含锡多金属硫化矿选矿实验.docx
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1、含锡多金属硫化矿选矿实验摘要:对云南某含锡多金属硫化矿进行了工艺矿物学和选矿实验研究.结果表明,矿石中铅锌档次低,铅、锌矿物互相交代、包裹,嵌布粒度不均匀,采用优先浮铅、再选锌的原则流程,利用铅矿物与锌、硫矿物间可浮性差异较大的特点,采用石灰、亚硫酸钠和硫酸锌抑制锌、硫,以乙基黄药为铅捕收剂优先浮选铅矿物,选铅尾矿用硫酸铜作活化剂活化闪锌矿选锌;锡矿物与黄铁矿、磁黄铁矿等矿物共生关系复杂,且嵌布粒度较细,选锌尾矿经脱硫浮选后采用重磁联合流程回收锡矿物.通过闭路实验,得到含铅40.92%、银1610.53g/t、铅回收率81.25%、银回收率77.03%的铅精矿,锌精矿含锌43.23%、回收率为
2、85.92%,硫精矿含硫42.57%,作业回收率为87.65%,锡精矿含锡42.38%,作业回收率为59.29%.关键词:多金属硫化矿;矿物学;优先浮选;重磁联合流程;铅;锌1前言锡石多金属硫化物矿床是我国锡矿床的特征类型,分布特别广泛,储量约占全国原生矿床的3/4,几乎在所有成矿带中均存在.该类矿床的矿石成分复杂,矿石中含大量硫化物为其特征,主要有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、黄铜矿及一些银、锑、铅的复杂化合物.含锡矿物除锡石外,还有黝锡矿及辉锑锡铅矿等,且锡石常以微细粒分布在矿石中.其选矿流程复杂,回收率低13.开采和利用锡石多金属硫化矿成为当前研究的重要课题.含铅锌多金属硫化矿的选别
3、以浮选法为主4,5.铅锌具有共同的成矿物质来源和类似的地球化学行为,有类似的外层电子构造,都具有强烈的亲硫性,并构成一样的易溶络合物,因而,铅锌在自然界中十分是在原生矿床中嵌布关系较为密切,经常共生,浮选铅经过中,部分锌矿物随着泡沫产品混杂到铅精矿中,降低了精矿品质,同时导致锌回收率降低4,6.我国锡矿石常伴生有其他组分,构造复杂,目的矿物性质不尽一样,单独采用传统的重选法及浮选法都难以将矿石中的各有用组分综合回收利用79.本实验采用亚硫酸钠和硫酸锌作组合抑制剂,预先抑制可浮性较好的锌矿物,减少了锌矿物对铅浮选的影响,提高了铅精矿档次,同时也提高了锌浮选回路中锌的入选档次.锌浮选以乙硫氮作锌矿
4、物的捕收剂,由于其对黄铁矿及脉石矿物的捕收能力较弱,因此具有良好的选择性,在回收率与其他药剂相近的情况下,可获得较高档次的锌精矿.矿石中锡矿物结晶粒度细、分布广、锡石与黄铁矿及脉石间的共生关系复杂.本研究对选锌尾矿再磨后用浮选脱硫、再用摇床选出锡精矿、磁选除去磁性矿物,提高了锡精矿的档次和回收率.2实验2.1材料与试剂2.1.1实验矿样矿样采自云南南部某地,能代表矿区矿石的基本性质.多元素分析、物相分析和XRD分析结果见表1,2和图1.从表1可看出,矿石中的有价元素主要为锌、铅、锡、银,其中伴生的贵金属银可随铅精矿综合回收,有害元素主要为砷,含量较低,在选别经过中可不予考虑.脉石矿物以石英及含
5、钙、铝、镁的硅酸盐为主.表2表明,矿石中的锌氧化率很低(5.72%),锌主要以独立矿物形式赋存于闪锌矿及铁闪锌矿中.矿石中铅的氧化率为14.85%,硫化铅中铅的含量占总铅的83.58%,是选矿回收的主要目的矿物.锡主要是以酸不溶锡(锡石)形式赋存,占锡金属率的89.75%,这部分锡是可供选矿回收的最大理论回收率;还有10.25%的锡以酸溶锡形式赋存,这部分锡在目前选矿工艺中难以回收,是影响锡回收率提高的重要因素.图1显示,矿石中金属矿物主要为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、铁闪锌矿、锡石及少量黄铜矿.脉石矿物主要为方解石、白云母、白云石、绿泥石及密陀僧等.银仅有少部分赋存于独立矿物硫锑铜银矿中,大部分
