成 嵐 李茂林, 黃光耀 孫肈淑

(1.武漢科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,湖北 武漢 430081;2.冶金礦產(chǎn)資源高效利用與造塊湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢430081;3.長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司,湖南 長(zhǎng)沙 410012;4.中金嶺南股份有限公司凡口鉛鋅礦,廣東 韶關(guān) 512325)

某濃密機(jī)溢流中極微細(xì)粒黃鐵礦的浮選回收試驗(yàn)

成 嵐1,2李茂林1,2,3黃光耀3孫肈淑4

(1.武漢科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,湖北 武漢 430081;2.冶金礦產(chǎn)資源高效利用與造塊湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢430081;3.長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司,湖南 長(zhǎng)沙 410012;4.中金嶺南股份有限公司凡口鉛鋅礦,廣東 韶關(guān) 512325)

某鉛鋅浮選尾礦濃密機(jī)溢流中含有大量的微細(xì)粒黃鐵礦等，-40、-5 μm粒級(jí)產(chǎn)率分別高達(dá)99.40%和33.50%，黃鐵礦一般小于30 μm，主要呈自形、半自形粒狀，解離程度好，94.93%的黃鐵礦以單體形式存在，在40～5 μm粒級(jí)有明顯的富集現(xiàn)象。為了提高資源的利用率，提高企業(yè)的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)，減少尾礦庫(kù)的堆排量并改善尾礦庫(kù)工藝參數(shù)，對(duì)微細(xì)粒黃鐵礦進(jìn)行了選礦試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，采用2粗2精、中礦順序返回流程處理該試樣，可獲得硫品位為46.90%、回收率為86.64%的硫精礦，試驗(yàn)指標(biāo)理想，可作為設(shè)計(jì)依據(jù)。

極細(xì)粒 黃鐵礦 浮選

我國(guó)有相當(dāng)數(shù)量的硫精礦是從多金屬硫化礦石中獲取的。由于硫鐵礦是伴生礦物，附加值相對(duì)較低，選礦時(shí)一般側(cè)重于對(duì)主要金屬礦物的回收[1]，這往往給硫的回收帶來(lái)一定的難度。

某鉛鋅礦選礦廠鉛、鋅尾礦硫品位較高，主要以黃鐵礦的形式存在。該尾礦經(jīng)過(guò)濃密機(jī)濃縮—底流浮選可獲得硫品位47%以上、年產(chǎn)量75萬(wàn)t標(biāo)硫的硫精礦，硫品位約為22%、干礦量約為24萬(wàn) t/a的溢流經(jīng)再濃縮后排放到尾礦庫(kù)。如此巨量的極微細(xì)粒高硫產(chǎn)品排放至尾礦庫(kù)，既容易形成酸性水污染，又容易影響尾礦庫(kù)回水水質(zhì)，同時(shí)也是礦產(chǎn)資源的巨大浪費(fèi)[2-6]。為了解決這些問(wèn)題，并為社會(huì)和企業(yè)創(chuàng)造更多財(cái)富，采用XFD型實(shí)驗(yàn)室機(jī)械攪拌式浮選機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)極微細(xì)粒濃密機(jī)溢流進(jìn)行了浮選選硫試驗(yàn)。

1 試樣性質(zhì)

試樣取自現(xiàn)場(chǎng)鉛鋅浮選尾礦濃密機(jī)溢流經(jīng)再次濃縮后的底流。試樣中金屬礦物主要是黃鐵礦，其次為方鉛礦和閃鋅礦，偶見黃銅礦、毒砂、磁黃鐵礦和鉛礬；脈石礦物以石英、方解石和絹云母為主，其次是白云石和綠泥石，其他微量礦物有長(zhǎng)石、褐鐵礦、菱鐵礦、磷灰石、金紅石、石榴石、重晶石、水磷鋁鉛礦、石膏、鋯石、獨(dú)居石和榍石等。

黃鐵礦呈自形、半自形粒狀，部分為不規(guī)則狀，粒度個(gè)別粗者約0.05 mm，一般小于0.03 mm。試樣中黃鐵礦含量高，解離程度好，單體占94.93%，3/4以上黃鐵礦連生體占3.28%，小于3/4黃鐵礦連生體僅占1.79%，因此，通過(guò)分選可獲得較高品位的硫精礦。試樣粒度分析結(jié)果見表1，主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表2，硫物相分析結(jié)果見表3。

表1 試樣粒度分析結(jié)果

表2 試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果

Table 2 Main chemical composition analysis result of the sample %

成 分含 量成 分含 量成 分含 量Fe23.41Pb1.06Zn0.39Cu0.02As0.10S24.77SiO220.19TiO20.14Al2O35.65CaO10.68MgO0.92Na2O0.06K2O1.75C2.69燒 失15.58

