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(jī)碳高達(dá)5.46%,屬于高碳難選硫化銻礦石。經(jīng)多方案試驗(yàn)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(jìn)行選礦回收,試驗(yàn)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(zhì);聯(lián)合工藝;混合銻精礦

銻是工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中的重要生產(chǎn)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(jīng)濟(jì)的不斷增長,國民經(jīng)濟(jì)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(qiáng)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(dāng)前選礦科研人員的一項(xiàng)重要任務(wù)。

湖南某地的銻礦因?yàn)榈V石中的碳質(zhì)含量較高,導(dǎo)致目前生產(chǎn)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(jìn)行了詳細(xì)的選礦工藝技術(shù)研究,確定采用浮選+重選+浮選的工藝流程對礦石中的銻進(jìn)行回收,獲得了優(yōu)異的試驗(yàn)指標(biāo)。

1 礦石性質(zhì)

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(jī)碳高達(dá)5.46%,屬于高碳難選硫化銻礦石。

1.1 礦石的化學(xué)組成

原礦多元素分析見表1。

表1 原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果%

從表1的多元素分析結(jié)果可知,礦石中主要的化學(xué)成分是SiO2,其次為CaO、碳質(zhì)、Al2O3、S、Sb及MgO、K2O,微量的As、Zn、Pb、Cu、Mn等。主要回收的有價(jià)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(jié)果見表2。

表2 原礦銻物相分析結(jié)果 %

從表2的物相分析結(jié)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(xì)顆粒輝銻礦。輝銻礦主要與石英等脈石關(guān)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(xì),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(zhì)。石英:呈柱狀或粒狀集合體,可見石英的自形晶粒狀結(jié)構(gòu),截面呈六邊形。石英間隙中充填有輝銻礦,偶見包裹有細(xì)粒狀的黃鐵礦。方解石:多呈脈狀分布在礦石中。碳質(zhì):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(zhì)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(xué)因素

1.輝銻礦整體嵌布粒度較細(xì),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(guān)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(zhì)和粘土礦物,不利于目的礦物的浮選。

2 選礦試驗(yàn)

2.1 方案試驗(yàn)

工藝礦物學(xué)的研究結(jié)果表明礦石中的碳質(zhì)含量為6.43%,其中5.46%為無機(jī)碳,這是本次選礦試驗(yàn)的難點(diǎn)所在。

針對該銻礦含碳的這一特點(diǎn),結(jié)合國內(nèi)外的生產(chǎn)實(shí)踐,對該礦回收銻進(jìn)行了兩種方案對比試驗(yàn): (1)預(yù)先脫碳方案試驗(yàn);(2)抑碳浮銻方案試驗(yàn)。方案試驗(yàn)原則流程如圖1所示,試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖1 兩種方案原則工藝流程

表3 方案試驗(yàn)結(jié)果 %

從表3的試驗(yàn)結(jié)果可知,采用抑碳浮銻方案所獲得試驗(yàn)指標(biāo)要優(yōu)于預(yù)先脫碳方案,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行抑碳浮銻方案的條件試驗(yàn)。

2.2 抑碳浮銻方案粗選條件試驗(yàn)

在抑碳浮銻方案粗選條件試驗(yàn)中,考察了磨礦細(xì)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(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定了抑碳浮銻粗選的工藝條件是:磨礦細(xì)度為-74μm占65%;礦漿pH值為7左右;抑制劑為木質(zhì)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(yàn)結(jié)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(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用一粗二掃三精的流程進(jìn)行了浮選回收銻閉路試驗(yàn)。閉路試驗(yàn)工藝流程及藥劑制度如圖7所示,試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖2 磨礦細(xì)度浮選試驗(yàn)結(jié)果

圖3 礦漿pH值試驗(yàn)結(jié)果

圖4 抑制劑條件試驗(yàn)結(jié)果

圖5 活化劑條件試結(jié)果

2.4 浮選尾礦回收銻試驗(yàn)

抑碳浮銻方案閉路試驗(yàn)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(xué)的研究結(jié)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(jìn)行了浮選尾礦(以下簡稱給礦)回收銻選礦試驗(yàn)。

圖6 捕收劑條件試驗(yàn)結(jié)果

圖7 抑碳浮銻方案閉路試驗(yàn)工藝流程

表4 抑碳浮銻方案閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

2.4.1 浮選尾礦重選預(yù)富集試驗(yàn)

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

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

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

圖8 浮選尾礦溜槽預(yù)富集試驗(yàn)工藝流程

表5 浮選尾礦螺旋溜槽預(yù)富集試驗(yàn)結(jié)果 %

從表5的試驗(yàn)結(jié)果可知,隨著精礦帶接口寬度的增加,溜槽精礦的產(chǎn)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(yàn)

進(jìn)行了重選精礦浮選回收銻粗選條件試驗(yàn),試驗(yàn)主要考察了重選精礦再磨細(xì)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(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)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(jìn)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(yàn)結(jié)果分別見圖9、圖10、圖11和圖12。

在粗選開路條件試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了浮選尾礦重選+浮選流程回收銻閉路試驗(yàn)。閉路試驗(yàn)工藝流程及藥劑制度如圖13所示,試驗(yàn)結(jié)果見表6。

從表6的試驗(yàn)結(jié)果可知,浮選尾礦重選+浮選回收銻閉路試驗(yàn)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(xì)度浮選試驗(yàn)結(jié)果

圖10 礦漿pH值試驗(yàn)結(jié)果

圖11 活化劑條件試驗(yàn)結(jié)果

圖12 捕收劑條件試驗(yàn)結(jié)果

2.5 浮選+重選+浮選回收銻全流程試驗(yàn)結(jié)果

浮選+重選+浮選回收銻試驗(yàn)原則流程見圖14,閉路試驗(yàn)結(jié)果見表7。

圖13 浮選尾礦重選+浮選回收銻閉路試驗(yàn)工藝流程

表6 浮選尾礦重選+浮選回收銻閉路試驗(yàn)結(jié)果%

圖14 浮選+重選+浮選回收銻原則工藝流程

從表7的試驗(yàn)結(jié)果可知,采用浮選+重選+浮選的工藝流程對礦石中的銻進(jìn)行選礦回收,可獲得產(chǎn)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(yàn)結(jié)果 %

3 結(jié) 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(jī)碳高達(dá)5.46%,屬于高碳難選硫化銻礦石。

2.研究結(jié)果表明,有效解決碳質(zhì)干擾是保證選礦指標(biāo)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(zhì)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(yàn)確定的試驗(yàn)流程及藥劑制度簡單合理,藥劑來源廣泛,試驗(yàn)所獲得的指標(biāo)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.

[3] 陳代雄.復(fù)雜銅鉛鋅硫化礦浮選新工藝試驗(yàn)研究[J].有色金屬(選礦部分),2003,(2):1-4.

[4] 王蓓,羅興,楊曉風(fēng).某地高碳難選氧化銅選礦試驗(yàn)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(xì)粒嵌布銅鉛鋅多金屬礦選礦工藝試驗(yàn)研究[J].有色金屬(選礦部分),2012,(2): 21-25.

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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