釩鈦磁鐵礦選鐵尾礦中硫鈷資源綜合回收研究

董禮輝 師文裕

摘 要：釩鈦磁鐵礦是一種多元共生礦物，有多種化合價。我國富源遼闊，資產豐富，釩鈦磁鐵礦資源儲量非常大且分布較廣。本文主要分析了在釩鈦磁鐵礦的選鐵尾礦中對硫鈷資源進行綜合回收，以避免硫鈷資源在磁鐵礦的選礦過程中大量損失。

關鍵詞：釩鈦磁鐵礦；選鐵尾礦；硫鈷資源；綜合利用

隨著全球進入工業時代以來，各個國家為滿足工業需求，大量開發礦產資源從中提煉金屬元素服務于工業生產。但是面對地球上有限的資源與人類無限的開發利用，各種礦產資源日益貧乏，對礦產資源進行節約再利用成為了當前實現經濟可持續發展的重要有效措施，對尾礦資源的開發再利用不僅能夠節約礦產資源，還能夠為社會生產增加財富，同時也減少了廢棄的礦產資源對環境的破壞。釩鈦磁鐵礦的選鐵尾礦中硫鈷元素如果不能得到有效的回收利用，會造成礦產資源的大量浪費，也會使得對尾礦的處理成本更高，本文對釩鈦磁鐵礦選鐵尾礦中硫鈷資源的綜合回收方法進行研究分析，對節約資源，保護環境，實現經濟可持續發展有非常重要的意義。

1 釩鈦磁鐵礦

以鐵元素、釩元素、鈦元素三種元素為主要組成部分的釩鈦磁鐵礦是一種多元共生鐵礦。由于鐵元素與鈦元素能夠緊密共生，大部分的釩元素與鐵礦物以類質同像的形式存在于鈦磁鐵礦中，所以我們將以這三種元素為主要構成部分的礦產資源稱之為釩鈦磁鐵礦。在大自然中，釩鈦磁鐵礦主要存在于基性或超基性的巖體中，同時還伴隨著金屬氧化物、硅酸鹽礦物、硫化礦、砷化合物，磷酸鹽礦物等多種化合物。

2 實驗樣品和實驗方案

2.1 實驗樣品分析

本文所用到的實驗樣品取自于某選礦廠的選鐵尾礦，該選鐵尾礦中除了含有大量的碳元素以外，同時還含有鈷鎳銅等少量的有色金屬元素。其中鈷元素占比0.016%，與其他有色金屬元素相比品相略高，是本次選鐵尾礦中的主要回收元素。該選鐵尾礦中還含有大量的硫、二氧化硅、氧化鈣等多種非金屬元素及其化合物，其中硫元素占比0.62%，可以進行綜合回收。各元素具體分布情況如下表。

通過對鈷元素的物相分析，其中硫化鈷在選鐵尾礦中的分布率占比為48.86%，氧化鈷在選鐵尾礦的分布與占比為27.84%，還有23.30%硅酸鹽中的鈷分布在選鐵尾礦中。這其中48.86%的硫化鈷中的沽元素是最容易回收，而氧化物和硅酸鹽中的鈷元素則難以回收。為了對選鐵尾礦中礦樣的硫化礦物存在形式進行分析，我們借助于光學顯微鏡和X射線，MLA測試等方法確定了礦樣中各元素的含量。其中選鐵尾礦中的硫化礦物總量僅含1.2%，含量最大的為黃鐵礦和磁黃鐵礦，其占比分別為0.46%和0.75%，另外還分布著硫鈷黃鐵礦、鈦磁鐵礦、鈦鐵礦等，而分布含量最廣的長石和輝石分別占比22.12%和30.2%。對于含鈷元素的礦物進行探測，其中硫鈷黃鐵礦中鈷元素達到41.66%，屬于含量非常高的礦物，但是卻由于硫鈷黃鐵礦物質在選鐵尾礦礦物含量分布中只占0.01%，占比非常小，難以作為單獨的鈷元素回收對象進行回收，只能根據具體情況盡可能的對其進行回收。而鈷元素在黃鐵礦和磁黃鐵礦中的占比為0.20%和和0.21%，占比非常接近，但是同樣含量很低，所以想要作為單獨精礦選出來進行硫鈷元素的回收非常困難。但是換個角度，通過對磁黃鐵礦顆粒中的鈷含量進行分析，有將近70%的黃鐵礦顆粒中鈷含量低于0.1%，但是也有，=少量的約7%的黃鐵礦中鈷元素含量可以大于1%，所以為了得到能夠有效回收的硫鈷精礦需要選鐵尾礦的含部黃鐵礦進行富集與分離。

