梅山礦業(yè)硫精礦再選提純試驗

劉安平 張祖剛 衣德強 劉永召

(寶鋼集團梅山鋼鐵有限公司，江蘇 南京210041)

梅山礦業(yè)公司選鐵過程產(chǎn)生的副產(chǎn)品硫精礦硫品位低、雜質(zhì)元素含量高，但長期以來沒有引起足夠重視。近年來隨著企業(yè)對效益的追求［1-2］，改善硫精礦質(zhì)量，提高硫精礦附加值顯得尤為重要。為此，本研究開展了梅山硫精礦再選提純試驗。

1 試樣性質(zhì)

試驗礦樣為梅山礦業(yè)公司選鐵過程產(chǎn)生的硫精礦，其中主要金屬礦物有黃鐵礦(磁黃鐵礦)、磁鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦，脈石礦物有白云石、方解石等碳酸鹽類及綠泥石、石英等硅酸鹽類礦物。黃鐵礦(磁黃鐵礦)主要與磁鐵礦、赤鐵礦、脈石礦物呈毗連嵌鑲結(jié)構(gòu)，嵌布粒度微細(xì)，多分布在0.035 ～0.28 mm粒級。試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，礦物組成及主要元素分布分析結(jié)果見表2。

表1 試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果Table 1 Main chemical composition analysis of the sample %

由表1 可知:試樣中主要有價元素硫含量為30.53%;雜質(zhì)MgO 含量較高，為0.80%，是試驗的主要去除對象。

由表2 可知:試樣中硫以黃鐵礦形式存在;鐵除主要以黃鐵礦形式存在外，還有少量以磁鐵礦形式存在，可考慮綜合回收;雜質(zhì)MgO、SiO2主要存在于碳酸鹽等脈石礦物中。

表2 試樣礦物組成及主要元素分布分析結(jié)果Table 2 Mineral composition and main elements content analysis of the sample %

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 條件試驗

條件試驗流程見圖1。

圖1 條件試驗流程Fig.1 Conditioning test flowsheet

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗

磨礦細(xì)度試驗乙基黃藥用量為160 g/t、2 號油為36g /t，試驗結(jié)果見圖2。

圖2 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果Fig.2 Test results at different grinding fineness

由圖2 可以看出:隨著磨礦細(xì)度的提高，精礦硫品位逐漸提高，MgO 含量逐漸降低，但降低趨勢逐漸變緩。綜合考慮生產(chǎn)成本及精礦指標(biāo)，確定磨礦細(xì)度為－74 μm 占95%。

2.1.2 乙基黃藥用量試驗

乙基黃藥用量試驗的磨礦細(xì)度為－74 μm 占95%、2 號油用量為36 g/t，試驗結(jié)果見圖3。

從圖3 可以看出，隨著乙基黃藥用量的增加，精礦硫品位逐漸降低，而雜質(zhì)MgO 含量逐漸升高。綜合考慮，取乙基黃藥用量為160 g/t。

圖3 乙基黃藥用量試驗結(jié)果Fig.3 Test results on dosage of ethyl xanthate

2.1.3 2 號油用量試驗

2 號油用量試驗的磨礦細(xì)度為－74 μm 占95%、乙基黃藥用量為160 g/t，試驗結(jié)果見圖4。

圖4 2 號油用量試驗結(jié)果Fig.4 Test results on dosage of 2# oil

從圖4 可以看出，隨著2 號油用量的增加，精礦硫品位逐漸降低，雜質(zhì)MgO 含量逐漸增加。綜合考慮，取2 號油用量為36 g/t。

2.1.4 WHL－Y1 用量試驗

僅添加捕收劑、起泡劑進行硫浮選，難以獲得較好的選別指標(biāo)，因此考察了添加調(diào)整劑WHL －Y1 對精礦指標(biāo)的影響。WHL － Y1 為親水性的大分子有機膦酸類物質(zhì)，對Ca2+、Mg2+有很強的螯合作用，可以增強碳酸鹽類礦物的親水性，降低其可浮性，進而實現(xiàn)對碳酸鹽類礦物的抑制。

調(diào)整劑WHL－Y1 用量試驗的磨礦細(xì)度為－74 μm 占95%、乙基黃藥用量為160 g/t、2 號油為36 g/t，試驗結(jié)果見圖5。

由圖5 可知，隨著WHL －Y1 用量的增加，精礦硫品位提高，MgO 含量降低。綜合比較，取WHL －Y1 用量為500 g/t。

2.2 工藝流程的確定

產(chǎn)自不同礦床甚至同一礦床不同礦區(qū)的黃鐵礦可浮性存在很大差異［3-5］，礦物的化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體類型等都會影響黃鐵礦的可浮性［6-7］。考慮到梅山氧化鐵紅項目需要(2 ～3)萬t/a高純硫精礦(高純硫精礦制備硫酸后所得燒渣用于制備氧化鐵紅)，進行了不同工藝流程浮選效果對比試驗［8-10］。試驗流程見圖6，結(jié)果見表3。