表3 試樣硫物相分析結(jié)果

Table 3 Sulfur phase analysis of the sample %

硫相態(tài)含 量分布率硫化物中硫23.9596.67硫酸鹽中硫0.632.53單質(zhì)硫0.190.80總 硫24.77100.00

從表1可知，試樣粒度微細(xì)，其中+40 μm粒級(jí)產(chǎn)率僅占0.60%，-5 μm粒級(jí)產(chǎn)率達(dá)33.50%；硫在40～5 μm粒級(jí)有明顯的富集現(xiàn)象。

從表2可知，試樣中鉛、鋅的含量較低，可供選礦富集回收的主要元素硫的含量達(dá)24.77%，為達(dá)到富集有用礦物的目的，需要選礦排除的脈石組分主要是SiO2，其次為Al2O3、CaO和K2O等。

從表3可知，試樣中96.67%的硫以金屬硫化物的形式存在，其他形式的硫含量很低。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 粗選條件試驗(yàn)

試驗(yàn)采用1次粗選流程。

2.1.1 硫酸用量試驗(yàn)

由于試樣來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)髙堿鉛鋅浮選流程，堿性較強(qiáng)，黃鐵礦需要硫酸活化。硫酸用量試驗(yàn)的礦漿濃度為20%，硫酸預(yù)處理時(shí)間為5 min，乙基黃藥用量為300 g/t，2#油為10 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 pH值試驗(yàn)結(jié)果

從圖1可知，隨著pH值的升高，粗精礦硫品位小幅升高，回收率先升后降，高點(diǎn)在pH=6.5時(shí)。綜合考慮，確定礦漿pH=6.5，對(duì)應(yīng)的硫酸用量為30 kg/t。

2.1.2 硫酸預(yù)處理時(shí)間試驗(yàn)

加入硫酸后的攪拌時(shí)間和強(qiáng)度會(huì)影響黃鐵礦表面被清潔的程度，比表面積較大的細(xì)粒級(jí)更需要有較長(zhǎng)的攪拌時(shí)間和強(qiáng)度才能有效清理顆粒表面的Ca(OH)2。因此有必要進(jìn)行加酸后的預(yù)處理時(shí)間試驗(yàn)。預(yù)處理時(shí)間試驗(yàn)的礦漿濃度為20%，硫酸用量為30 kg/t，乙基黃藥用量為300 g/t，2#油為10 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 預(yù)處理時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果

從圖2可知，隨著預(yù)處理時(shí)間的延長(zhǎng)，粗精礦硫品位和回收率均上升。綜合考慮，確定預(yù)處理時(shí)間為6.5 min。

2.1.3 乙基黃藥用量試驗(yàn)

乙基黃藥用量試驗(yàn)的礦漿濃度為20%，硫酸用量為30 kg/t，預(yù)處理時(shí)間為6.5 min，2#油為10 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

從圖3可知，隨著乙基黃藥用量的增大，粗精礦硫品位和回收率均先上升后下降。綜合考慮，確定乙基黃藥1次粗選的用量為400 g/t。

2.1.4 浮選濃度試驗(yàn)

浮選濃度試驗(yàn)的硫酸用量為30 kg/t，預(yù)處理時(shí)間為6.5 min，乙基黃藥的用量為400 g/t，2#油為10 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖3 乙基黃藥試驗(yàn)結(jié)果

圖4 礦漿濃度試驗(yàn)結(jié)果

從圖4可知，隨著給礦濃度的提高，粗精礦硫品位和回收率均顯著下降。綜合考慮，確定粗選的礦漿濃度為20%。

2.2 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖5 閉路試驗(yàn)流程

Table 4 Results of closed-circuit experiment %

從表4可知，采用圖5所示的流程處理該試樣，可取得硫品位為46.90%、回收率為86.64%的硫精礦，排尾硫品位降至6.10%。

3 結(jié) 論

(1)某鉛鋅浮選尾礦濃密機(jī)溢流中含有大量的微細(xì)粒黃鐵礦等金屬礦物和石英、方解石等非金屬礦物；+40 μm粒級(jí)產(chǎn)率僅占0.60%，-5 μm粒級(jí)產(chǎn)率達(dá)33.50%，硫在40～5 μm粒級(jí)有明顯的富集現(xiàn)象，96.67%的硫以金屬硫化物的形式存在；黃鐵礦一般小于30 μm，主要呈自形、半自形粒狀，解離程度好，94.93%的黃鐵礦以單體形式存在。

