柿竹園多金屬礦浮選硫試驗(yàn)研究

胡新紅，呂清純，許道剛，黃春海，魏大為

（湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司，湖南 郴州 423037）

柿竹園礦礦石中硫化物與鎢礦物共生，白鎢礦與黑鎢礦共生且相互之間交代蝕變嚴(yán)重，黑白鎢同步有效浮選難；礦石中含有與白鎢礦可浮性極其相似的含鈣礦物螢石、方解石和石榴石，含鈣礦物的浮選分離難。柿竹園東波多金屬選礦廠采用硫化礦全浮得到鉬鉍硫粗精礦［1］，再用無(wú)水玻璃新工藝浮選黑白鎢得到黑白鎢混合精礦［2］，再浮選螢石，得到高、低度螢石精礦產(chǎn)品。其中硫化礦浮選原工藝：礦漿濃度調(diào)整到50%，pH調(diào)整到7.5～8.0，水玻璃作抑制劑，乙硫氮作捕收劑，BK205作起泡劑進(jìn)行浮選［3，4］，使得在目前的浮鎢工藝得到的黑白鎢混合精礦中硫含量有時(shí)可高達(dá)6%，不能滿足下游鎢冶煉對(duì)鎢精礦中硫含量（小于2.5%）的要求。為滿足鎢冶煉對(duì)給料產(chǎn)品硫的要求，即降低柿竹園黑白鎢混合精礦中硫含量，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)浮鎢的前段工藝（浮硫）進(jìn)行了優(yōu)化試驗(yàn)研究。

1 試 驗(yàn)

1.1 礦樣來(lái)源與性質(zhì)

試驗(yàn)樣品為柿竹園東波多金屬選礦廠的原礦，其中有用的金屬礦物主要有磁鐵礦、輝鉬礦、輝鉍礦、黃鐵礦、鎢礦，有用的非金屬礦物主要是螢石，脈石礦物主要有石英、方解石、云母、石榴子石、透輝石等，礦石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造較復(fù)雜，嵌布關(guān)系較密切，各種有用礦物嵌布粒度細(xì)。礦樣化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鐵、硫物相分析結(jié)果分別見表2、表3。

表1 礦樣多元素分析結(jié)果 %

表2 礦樣中鐵物相分析結(jié)果 %

表3 礦樣中硫物相分析結(jié)果 %

由表1、表2、表3可知，礦樣中硫含量1.08%，鎢含量0.31%，礦樣中硫主要以金屬硫化物的形式存在，其分布率高達(dá)98.14%，硫化物中的硫除了有黃鐵礦還有部分磁黃鐵礦，難浮的黃鐵礦與磁黃鐵礦是導(dǎo)致后續(xù)作業(yè)鎢精礦中硫超標(biāo)的主要原因。

1.2 試驗(yàn)方案

采取該多金屬選礦廠的原礦產(chǎn)品作為本試驗(yàn)樣品，開展了硫化礦全浮作業(yè)的粗選磨礦細(xì)度、礦漿濃度、pH值、組合藥劑種類、組合藥劑用量等粗選條件試驗(yàn)及1粗1精1掃閉路試驗(yàn)［5］。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 粗選磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度對(duì)于浮選非常重要，過(guò)細(xì)、過(guò)粗對(duì)浮選都不利［6］。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，試驗(yàn)在浮選濃度50%、pH＝7.5、水玻璃用量1 000 g／t、乙硫氮用量80 g／t、BK205用量30 g／t條件下，進(jìn)行粗選磨礦細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

由圖1可知，磨礦細(xì)度越細(xì)，礦物單體解離度越高，粗精礦中硫的品位先降后升，回收率先升后降，粗精礦中鎢的品位基本不變，回收率逐漸提升。說(shuō)明磨礦細(xì)度越細(xì)，會(huì)導(dǎo)致鎢損失在硫化礦中，而對(duì)硫指標(biāo)的提升沒(méi)有太大的幫助，綜合選擇磨礦細(xì)度-0.074 mm占75%。

2.2 粗選浮選濃度試驗(yàn)

浮選濃度直接影響浮選效果，特別是對(duì)硫化礦的浮選［7］，為了探究礦漿浮選濃度對(duì)硫化礦浮選的影響，在磨礦細(xì)度-0.074 mm占75%、pH＝7.5、水玻璃用量1 000 g／t、乙硫氮用量80 g／t、BK205用量30 g／t條件下進(jìn)行浮選濃度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 浮選濃度試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可知，隨著浮選濃度的增大，鎢損失在硫化礦浮選作業(yè)段呈現(xiàn)升高趨勢(shì)，而硫的品位和回收率均有所下降，浮選濃度在為45%時(shí)為硫化礦浮選的最佳濃度，但同時(shí)要為了后續(xù)鎢的浮選考慮，綜合選擇50%的浮選濃度。

2.3 粗選pH值試驗(yàn)

