從銅鉬尾礦中回收長石的試驗研究

趙翠玲,趙 龍,甘國超,潘 力

(蚌埠玻璃工業設計研究院,蚌埠 233010)

從銅鉬尾礦中回收長石的試驗研究

趙翠玲,趙 龍,甘國超,潘 力

(蚌埠玻璃工業設計研究院,蚌埠 233010)

為了提高資源的綜合利用率,回收銅鉬尾礦中的長石,采用中磁—擦洗—浮選—強磁的試驗流程,最終產品的鉀鈉總含量比大于12%,可作為陶瓷釉料使用。該文通過研究表明:擦洗作業中加入不同的介質對長石的后續浮選作業有較大影響,中性浮選與酸性浮選相比,精礦品位更高,但產率偏低。

銅鉬尾礦; 回收長石; 酸性浮選; 中性浮選

我國是世界礦業大國,固體礦產開發總規模居世界前列,而受傳統工藝和經營方式影響,礦石采選也是排出固體廢物最多的行業之一。全國工業固體廢棄物80%以上來自礦山,每年礦山產生尾礦超過6億t,礦山尾礦累計達到45億t,而全國尾礦的平均利用率只有8.2%[1,2]。尾礦的大量堆置不僅對環境造成污染,更是資源的巨大浪費。尾礦庫的建設在耗費了大量資金和占用土地資源的同時,還具有潛在的工程危害。

尾礦作為二次資源已受到中國各級政府和生產企業的高度重視。據專家預測,尾礦利用將是21世紀礦產綜合利用范圍最廣潛力最大的領域。因此,從國內尾礦資源的實際出發,大力開展尾礦資源綜合利用,實現資源開發與節約并舉,提高資源利用率,有著十分重要的意義[3]。

我國北方某銅鉬選礦廠的大量尾礦被廢棄在尾礦場里,實驗采用無氟工藝對此銅鉬尾礦中長石的回收進行研究。

1 尾礦性質

尾礦整體呈灰紅色,含泥較多,部分泥質粘結成塊,泥塊最大塊度10 mm,樣品最大粒度約1.2 mm。此尾礦主要礦物為長石和石英,含有少量的絹云母、綠泥石和碳酸鹽等,同時含有微量的多呈連生體狀態的黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、金紅石、磁鐵礦等礦物。對此尾礦試樣進行了多元素化學分析和粒度篩析,分析結果如下:

2)試樣中+0.5 mm粒級含量為25.20%,+0.3 mm粒級含量為56.95%,-0.074 mm粒級為4.23%,原礦顆粒度較粗。

2 選礦試驗

根據銅鉬尾礦的試樣性質,試驗采用磨礦、磁選、擦洗、浮選的選別工藝。試驗設備有:棒磨機、磁選機、擦洗機、浮選機。試劑主要有:H2SO4、NaOH、二胺、石鈉、2#油。

2.1 篩分—磨礦—磁選試驗

為了使試樣更好地進行單體解理,除去磁性礦物,同時達到適合浮選的粒度要求,要首先進行“篩分—磨礦(0.3 mm)—磁選”試驗。試驗流程見圖1,非磁性物試驗結果見表1。

表1 磁選精礦(非磁性物)試驗結果

由此可見在磨礦細度d≤0.3 mm的條件下,隨著磁場強度及段數的增加,精礦中Fe2O3含量隨之降低,但K2O含量變化不大。即磁選能有效地去除磁選雜質礦物,但不能有效地富集長石。

2.2 擦洗條件試驗

因試樣來自銅鉬的尾礦,礦物表面會殘留些許浮選銅鉬時的藥劑,為使礦物表面潔凈,增強浮選效果,在浮選之前采用擦洗作業進行表面處理。“擦洗—浮選”試驗流程見圖2,“擦洗—浮選”試驗結果見表2。

表2 擦洗-浮選試驗結果

由表2可知,在浮選條件相同時,采用堿—酸聯合擦洗工藝浮選精礦1和2的K2O含量均高于單一堿擦洗或單一酸擦洗。

2.3 浮選藥劑制度試驗

從銅鉬尾礦中提取鉀長石的關鍵作業是無氟浮選,而在浮選作業中浮選藥劑對于K2O的回收起到至關重要的作用。

為尋找適宜的藥劑制度,先進行了L9(34)正交試驗,選用了p H調整劑H2SO4、捕收劑二胺、石鈉、起泡劑2#油4個因素,每個因素設置3個水平。結果表明影響浮選的因素依次排序為:二胺＞石鈉＞H2SO4＞2#油。對比之下,2#油用量對浮選效果影響最小,所以后續不添加2#油。對提高K2O含量而言,H2SO4和二胺的用量少為宜,石鈉用量多為宜。

