新疆某銅礦無酸硫浮選試驗研究及生產(chǎn)應(yīng)用

郭永生

（新疆阿舍勒銅業(yè)股份有限公司哈巴河836700）

新疆某銅礦無酸硫浮選試驗研究及生產(chǎn)應(yīng)用

郭永生

（新疆阿舍勒銅業(yè)股份有限公司哈巴河836700）

新疆某銅礦選礦廠尾礦中，黃鐵礦占總量比例的62.05%，硫鐵精礦綜合回收利用具有較高的經(jīng)濟(jì)價值。常規(guī)硫浮選作業(yè)中多數(shù)采用硫酸作為選硫活化劑，考慮到硫酸在實際生產(chǎn)中的使用、管理、運輸?shù)却嬖谥T多不便，且極易腐蝕設(shè)備，大量濃硫酸還易與礦漿中黃鐵礦等發(fā)生反應(yīng)釋放有毒氣體。為此，有必要尋找一種技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的無酸選硫清潔化生產(chǎn)工藝。經(jīng)試驗研究，采用硫酸亞鐵代替硫酸作為硫的活化劑，試驗取得了較好的指標(biāo)，經(jīng)一粗一掃一精的工藝流程，硫鐵精礦含硫、鐵品位分別到達(dá)53.31%、42.34%，硫、鐵回收率分別達(dá)到94.28%、91.59%，并在工業(yè)現(xiàn)場成功生產(chǎn)應(yīng)用。

黃鐵礦無酸選硫硫酸亞鐵浮選工藝

試驗主要是采取該銅礦選礦廠尾礦進(jìn)行試驗，取尾礦樣品重約300 kg，該樣品品位與實際生產(chǎn)品位基本符合。對硫酸亞鐵及硫代硫酸鈉用于阿舍勒尾礦硫浮選的可行性進(jìn)行探索驗證，以及捕收劑黃藥、起泡劑BK201等藥劑用量進(jìn)行條件試驗，并分別用酸性浮選及無酸浮選不同工藝條件進(jìn)行閉路試驗對比，探索該尾礦在堿性或弱堿性條件下無酸浮選綜合回收硫鐵精礦的可行性。

1 原礦性質(zhì)

1.1 礦石的化學(xué)成分

礦石的化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

表1 礦石多元素化學(xué)分析結(jié)果

由表1可知，礦樣中S和Fe是主要回收元素。

1.2 礦石中礦物組成

礦石中金屬礦物：主要有黃鐵礦、少量銅、鋅礦物。銅礦物以黃銅礦相對多見，鋅礦物為閃鋅礦。黃鐵礦FeS：黃鐵礦總體解離度較高，平均93.8%。非金屬礦物以氧化物石英為主，部分硅酸鹽礦物及少量方解石、白云石、重晶石等碳酸鹽硫酸鹽礦物，不可避免有吸附性粘連，影響脈石分離。

2 試驗研究及試驗結(jié)果

2.1 酸性選硫

采取酸性選硫工藝條件，以丁基黃藥作捕收劑、BK-201作起泡劑、硫酸作選硫活化劑，添加水玻璃作為精選作業(yè)脈石分散劑，采用石灰乳調(diào)漿將礦漿pH值調(diào)到11.3，對該礦樣進(jìn)行了詳細(xì)的開路和閉路流程試驗，試驗結(jié)果見表2，工藝流程見圖1。

從試驗結(jié)果可知，采用一次粗選、一次掃選、兩次精選的閉路流程，可得到含硫品位約47.85%的硫鐵精礦，硫的回收率約95%。

2.2 無酸選硫（堿性或弱堿性浮選條件下選硫）

圖1 硫酸活化選硫工藝流程圖

表2 酸性浮選閉路試驗結(jié)果%

考慮到該銅礦選礦廠在堿度條件下進(jìn)行銅礦物浮選，生產(chǎn)尾礦礦漿pH值在11左右，若采用弱酸性條件浮選黃鐵礦，必然給生產(chǎn)帶來不利影響。為此，探索堿性或弱堿性選硫生產(chǎn)工藝。

2.2.1 無酸選硫活化劑種類探索影響

取生產(chǎn)現(xiàn)場尾礦漿對活化劑種類進(jìn)行探索試驗，固定粗選作業(yè)丁基黃藥40 g/t、BK-201起泡劑20 g/t，掃選作業(yè)丁基黃藥20 g/t、BK-201起泡劑20 g/t，浮選時間分別為6 min、3 min，調(diào)整粗選作業(yè)活化劑種類進(jìn)行對比試驗，試驗結(jié)果見表3。

表3 不同選硫活化劑種類浮選試驗影響%

通過試驗可知，在同等條件下添加硫酸亞鐵和硫代硫酸作選硫活化劑試驗指標(biāo)明顯優(yōu)于單獨添加硫酸銅，開路條件下，經(jīng)一次粗選獲得硫粗精礦含硫品位51.25%、選硫回收率83.71%，試驗流程簡單、工藝技術(shù)指標(biāo)理想，且藥劑成本低。

2.3 無酸選硫試驗結(jié)果

經(jīng)活化劑種類探索，以硫酸亞鐵和硫代硫酸作選硫活化劑和調(diào)整劑試驗工藝指標(biāo)較為理想，采用無酸選硫工藝條件對該礦樣進(jìn)行了詳細(xì)的開路和閉路流程試驗，試驗結(jié)果見表4,推薦的工藝流程及指標(biāo)見圖2。

2.4 工藝流程選擇

該尾礦綜合利用試驗利用硫酸作選硫活化劑取得了較好的指標(biāo)，但在硫浮選中所加的調(diào)整劑為硫酸，因原礦漿呈堿性，故生產(chǎn)中需耗費大量的酸，硫酸運輸困難，且硫酸嚴(yán)重腐蝕設(shè)備，還需要對設(shè)備做防腐處理。試驗二無酸試驗采用硫酸亞鐵代替硫酸作為硫的活化劑，試驗也取得了較好的指標(biāo)，且試驗流程較為簡單。

表4 無酸選硫閉路試驗結(jié)果%

圖2 無酸硫浮選閉路試驗流程圖

3 工業(yè)應(yīng)用

該尾礦資源綜合利用項目浮選流程采用推薦的試驗工藝流程，同時考慮到藥劑運輸方便、藥劑使用安全，藥劑制度采用硫酸亞鐵+硫代硫酸鈉代替硫酸作選硫活化劑的堿性選硫藥劑制度，工業(yè)化調(diào)試、應(yīng)用，試生產(chǎn)期間，生產(chǎn)出2 434.44 t硫鐵精礦，硫精礦主要元素硫、鐵品位分別達(dá)到53%和44%，質(zhì)量滿足下游產(chǎn)業(yè)鏈對物料的要求。

4 總結(jié)

（1）新疆某銅礦選礦廠尾礦硫鐵資源綜合利用項目可以實現(xiàn)無酸硫浮選，且硫鐵品位及回收率均達(dá)到或接近加酸硫浮選指標(biāo)；

（2）用硫酸亞鐵取代硫酸進(jìn)行尾礦硫浮選在技術(shù)上是可行的、經(jīng)濟(jì)上是合理的，同時可以不加或少加硫代硫酸鈉取代硫酸銅；

（3）在硫浮選工藝中可以省掉硫酸的配制和添加系統(tǒng)，減少設(shè)備，降低投資，便于生產(chǎn)管理；

（4）經(jīng)生產(chǎn)實踐，采用硫酸亞鐵取代硫酸進(jìn)行尾礦硫浮選工業(yè)應(yīng)用成功。

收稿：2014-03-06