駱 任

(湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

湖南某高碳難選銻礦的選礦工藝研究

駱 任

(湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

湖南某銻礦石中銻的含量為3.19%,其中硫化銻約占總銻的95.30%,少量的銻賦存于氧化物銻華或銻酸鹽中,約占總銻的4.70%;礦石中碳的含量為6.43%,其中無機碳高達5.46%,屬于高碳難選硫化銻礦石。經多方案試驗確定宜采用浮選+重選+浮選聯(lián)合工藝流程對礦石中的銻進行選礦回收,試驗最終獲得了銻品位為58.71%,回收率為93.75%的混合銻精礦。

硫化銻;碳質;聯(lián)合工藝;混合銻精礦

銻是工業(yè)生產和人民生活中的重要生產資料,由于含銻合金有許多優(yōu)異的特性,因而被廣泛用于軍工、電子和化工等行業(yè)。隨著經濟的不斷增長,國民經濟對有色金屬的需求不斷增大,而有限的資源隨著開采量的加大,正日益減少,因此加強對各難選礦石的選礦研究不斷提高目的礦物的回收率,是當前選礦科研人員的一項重要任務。

湖南某地的銻礦因為礦石中的碳質含量較高,導致目前生產上銻精礦中銻的選礦回收率偏低僅78%左右,銻精礦的品位僅為45%左右。為了提高銻精礦中銻的選礦回收率和銻的品位,本文進行了詳細的選礦工藝技術研究,確定采用浮選+重選+浮選的工藝流程對礦石中的銻進行回收,獲得了優(yōu)異的試驗指標。

1 礦石性質

礦石中銻主要以硫化銻礦物的形式存在,少量的銻賦存于氧化物銻華或銻酸鹽中;礦石的礦物組成較簡單,主要的金屬礦物是輝銻礦、黃鐵礦;脈石礦物主要為石英,其次為粘土礦物、方解石、白云石等,少量的絹(白)云母、長石等;礦石中碳的含量為6.43%,其中無機碳高達5.46%,屬于高碳難選硫化銻礦石。

1.1 礦石的化學組成

原礦多元素分析見表1。

表1 原礦多元素化學分析結果%

從表1的多元素分析結果可知,礦石中主要的化學成分是SiO2,其次為CaO、碳質、Al2O3、S、Sb及MgO、K2O,微量的As、Zn、Pb、Cu、Mn等。主要回收的有價元素為Sb,可供綜合回收的Ag含量為11.32 g/t。

1.2 銻礦物的物相分析

原礦銻物相分析結果見表2。

表2 原礦銻物相分析結果 %

從表2的物相分析結果可知,銻主要賦存于硫化銻礦物礦中,占原礦中總銻的95.30%;少量的銻賦存于氧化銻礦物或銻酸鹽中,分別約占原礦總銻的1.57%、3.13%。

1.3 主要礦物的分布特征

1.輝銻礦 Sb2S3。輝銻礦含 Sb 71.38%,S 28.26%,賦存于輝銻礦中的Sb約占原礦總Sb的88.4%,在原礦中的相對含量約為5.26%。輝銻礦在顯微鏡下多呈他形不規(guī)則粒狀集合體、脈狀、微脈狀出現(xiàn),偶見柱狀、板狀的輝銻礦。呈不規(guī)則粒狀集合體的輝銻礦中多充填有石英,或者在石英中包裹有細顆粒輝銻礦。輝銻礦主要與石英等脈石關系密切,偶見輝銻礦與黃鐵礦連生,或在黃鐵礦中偶見包含有輝銻礦。輝銻礦整體嵌布粒度較細,大于1 mm以上者少見,多在0.152～0.037 mm之間,大于0.037 mm以上者占86.5%。

2.黃鐵礦FeS2。黃鐵礦在原礦中含量較少,呈自形晶-半自形晶粒狀或他形晶粒狀嵌布于石英中。偶見黃鐵礦中包裹著輝銻礦,或與輝銻礦簡單接觸嵌生。

3.脈石礦物。脈石礦物主要是石英,其次為粘土礦物、方解石、白云石以及碳質。石英:呈柱狀或粒狀集合體,可見石英的自形晶粒狀結構,截面呈六邊形。石英間隙中充填有輝銻礦,偶見包裹有細粒狀的黃鐵礦。方解石:多呈脈狀分布在礦石中。碳質:主要是石墨,呈鱗片狀、葉片狀,多數(shù)與石英等脈石共生,偶見與輝銻礦共生或簡單接觸嵌生,鏡下未見碳質中包裹著輝銻礦,其嵌布粒度主要在0.02～0.05 mm之間。