碳酸鈉作為常用的pH調(diào)整劑，應(yīng)用較為廣泛，此次試驗(yàn)選擇碳酸鈉作pH調(diào)整劑［8］。在磨礦細(xì)度-0.074 mm占75%、給礦濃度為50%、水玻璃用量1 000 g／t、乙硫氮用量80 g／t、BK205用量30 g／t條件下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 pH值試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可知，當(dāng)pH值升高時(shí)，粗精礦中硫的回收率先升后降，品位變化不大，鎢的品位和回收率也略有升高。說(shuō)明在高堿度的情況下，使得難上浮的硫也會(huì)隨之起來(lái)。為使硫有較高的作業(yè)回收率，而且不影響鎢的前提下，綜合選擇pH＝9.75。

2.4 粗選組合藥劑種類試驗(yàn)

硫化礦的浮選藥劑種類很多，柿竹園多金屬礦硫化礦種類較多，除了有較好浮的黃鐵礦、磁黃鐵礦還有較難浮的黃鐵礦、磁黃鐵礦，單一乙硫氮藥劑很難在硫化礦全浮作業(yè)中把硫浮選干凈，利用組合用藥的藥劑協(xié)同作用［9，10］開展試驗(yàn)。用4組藥劑組合試驗(yàn)+單一乙硫氮試驗(yàn)，乙硫氮130 g／t，組合1：乙硫氮80 g／t+硫酸銅50 g／t、組合2：乙硫氮80 g／t+丁銨黑藥50 g／t、組合3：乙硫氮80 g／t+戊基黃藥50 g／t、組合4：乙硫氮80 g／t+丁基黃藥50 g／t，在磨礦細(xì)度-0.074 mm占75%、給礦濃度50%、pH＝9.75、水玻璃用量1 000 g／t、BK205用量30 g／t條件下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 組合藥劑種類試驗(yàn)結(jié)果

由圖4可知，單一乙硫氮得到的全浮粗精礦中硫的回收率要比組合藥劑的回收率要低，不同的藥劑組合種類全浮粗精礦中鎢的品位及回收率差別不大，組合4：乙硫氮80 g／t+丁基黃藥50 g／t最理想，可得到硫化礦全浮粗精礦中硫的品位13.88%、回收率92.87%、鎢的品位0.25%、回收率5.95%的選礦指標(biāo)。

2.5 粗選組合藥劑用量試驗(yàn)

由上述組合藥劑種類試驗(yàn)結(jié)果得到組合藥劑乙硫氮+丁基黃藥效果最佳，對(duì)于組合藥劑中每種藥劑的用量進(jìn)行了試驗(yàn)［10，11］。固定乙硫氮的用量80 g／t，探索黃藥用量10 g／t、20 g／t、30 g／t、40 g／t、50 g／t用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。固定在黃藥用量30 g／t，探索乙硫氮用量60 g／t、70 g／t、80 g／t、90 g／t、100 g／t用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖5 黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

圖6 乙硫氮用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖5可知，隨著黃藥用量的增加，硫化礦全浮粗精礦中硫的品位一直下降，回收率先升高后基本不變，粗精礦中鎢的品位基本不變，回收率一直在升高，綜合選擇黃藥用量30 g／t。由圖6可知，隨著乙硫氮用量的增加，硫化礦全浮粗精礦中硫的品位一直下降，回收率先升高后基本不變，粗精礦中鎢的品位基本不變，回收率一直在升高，綜合選擇乙硫氮用量80 g／t。

2.6 閉路流程試驗(yàn)

在粗選條件試驗(yàn)及開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行閉路試驗(yàn)。閉路試驗(yàn)流程圖和藥劑制度如圖7所示，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖7 閉路試驗(yàn)流程

表4 閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

2.7 硫化礦工藝優(yōu)化前后黑白鎢混合精礦質(zhì)量對(duì)比

在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)基礎(chǔ)上及通過(guò)論證，2019年5月開始對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行改造，2019年6月硫化礦優(yōu)化試驗(yàn)正式進(jìn)行工業(yè)調(diào)試，通過(guò)3個(gè)月的攻關(guān)試驗(yàn)取得了圓滿成功，試驗(yàn)指標(biāo)見表5。從表5中可知，優(yōu)化后黑鎢混合精礦品位有所提升，黑白鎢混合精礦中的硫含量有明顯的改善。

表5 鎢精礦質(zhì)量?jī)?yōu)化前后對(duì)比%

3 結(jié) 語(yǔ)

1.粗選在磨礦細(xì)度-0.074 mm占75%、給礦濃度為50%、碳酸鈉調(diào)pH＝9.75、水玻璃用量1 000 g／t、乙硫氮用量80 g／t、黃藥用量30 g／t、BK205用量30 g／t條件下，可得到硫化礦全浮粗精礦中硫的品位15.33%、回收率92.43%；鎢的品位0.3%、回收率4.34%的選礦指標(biāo)。1粗1精1掃浮選閉路浮選試驗(yàn)，可得到硫化礦全浮精礦硫品位35.5%、回收率90.62%；鎢品位0.42%、回收率3.45%的選礦指標(biāo)，硫化礦全浮尾礦中硫的品位0.1%以下。

2.硫化礦全浮段組合藥劑的效果強(qiáng)于單一藥劑，硫化礦全浮段通過(guò)優(yōu)化后，浮鎢段得到黑白鎢混合精礦品位有所提升，黑白鎢混合精礦中的硫含量有明顯的改善。