2.2 實驗方案

通過以上對釩鈦磁鐵礦選鐵尾礦中的硫鈷元素分布情況與含量多少進行分析，要想得到能夠有效回收的合格硫鈷精礦，需要首先對硫化礦物進行富集處理，然后再對富集的硫化礦物進行分離，從而得到合格的硫鈷精礦產品。而本實驗主要對硫鈷精礦的分離進行分析。

2.3 實驗結果與討論

（1）硫鈷粗精礦富集試驗。對選鐵尾礦中的硫化物進行分析其品位較低，一般的氧化時間為半個月，使得硫化礦物的浮性大大降低，然后運用硫酸、捕收劑、起泡劑對硫鈷精礦中的硫化礦物進行富集挑選，其中硫酸為酸堿調整濟兼活化劑，捕收劑采用的是丁基黃藥，起泡劑采用的是松醇油，然后在保證粗精礦中硫的品位的同時對硫鈷精礦經過初選程序、掃選程序，一次提高硫化礦物中的硫回收效率，通過上述操作程序得到的硫鈷精礦中，硫元素和鈷元素得品位分別為6.53%和0.063%。

（2）硫鈷元素分離試驗。通過以上的初選和掃選程序，得到的硫鈷精礦中，硫鈷品位仍然相對較低，所以要對硫元素和鈷元素進行分離，首先要對含鈷黃鐵礦進行分類，經過多方研究與經驗借鑒，我們運用浮選和磁選得方法對含鈷黃鐵礦和磁黃鐵礦進行分離，以此提高分離效率。在對含鈷黃鐵礦和磁黃鐵礦進行浮選分離的時候，經過考察研究運用石灰作為分離抑制劑，可以取得良好的分離效果。因為運用少量的石灰，可以使硫鈷精礦中的硫品位從以前的6.53%上升到40%左右，這個數據可以表明黃鐵礦通過浮選分離在硫鈷精礦中富集。

接下來為了進一步對富集的硫鈷精礦進行硫鈷分離，運用磁選分離法，運用不同的磁場強度對礦物的分選效率影響，最終得出帶有磁性的產品為硫精礦，不帶磁性的產品為硫鈷精礦，而通過運用不同的詞性對硫鈷分離的影響，磁場越強流過精礦中的硫品位越高，在磁場強度為0.8T時，硫鈷精礦中的硫品位能夠達到46.16%。但是磁場強度對鈷的品位影響較低，不同的磁場強度，鈷的品位一直維持在穩定狀態。

最后運用MLA探測程序對浮選分離，磁選分離之后的硫精礦和硫鈷精礦中的礦物成分進行探測分析，得出硫化礦物在經過磁選之后的產品中占比非常大，能夠達到礦物含量的70%以上，這個結果說明，浮選磁選程序對于黃鐵礦和磁黃鐵礦分離效率非常高。但是這一步程序中主要是提高了硫品位，而鈷品位沒有多大變化。繼續加大磁場達到1.5T，進行高磁場強分選以后，硫鈷精礦中的鈷品位提升到了0.4%，硫的品位為50.45%，這個結果已經完全達到了鈷硫精礦的質量要求。

3 實驗結果

將以上通過精選分離得到的鈷硫精礦，硫精礦和尾礦進行礦物組成分析，精礦產品中硫化物含量非常高，有效的對黃鐵礦和磁黃鐵礦進行了分離，而且經過浮選，尾礦中的硫化礦物含量低，運用浮選磁選工藝實現了硫鈷的高效分離，最后在1.5T的高強度磁場下，有效的提高鈷的品位，總體結果說明，運用以上工藝，能夠實現選鐵尾礦中硫鈷資源的綜合回收利用。

參考文獻：

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