1.4 影響選礦的礦物學因素

1.輝銻礦整體嵌布粒度較細,小部分輝銻礦嵌布粒度小于0.01 mm,這部分輝銻礦與石英難以解離。

2.輝銻礦嵌布關系簡單,主要嵌布于石英、方解石及白云石中,較少與黃鐵礦等金屬硫化物接觸嵌生,利于輝銻礦與其他礦物的分離。

3.礦石中含有一定量的碳質和粘土礦物,不利于目的礦物的浮選。

2 選礦試驗

2.1 方案試驗

工藝礦物學的研究結果表明礦石中的碳質含量為6.43%,其中5.46%為無機碳,這是本次選礦試驗的難點所在。

針對該銻礦含碳的這一特點,結合國內外的生產實踐,對該礦回收銻進行了兩種方案對比試驗: (1)預先脫碳方案試驗;(2)抑碳浮銻方案試驗。方案試驗原則流程如圖1所示,試驗結果見表3。

圖1 兩種方案原則工藝流程

表3 方案試驗結果 %

從表3的試驗結果可知,采用抑碳浮銻方案所獲得試驗指標要優(yōu)于預先脫碳方案,在此基礎上進行抑碳浮銻方案的條件試驗。

2.2 抑碳浮銻方案粗選條件試驗

在抑碳浮銻方案粗選條件試驗中,考察了磨礦細度、礦漿pH值、抑制劑種類及用量、活化劑種類及用量和捕收劑種類及用量條件試驗。根據(jù)試驗結果確定了抑碳浮銻粗選的工藝條件是:磨礦細度為-74μm占65%;礦漿pH值為7左右;抑制劑為木質素,用量為1 000 g/t;活化劑為硝酸鉛,用量為500 g/t;捕收劑為單一乙硫氮,用量為400 g/t;起泡劑2#用量為60 g/t。各條件試驗結果分別見圖2、圖3、圖4、圖5和圖6。

2.3 抑碳浮銻方案閉路試驗

在條件試驗的基礎上,采用一粗二掃三精的流程進行了浮選回收銻閉路試驗。閉路試驗工藝流程及藥劑制度如圖7所示,試驗結果見表4。

圖2 磨礦細度浮選試驗結果

圖3 礦漿pH值試驗結果

圖4 抑制劑條件試驗結果

圖5 活化劑條件試結果

2.4 浮選尾礦回收銻試驗

抑碳浮銻方案閉路試驗的浮選尾礦中的Sb含量為0.53%,Sb損失率為15.75%;工藝礦物學的研究結果表明礦石中的有95.30%為硫化銻,理論上銻的回收率還有一定的提升空間,因此進行了浮選尾礦(以下簡稱給礦)回收銻選礦試驗。

圖6 捕收劑條件試驗結果

圖7 抑碳浮銻方案閉路試驗工藝流程

表4 抑碳浮銻方案閉路試驗結果 %

2.4.1 浮選尾礦重選預富集試驗

從浮選現(xiàn)象來看,礦石中的碳質應該是干擾選礦指標的主要因素,因此,要想進一步提高目的礦物的選礦回收率,就必須有效排出碳質的干擾。

礦石中大部分銻通過浮選進入到浮選銻精礦中,此時對浮選尾礦采用重選的方法既可以將銻在重選精礦中預富集,同時還可以脫除部分細粒級的碳質,有利于銻的后續(xù)浮選回收。因此,進行了浮選尾礦重選預富集銻+重選精礦浮選回收銻試驗。

在浮選尾礦重選脫碳試驗中考察了螺旋溜槽預富集方案和搖床預富集方案,試驗結果表明,采用螺旋溜槽預富集的效果要優(yōu)于搖床預富集,在此基礎上進行了螺旋溜槽預富集條件試驗;試驗工藝流程如圖8所示,試驗結果見表5。

圖8 浮選尾礦溜槽預富集試驗工藝流程

表5 浮選尾礦螺旋溜槽預富集試驗結果 %

從表5的試驗結果可知,隨著精礦帶接口寬度的增加,溜槽精礦的產率上升,精礦中的Sb品位呈下降趨勢,回收率呈緩慢上升趨勢;綜合考慮適宜的精礦帶接口寬度以2 cm為宜。