6、以分散形式存在于硫化矿物中.锡石粒度最大为0.7mm,以0.0150.06mm为主,最小为0.002mm,主要呈细粒状、微细粒状形式嵌布于黄铁矿、石英、方解石、白云母、绢云母中或磁黄铁矿、铁闪锌矿、闪锌矿、硫锑铅矿、毒砂、石英、方解石晶粒间.因而,回收锡时需注意锡矿物与其他矿物间的解离问题.需选择适宜的磨矿细度.2.1.2试剂石灰(天津药剂三厂),硫酸锌(天津药剂三厂),亚硫酸钠(天津药剂三厂),乙硫氮(C2H5)NCSSNa3H2O,湖南株洲华宏化工厂,乙基黄药(C2H5OCSSNa,淄博华创化工有限公司),丁基黄药(C4H6OCSSNa,青岛澳通国际有限公司),硫酸铜(天津药剂三厂),25
7、#黑药(C14H15O2PS2,株洲选矿药剂厂),2#油(C10H17OH,湖南株洲华宏化工厂),浓硫酸(天津市大茂化学试剂厂),丁胺黑药主要成分为(C4H9O)2PSSNH4,株洲选矿药剂厂.2.2实验设备与分析仪器XMQ-24090锥形球磨机(吉林省探矿机械厂),XFD型单槽浮选机(吉林省探矿机械厂),XTLZ型真空过滤机(西昌一零二厂),101-3型电热鼓风枯燥箱(南京实验仪器厂),HC.TP11B.10型托盘医药天平(北京医用天平厂),标准套筛(浙江上虞砂筛厂),6s型摇床(石城县绿洲选矿设备制造厂),XCGS型50磁选管(南昌市力源矿冶设备有限公司),D/max-2200X射线衍射仪
8、(日本理学公司).2.3实验方法最大粒度50mm的矿样经颚式破碎机开路破碎至6mm下面,再用对辊机闭路破碎至小于2mm,用移锥法混匀后,用四分法缩分出化验样、实验样和备样.每次称取500g样品、量取250mL水参加锥形球磨机磨矿.浮选实验采用1.5LXFD(粗、扫选)和0.5LXFD(优选)型单槽浮选机,将矿样及适量水倒入浮选槽内,依次参加pH调整剂、抑制剂(活化剂)、捕收剂、起泡剂,参加抑制剂(活化剂)后搅拌3min,参加捕收剂及起泡剂后均搅拌1min,再充气刮泡,进行浮选条件实验.将浮选产品过滤、烘干、称重,缩分制样后送检,确定磨矿细度及药剂用量.进行铅浮选一粗一扫两精、锌浮选一粗一扫一精
9、、中矿顺序返回的铅锌回路闭路实验.对浮锌尾矿按两次粗选的流程进行脱硫浮选实验,以确定再磨细度及药剂用量.脱硫浮选尾矿给入摇床,分选后得锡精矿、锡中矿、尾矿.锡精矿进入XCGS型50磁选管确定实验场强,非磁性产品为锡精矿,磁选尾矿返回摇床重选.原矿多元素分析、铅锌锡的物相组成、实验产品的档次均采用化学滴定法测定.元素i在各产品中的回收率用下式计算。3结果与讨论矿物中铅和锌主要以硫化物形式存在,锡主要以锡石形式存在.方铅矿、闪锌矿在不同浮选条件下可浮性存在一定差异,方铅矿遭到抑制后较难活化,抑制方铅矿的药剂对环境的危害程度较抑制闪锌矿的药剂更大.结合现场实际情况及各矿物间性质的差异,采取先浮铅再浮
10、锌的优先浮选方案.磨矿后外表新鲜的黄铁矿得到有效抑制.若采用混合浮选或等可浮流程,锌矿物和黄铁矿外表均吸附捕收剂,分离浮选时除去矿物外表的捕收剂更困难.综上所述,本实验采用铅、锌、硫优先浮选、尾矿选锡的工艺流程.3.1磨矿细度对铅、锌浮选的影响通过改变磨矿时间控制磨矿细度,磨矿产品经铅粗选铅扫选后得到铅精矿,选铅尾矿经锌粗选锌扫选得到锌精矿.铅粗选药剂为(g/t):石灰6000,硫酸锌2000,亚硫酸钠2000,乙基黄药100,2#油40;铅扫选药剂除不加石灰外,其余与铅粗选一样,但用量减半.锌粗选药剂为(g/t):硫酸铜500,乙硫氮100,丁基黄药100,2#油20;锌扫选药剂除2#油用量
11、与锌粗选一样外,其余比锌粗选用量减半.铅粗选和铅扫选精矿合并为铅精矿,锌粗选和锌扫选精矿合并为锌精矿.磨矿细度对浮选的影响见图2.由图可知,随磨矿细度增加,铅精矿和锌精矿回收率逐步升高,当粒度0.074mm颗粒占70%时,铅精矿及锌精矿回收率较低.这是由于颗粒较粗时,有用矿物与脉石矿物单体解离不够,捕收剂不能有效地作用于有用矿物外表,降低了有用矿物被气泡浮载的机率,导致回收率较低;随磨矿细度增加,与脉石矿物连生的有用矿物的单体解离度逐步升高,药剂作用更充分,精矿回收率渐渐升高;当磨矿细度达0.074mm颗粒占75%时,铅精矿及锌精矿回收率随磨矿细度升高增加幅度较小,表明有用矿物已基本单体解离,