圖5 WHL－Y1 用量試驗結(jié)果Fig.5 Test results on dosage of WHL-Y1

圖6 不同試驗流程對比Fig.6 Flowsheet for different process

從表3 看出:采用1 粗1 精2 掃、精選尾礦與掃選精礦混合后2 次精選開路流程，可以獲得產(chǎn)率為57. 35%、硫 品 位 為45. 37%，雜 質(zhì)MgO 含 量 為0.27%、硫回收率為83.12%的高純硫精礦，但同時產(chǎn)生兩種副產(chǎn)品，其中中礦含硫達(dá)17.91%，且其產(chǎn)率較高，為26.75%，需要進一步處理才能回收利用;采用1 粗1 精2 掃、精選尾礦與掃選精礦混合后1 次精選閉路流程，可以獲得產(chǎn)率為76.71%、硫品位為39.62%、雜質(zhì)MgO 含量為0. 41%、硫回收率為97.11%的高純硫精礦，可以滿足鐵紅原料要求。且采用1 粗1 精2 掃、精選尾礦與掃選精礦混合后1 次精選閉路流程圖6(b)獲得的高純硫精礦硫回收率較1 粗1 精2 掃、精選尾礦與掃選精礦混合后2 次精選開路流程提高了13.99 個百分點，實現(xiàn)了硫資源的有效回收，因此推薦圖6(b)流程。

表3 試驗流程對比結(jié)果Table 3 Test results comparison of different flowsheet %

3 結(jié) 論

(1)梅山礦業(yè)公司選鐵過程產(chǎn)生的硫精礦含硫30.53%，硫以黃鐵礦(磁黃鐵礦)形式存在，金屬礦物主要有黃鐵礦(磁黃鐵礦)、磁鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦等，脈石礦物主要有白云石、方解石等碳酸鹽類及綠泥石、石英等硅酸鹽類礦物。黃鐵礦嵌布粒度微細(xì)，主要分布在0.035 ～0.28 mm 粒級。

(2)采用1 粗1 精2 掃、精選尾礦與掃選精礦混合后1 次精選閉路流程，可以獲得產(chǎn)率為76.71%、硫品位為39.62%、雜質(zhì)MgO 含量為0.41%、硫回收率為97.11%的高純硫精礦，實現(xiàn)了硫資源的有效回收。

［1］ 《礦產(chǎn)資源綜合利用手冊》編委會. 礦產(chǎn)資源綜合利用手冊［M］.北京:科學(xué)出版社，2001.

Mineral Resources Integrated Utilization Manual Editorial Board.Mineral Resources Integrated Utilization Manual［M］. Beijing:Science Press，2001.

［2］ Abraitis P K，Pattrick R A D，Vaughan D J.Variations in the compositional，textural and electrical properties of natural pyrite:a review［J］.International Journal of Mineral Processing，2004，74(19):41-59.

［3］ 鄧海波，胡岳華.我國有色金屬礦浮選技術(shù)進展［J］. 國外金屬礦選礦，2001(4):23-26.

Deng Haibo，Hu Yuehua. The Chinese nonferrous metals flotation technology progress［J］. Metallic Ore Dressing Abroad，2001(4):23-26.

［4］ 余禮揚.黃鐵礦對鉛鋅硫硫化礦浮選工藝的影響［J］.湖南有色金屬，1992(4):219-221.

Yu Liyang.Effect of flotation technology on lead zinc sulphide ore by pyrite［J］.Hunan Nonferrous Metals，1992(4):219-221.

［5］ 何桂春，吳藝鵬. 不同礦床伴生黃鐵礦的物性特征及可浮性研究［J］.金屬礦山，2012(8):73-75.

He Guichun，Wu Yipeng.Study of physical property and floatability associated pyrite in different ore deposit［J］.Metal Mine，2012(8):73-75.

［6］ 于宏東，孫傳堯. 不同成因黃鐵礦的物性差異及浮游性研究［J］.中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010(5):758-764.

Yu Hongdong，Sun Chuanyao.Physical property difference and floatability study on different types of pyrite［J］.Journal of China University of Mining ＆ Technology，2010(5):758-764.

［7］ 謝 珉，鄧文輝.黃鐵礦的可浮性研究及生產(chǎn)實踐［J］. 北京礦冶研究總院學(xué)報，1992 (7):32-37.

Xie Min，Deng Wenhui. Study of floatability and practice on pyrite［J］. Journal of Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy，1992 (7):32-37.

［8］ 胡 淼，彭會清，周海歡，等. 提高江西某高硫銅礦銅回收率試驗［J］.金屬礦山，2012(7):76-78.

Hu Miao，Peng Huiqing，Zhou Haihuan，et al.Experiment on improving copper recovery of a high-sulfur copper mine from Jiangxi［J］.Metal Mine，2012(7):76-78.

［9］ 卜顯忠，李 廣，楊燕青，等. 中礦再磨提高某礦山選銅回收率的試驗研究［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報，2010(8):78-83.

Bu Xianzhong，Li Guang，Yang Yanqing，et al. Experiment study of improved copper recoveries from the mine by regrinding of middlings［J］.Journal of Wuhan University of Science and Technology，2010(8):78-83.

［10］ 段希祥.完善磨礦過程提高磨礦及選別效率的研究［J］. 云南冶金，2002(3):45-51.

Duan Xixiang.Research on improvement of ore grinding and separation efficiency in milling process［J］. Yunnan Metallurgy，2002(3):45-51.