮性比闪锌矿的可浮性低，含铁量 越高，可浮性就越差。铁闪锌矿含铁的多少，除影响其 可浮性外，还影响其磁性强弱。铁闪锌矿的磁性强弱 与铁含量成正比，含铁愈高，磁性愈强。一般当磁选的 磁感应强度为0 ．2 ～0 ．3T 时，铁闪锌矿可进入到磁性 产品中。 本试验样硫主要以磁黄铁矿为主，锌为铁闪锌矿， 由于这两种矿物可浮性非常接近，给分离带来了困难， 另外，矿石中存在大量磁铁矿，磁铁矿与磁黄铁矿之间 存在较强的磁力团聚作用，必然给硫回收和铁精矿脱 硫带来难度，这决定了它是一种难以处理的矿物心j 。 矿样主要有价元素分析结果见表1 。 表1主要有价元素分析 质量分数 ／％ 2 方案探索试验 矿石中主要回收矿物为铁闪锌矿、黄铁矿 包括 磁黄铁矿 和磁铁矿，关键在于磁黄铁矿与磁铁矿、磁 黄铁矿与铁闪锌矿的有效分离。依据矿物特性，必须 采用磁浮联合流程。若采用磁选．浮选流程，磁性很强 的磁黄铁矿进入磁铁矿产品中，要有效回收这一部分 硫化矿并使铁精矿中硫含量降至1 ％以下，需对磁选 精矿进行浮选脱硫。但磁选产品的磁团聚现象将严重 影响浮选效果，增加铁精矿降硫的难度；而且先磁选的 过程中会进一步增加磁黄铁矿的氧化、泥化程度，增加 脱硫难度。因此，对该矿而言，先采用浮选将硫化矿尽 可能多地回收，使浮选尾矿中硫含量降至1 ．o ％以下， 再将浮选尾矿进行弱磁选得铁精矿，应为比较合理的 流程‘3 】。 对于先浮后磁也进行了多种方案比较锌硫混浮、 选锌后硫、先硫后锌。探索试验表明采用锌硫混浮方 案则锌硫较难分离，锌、硫均难成产品，主要是磁黄铁 矿活化后较难抑制，另外试验中发现锌需要在较高p H 值条件下才能充分上浮，在弱酸或弱碱条件下即使靠 硫酸铜和黄药强拉，在锌硫分离时也易掉槽。在高p H 值条件下浮选，则硫难以充分回收，在磁选时势必进入 铁精矿。基于低碱条件下锌比硫上浮慢，探索在弱酸 性条件下优先选出可浮性较好的硫 往往较难抑制 ， 试验表明可以生产部分高品位的硫精矿，也有利于后 续作业。 3 试验及结果 3 ．1 磨矿粒度的确定 通过多组磨矿对比试验，当一0 ．0 7 4m m 粒级占 7 3 ％时，3 种有用矿物单体解离度较好，现场生产中一 段磨矿可以达到，故选定磨矿粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级 占7 0 ％一7 5 ％。 3 ．2 调整剂试验 试验中使用硫酸铜活化磁黄铁矿，以丁黄药为捕 收剂。由多组对比试验看，磁黄铁矿在介质p H 5 6 条件下可浮性最好，使用硫酸调整矿浆p H 值，有利 于清洗磁黄铁矿表面，使之易于与捕收剂作用，浮选尾 矿含硫最低，便于降低磁选精矿的含硫量。 3 ．3 锌硫分离抑制剂试验 为尽可能降低浮选尾矿含硫，在优先选出部分可 浮性较好的硫后，探讨先活化后锌硫混浮再分离，尾矿 是可降低，但锌硫分离更加困难，况且这部分锌硫分离 出的硫不成产品，于是放弃了该方案，主干流程采用先 硫后锌再锌硫分离。 为保证锌精矿质量，磁黄铁矿抑制剂的选择是关 键H 。o 。先后采用大量石灰抑制、漂白粉氧化抑制、有 机抑制剂抑制等，最终采用钙离子加腐植酸钠后充气 抑制效果较好 充气时间很关键 ，开路试验锌品位达 到4 5 ％。 3 ．4 被石灰抑制后的磁黄铁矿的活化试验 对同类型磁黄铁矿的有关研究表明，磁黄铁矿易 被石灰抑制，抑制后可浮性降低，甚至完全失去可浮 性M 。7 1 。