12、继续提高磨矿细度,对浮选回收率的提高影响很小.综合考虑选矿成本及后续选矿流程,确定磨矿细度为0.074mm颗粒占75%(0.037mm颗粒占43%).3.2石灰用量高碱体系中黄铁矿外表发生反响(1),生成亲水性的Fe(OH)3和SO42,降低了黄铁矿的可浮性.石灰体系中(CaO6mmol/L)黄铁矿的XRS分析中的Ca扩展谱Ca(2P)(见图3)表明,黄铁矿外表会吸附CaSO4和Ca(OH)2等亲水性物质,进一步抑制黄铁矿浮选10,11.Li等12通过计算黄铁矿(100)面电子构造及外表能级分布密度得出在石灰体系中,黄铁矿外表由于吸附OH和Ca(OH)+而使浮选行为恶化,降低其可浮性.为了延长
13、石灰的作用时间,直接将石灰参加锥形球磨机中.石灰用量对铅精矿及锌精矿档次和回收率的影响见图4.由图可看出,随石灰用量增大,铅精矿及锌精矿的档次逐步升高,表明增加石灰用量可加强对黄铁矿的抑制.精矿回收率逐步增加,表明此时矿浆的pH值有利于捕收剂对铅矿物及锌矿物的捕收.石灰用量为8000g/t时,铅精矿及锌精矿的回收率最大,且档次较高,继续增加其用量,铅精矿及锌精矿回收率降低,这可能是石灰在抑制黄铁矿的经过中,部分与黄铁矿连生在一起的铅矿物、锌矿物也被抑制.因而,确定石灰用量为8000g/t.3.3铅粗选条件实验3.3.1抑制剂种类ZnSO4和Na2SO3是闪锌矿的有效抑制剂.Cao等13以为Zn
14、SO4在抑制闪锌矿时,理论上是Zn(OH)2和Zn(OH)+发挥了作用.一方面Zn(OH)2和Zn(OH)+吸附在闪锌矿外表,使其亲水;另一方面,Zn(OH)2和Zn(OH)+使细粒闪锌矿团圆,减少了进入泡沫精矿中的细粒.Shen等14以为Na2SO3对闪锌矿的抑制作用为:(1)可在闪锌矿外表生成ZnSO3亲水层;(2)消耗矿浆中的Cu2+等活化离子;(3)促进氧化反响,使黄药分解;(4)调节氧化复原电位,阻碍捕收剂在闪锌矿外表的吸附.田松鹤15则以为ZnSO4与Na2SO3组合使用对闪锌矿的抑制效果最佳,二者混合可构成水溶性的络合物吸附在闪锌矿外表,使其亲水而遭到抑制,还能与Cu2+作用生成
15、络合物而消除Cu2+对闪锌矿的活化作用.浮选药剂组合使用效果大于其单独使用的效果之和16.抑制剂种类对铅精矿档次及回收率的影响见图5,用量固定4000g/t,铅精矿为铅粗选的精矿,硫酸锌与亚硫酸钠(1:1)组合使用,铅精矿档次较单独用药高近2%,而回收率变化不大.这可能是由于二者混合构成水溶性的锌酸盐络合物阴离子,与闪锌矿有一样的电子排布和几何构造,只吸附于闪锌矿外表,使闪锌矿的可浮性降低,不易被捕收剂浮起,导致精矿档次提高.3.3.2捕收剂种类黄药类是浮选工艺中重要的硫化矿捕收剂,对方铅矿具有良好的捕收效果.黄药吸附在方铅矿外表构成疏水膜,使水分子与方铅矿外表的距离变大,削弱了二者的亲和力,
16、增加了矿物外表的疏水性,与气泡相撞时,便能牢固地附着于气泡上而上浮7.黑药类捕收能力较弱,选择性较好,且其具有起泡性,因而浮选经过中一般不添加起泡剂.高pH值下乙硫氮对方铅矿具有较好的捕收能力,而对闪锌矿及黄铁矿则捕收能力较弱,是铅锌分离常用的捕收剂.原矿中含银,丁胺黑药可强化银的回收,同时其起泡性能可以消除参加的起泡剂对精矿品质的影响.捕收剂种类实验结果见图6,用量均为100g/t.从图可看出,以乙硫氮作捕收剂,因其捕收能力强,所得铅精矿回收率最高,其中存在较多黄铁矿,导致精矿档次偏低;丁胺黑药选择性较差,使铅精矿档次最低;25#黑药的捕收能力较弱,粒度较粗的铅矿物不能被有效捕收,使精矿回收
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