在此基礎上又進行浮選調優試驗,進行了L4(23)的正交試驗,選用了p H調整劑H2SO4、捕收劑二胺、石鈉3個因素,每個因素設置2個水平。結果表明,影響精礦中K2O含量的因素依次排序為二胺＞石鈉＞H2SO4,而且當二胺用量多、石鈉和H2SO4用量少時,精礦中K2O含量越高,并且H2SO4的影響效果最小。

根據以上實驗結果又進行酸性浮選和中性浮選對比試驗,試驗結果見表3。

表3 中酸性浮選對比試驗結果

由表3可知,在酸性條件下浮選,精礦產率較高,但精礦中K2O含量低于在中性條件下的浮選精礦,中性條件下浮選精礦K2O含量為8.11%,但產率偏低。酸性浮選對設備和環境有特殊要求,從環保角度考慮中性浮選是今后的發展和研究的方向。

2.4 中性浮選試驗

在中性浮選的條件下,采用“中磁—擦洗—浮選—強磁”的試驗流程見圖3,試驗結果見表4。

表4 中磁—擦洗—浮選—強磁試驗結果

由表4可知,最終精礦K2O含量為8.20%,Na2O含量為4.22%,K2O+Na2O=12.42%,Fe2O3含量為0.74%。

3 結 語

采用“篩分—磨礦—中磁—擦洗—脫泥—中性浮選—強磁”的流程,K2O含量8.20%,Na2O含量4.22%,鉀鈉含量之和大于12%,可作為陶瓷釉料使用;經中性浮選后其他的產品K2O≥6%、Na2O＞3%,可作為低檔次的陶瓷原料;尾礦有望得到綜合利用。

在試驗中發現:磁選能有效地去除黑色雜質礦物,但不能有效地富集長石。中性和酸性條件下的浮選,均能有效地富集長石。對環境保護而言,中性浮選優于酸性浮選,目前中性浮選指標不穩定,主要是陰陽離子在長石表面上的特性吸附點未找準,還需進一步深入研究,但它是分選的發展方向。

參考文獻

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[2] 徐 慧,徐 凱.加快我國有色金屬礦山尾礦開發利用[J].中國有色金屬,2006,19(10):49-51.

[3] 劉潤華,許珠信.尾礦資源現狀及綜合利用技術的進展[J].環保與分析,2011,34(11):66-69.

[4] 劉 戀,郝情情,郝梓國,等.中國金屬尾礦資源綜合利用現狀研究[J].地質與勘探,2013,21(3):10-12.

[5] 雷 力,周興龍,李家毓,等.我國礦山尾礦資源綜合利用現狀與思考[J].礦業快報,2008,17(9):48-50.

[6] 鐘任智.充分利用尾礦資源實現無尾礦山目標——尾礦綜合利用在礦山生產中的實踐[J].中國礦業,2002,36(20):39-41.

[7] 徐鳳平,周興龍,胡天喜.國內尾礦資源綜合利用的現狀及建議[J].礦業快報,2007,41(3):58-60.

[8] 賴才書,胡顯智,字富庭.我國礦山尾礦資源綜合利用現狀及對策[J].礦產綜合利用,2011,39(4):24-27.

[9] 徐鳳平,周興龍,胡天喜.我國尾礦資源利用現狀及建議[J].云南冶金,2007,28(4):41-43.

Research on Feldspar Recovery from Copper-molybdenum Tailings

ZHAO Cui-ling,ZHAO Long,GAN Guo-chao,PAN Li
(Bengbu Design&Research Institute for Glass Industry,Bengbu 233010,China)

In order to improve the comprehensive utilization of resources,realize the recovery of feldspar from copper-molybdenum tailings,purification experiments are carried out with technological process of intermediate intensity magnetic separation—scrubbing—flotation—high intensity magnetic separation.Potassium and sodium content of the final product is greater than 12%.That can be used in the production of ceramic glaze.Research shows:there is great influence on the subsequent flotation by adding different media in the scrubbing operation.Compared with the acid flotation,the neutral flotation gets a higher concentrate grade of feldspar,but the yield is low.

copper-molybdenum tailings; feldspar recovery; acid flotation;neutral flotation

10.3963/j.issn.1674-6066.2015.05.019

2015-07-03.

趙翠玲(1988-),助理工程師.E-mail:563388585@qq.com