2.4.2 重選精礦浮選回收銻試驗

進行了重選精礦浮選回收銻粗選條件試驗,試驗主要考察了重選精礦再磨細度、礦漿pH值、活化劑種類及用量和捕收劑種類及用量條件試驗。根據(jù)試驗結果確定了重選精礦浮選回收銻粗選的工藝條件是:重選精礦不需要進行再磨;礦漿pH值為7左右;活化劑為硝酸鉛,用量為300 g/t;捕收劑為單一乙硫氮,用量為200 g/t;起泡劑2#用量為50 g/t。各條件試驗結果分別見圖9、圖10、圖11和圖12。

在粗選開路條件試驗研究的基礎上進行了浮選尾礦重選+浮選流程回收銻閉路試驗。閉路試驗工藝流程及藥劑制度如圖13所示,試驗結果見表6。

從表6的試驗結果可知,浮選尾礦重選+浮選回收銻閉路試驗可獲得品位為54.39%,對原礦回收率為9.50%的銻精礦2。

圖9 重選精礦再磨細度浮選試驗結果

圖10 礦漿pH值試驗結果

圖11 活化劑條件試驗結果

圖12 捕收劑條件試驗結果

2.5 浮選+重選+浮選回收銻全流程試驗結果

浮選+重選+浮選回收銻試驗原則流程見圖14,閉路試驗結果見表7。

圖13 浮選尾礦重選+浮選回收銻閉路試驗工藝流程

表6 浮選尾礦重選+浮選回收銻閉路試驗結果%

圖14 浮選+重選+浮選回收銻原則工藝流程

從表7的試驗結果可知,采用浮選+重選+浮選的工藝流程對礦石中的銻進行選礦回收,可獲得產率為5.11%,Sb品位為58.71%,回收率93.75%的混合銻精礦。

表7 浮選+重選+浮選回收銻閉路試驗結果 %

3 結 論

1.該銻礦石中銻的含量為3.19%,其中硫化銻約占總銻的95.30%,少量的銻賦存于氧化物銻華或銻酸鹽中,約占總銻的4.70%;礦石中碳的含量為6.43%,其中無機碳高達5.46%,屬于高碳難選硫化銻礦石。

2.研究結果表明,有效解決碳質干擾是保證選礦指標的重要因素。

3.采用重選的辦法有利于尾礦中銻的富集和降低碳質對后續(xù)浮選的干擾,有利于尾礦中銻的浮選回收。

4.本試驗確定的試驗流程及藥劑制度簡單合理,藥劑來源廣泛,試驗所獲得的指標較同類礦石而言較優(yōu)異,可供同類礦石的選礦參考借鑒。

[1] 胡熙庚.有色金屬硫化礦選礦[M].北京:冶金工業(yè)出版社, 1984.

[2] 見百熙.浮選藥劑[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1979.

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[4] 王蓓,羅興,楊曉風.某地高碳難選氧化銅選礦試驗研究[J].有色金屬(選礦部分),2011,(6):31-34.

[5] 王勇海,馬晶,牛芳銀.國外某含碳高硫細粒嵌布銅鉛鋅多金屬礦選礦工藝試驗研究[J].有色金屬(選礦部分),2012,(2): 21-25.

[6] 楊洪洲.低品位混合銻礦渣選礦工藝探索試驗[J].有色金屬(選礦部分),2012,(2):64-66.

Study on Beneficiation Process of a High Carbon Refarctory Sb Ore in Hunan

LUO Ren
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

The antimony content of some Sb ore in Hunan is 3.19%,of which is about 95.30%antimony sulphide.Small amounts of antimony occures on antimony oxide or antimonate,and accounts for about 4.70%of total antimony.The carbon content is 6.43%,where in the inorganic carbon reaches as high as 5.46%.The ore belongs to the high carbon refractory antimony sulphide ore.After a serious of tests,it determined the flotation+ gravity separation+flotation combined process to recovery antimony from the ore.Finally the mixed antimony ore was obtained,of which antimony grade is 58.71%and the recovery rate is 93.75%.

antimony sulfide;carbon;combined process;mixed antimony ore

TD923+.9

A

1003-5540(2012)05-0014-05

駱任(1984-),男,助理工程師,主要從事有色金屬選礦工藝研究工作。

2012-05-16