(2)采用2粗2精、中礦順序返回流程處理該試樣，可獲得硫品位為46.90%、回收率為86.64%的硫精礦，排尾硫品位從24.77%降至6.10%。

(3)對(duì)鉛鋅尾礦濃密機(jī)溢流增設(shè)硫回收作業(yè)，可以提高資源的利用率，減少尾礦庫(kù)的排尾量、延長(zhǎng)尾礦庫(kù)的服務(wù)年限，提高企業(yè)的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)，改善尾礦庫(kù)工藝參數(shù)、提高尾礦庫(kù)的安全穩(wěn)定性。

[1] 胡天喜,文書明.硫鐵礦選礦現(xiàn)狀與發(fā)展[J].化工礦物與加工,2007(8):1-4. Hu Tianxi，Wen Shuming.Review of current state and development of processing pyrite ore[J].Industrial Minerals & Processing,2007(8):1-4.

[2] 楊俊彥,葉雪均,秦華偉.某選鋅尾礦回收硫礦物試驗(yàn)研究[J].礦山機(jī)械,2013(6):92-95. Yang Junyan，Ye Xuejun，Qin Huawei.Experimental research of sulfur mineral recovery from a certain separated zinc tailings[J].Mining & Processing Equipment,2013(6):92-95.

[3] 霍 濤,曹亦俊,黃 根,等.某硫鐵礦浮選尾礦再選試驗(yàn)研究[J].礦山機(jī)械,2012(11):79-83. Huo Tao，Cao Yijun，Huang Gen，et al.Experimental study on re-beneficiation of pyrites flotation tailings[J].Mining & Processing Equipment,2012(11):79-83.

[4] 歐陽(yáng)素勤,陳建華,黎鉉海.環(huán)江某鉛鋅礦中黃鐵礦的浮選試驗(yàn)研究[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用,2010(2):33-35. Ouyang Suqin，Chen Jianhua，Li Xuanhai.Flotation test of pyrite from a lead-zinc ore in Huanjiang[J].Conservation and Utilization of Mineral Resources,2010(2):33-35.

[5] 程 瑜,宋永勝,李 賓，等.微細(xì)粒黃鐵礦柱浮選試驗(yàn)[J].金屬礦山,2009(6):64-68. Cheng Yu，Song Yongsheng，Li Bin，et al.Experimental research on the column flotation of Micro-fine pyrite particles[J].Metal Mine,2009(6):64-68.

[6] 嚴(yán) 滎,張海平,黃 根.從云浮硫鐵礦尾礦中回收硫精礦的研究[J].湖南有色金屬,2012(2):13-14. Yan Ying，Zhang Haiping，Huang Gen.Study on recovery of sulfur concentrate from Yunfu pyrite tailings[J].Hunan Nonferrous Metals,2012(2):13-14.

(責(zé)任編輯 羅主平)

Experiment on Flotation Recovery of an Ultra-fine Pyrite from Overflow of Thickener

Cheng Lan1,2Li Maolin1,2,3Huang Guangyao3Sun Zhaoshu4

(1.SchoolofResourcesandEnvironmentalEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430081，China;2.KeyLaboratoryofEfficientUtilizationofMetallurgicalMineralResourcesandAgglomerationofHubeiProvince，Wuhan430081，China；3.ChangshaResearchInstituteofMiningandMetallurgyCo.，Ltd.，Changsha410012，China；4.FankouPb-ZnMine，ZhongjinLinnanLimitedCompany，Shaoguan512325，China)

Thickener overflow of a lead-zinc flotation tailing contain quantities of ultra-fine pyrite with particle size of 99.40% passing 40 μm and 33.50% passing 5 μm.Most of pyrite particles are finer than 30 μm，exists in form of idiomorphism or semidiomorphism granular with sound liberation degree.94.93% of pyrite are monomer and enriched in 40～5 μm grade.To increase the utilization rate of resource，improve the business performance of enterprises，decrease the tailings stockpiling and discharging，and optimize the parameters of tailing pond，flotation experiments of the ultra-fine pyrite were carried out.The results showed that sulfur concentrate with sulfur grade of 46.90% and recovery of 86.64% was obtained through the process of two roughing-two cleaning，and middles back to the flow-sheet in turn.With good flotation index，the process can be as the basis for design.

Ultrafine，Pyrite，F(xiàn)lotation

2014-11-04

成 嵐(1989—)，女，碩士研究生。通訊作者 李茂林(1963—)，男，教授，博士，博士研究生導(dǎo)師。

TD923+.7

A

1001-1250(2015)-03-191-03