被抑制的磁黄铁矿在弱碱性介质中可用 C u S 0 4 、C u S 0 4 N a 2 S 、N a 2 S i 0 3 C u S 0 4 、氟硅酸钠 草 酸 硫酸铜、硫酸铵 草酸 硫酸铜将其活化，分别进 行了试验比较，以硫酸铵 草酸 硫酸铜组合效果较 好。开路浮选尾矿硫降至0 ．5 ％。 3 ．5 铁磁选试验 试验中铁的回收流程是依据先浮后磁的原则来完 成的，在前述浮选完硫、锌后的尾矿中磁选选铁。 浮选后的尾矿颜色呈浅黄绿色，经筛析，一0 ．0 7 4 姗粒级占7 4 ％，一0 ．0 4 0m m 粒级占4 l ％，粒度相对较 粗，检测分析的T F e 含量为3 0 ．9 2 ％，S 含量1 ．0 3 ％。 万方数据 第】期倪章元等某难选锌铁硫矿选矿试验研究 3 5 对尾矿进行连续两段弱磁选试验，得到F e 品位为 6 5 ．8 9 ％的铁精矿，回收率为4 4 ．8 4 ％。 3 ．6 闭路试验 根据探索试验和条件试验，进行验证闭路试验后 又对条件进行了适当修正，最终试验流程见图1 ，结果 见表2 。 药荆单位鲈 图l闭路流程及工艺条件 表2 闭路试验结果 闭路试验可获得z n 品位4 3 ．7 3 ％、回收率 8 6 ．7 3 ％、含S3 2 ．0 3 ％的锌精矿，F e 品位6 5 ．8 9 ％、回 收率4 4 ．8 4 ％的铁精矿和s 品位4 5 ．5 9 ％、回收率 3 7 ．7 9 ％的硫精矿。各有价矿物得到有效回收。 4 结语 1 试验矿石中主要回收对象是铁闪锌矿、磁黄铁 矿和磁铁矿。试验采用浮选一磁选工艺流程，经过适 当调节p H 值和抑锌，首先产出部分可浮性较好的优 质硫精矿，再活化选锌，磁选之前采用组合活化剂活化 可浮性较差的磁黄铁矿，浮选尾矿磁选产出铁精矿， 锌、铁、硫都得到了有效回收。 2 磁黄铁矿抑制剂的选择是锌硫分离的关健，氯 化钙加腐植酸钠后充气能成功的选择性抑制磁黄铁 矿，实行硫酸铜活化、丁黄药捕收后铁闪锌矿和磁黄铁 矿的分离。 3 由于矿样中硫主要为磁黄铁矿，磁黄铁矿分子 及晶体结构决定其可浮性差、表面易氧化及性脆易泥 化等特性，给选别造成不利的影响，同时为了有效回收 锌，必须对其进行抑制，虽然采取有效活化剂降低浮选 尾矿含硫至0 ．5 ％左右，但在磁选时仍然富集，使得选 成铁中硫超标。 4 锌精矿产品镜下鉴定表明，4 1 ．5 ％的锌精矿纯 度已达8 6 ％，同时含有6 ％左右磁黄铁矿等，有进一步 提高的可能，锌精矿采用弱磁选能有效提高质量，锌精 矿脱药再选也能提高锌精矿质量，但回收率都有一定 量的损失。 参考文献 [ 1 ]陈雯．浮选分离某磁铁矿和富含磁黄铁矿的实验研究[ J ] ．金 属矿山，2 0 0 3 5 3 3 3 5 ． [ 2 ]高洪山，杨奉兰．磁黄铁矿与磁铁矿的浮选分离实践[ J ] ．矿产 保护与利用，1 9 9 7 4 3 3 3 5 ． [ 3 ]王恒华．磁铁矿与磁黄铁矿分离的研究[ J ] ．金属矿山，1 9 9 9 9 4 2 4 5 ． [ 4 ]陈全中，宣道中．铁闪锌矿与磁黄铁矿浮选分离新方法研究[ J ] ． 有色金属，1 9 9 4 2 3 4 3 9 ． [ 5 ]蔡从光．降低锌精矿中磁黄铁矿含量的原理及方法[ J ] ．中国有 色金属学报，1 9 9 8 9 4 2 2 4 2 3 ． [ 6 ]李桂芹．含有磁黄铁的铁矿石选别中硫的活化[ J ] ．化工矿山技 术，1 9 9 6 ，2 5 6 2 7 2 9 ． [ 7 ]杨阑，吴熙群，李成必．难选磁黄铁矿浮选工艺研究[ J ] ．有色 金属 选矿部分 ，2 0 0 2 4 1 1 一1 3 ． 万方数据