CN108246514A

CN108246514A - 一种粘土型硫铁矿的全粒级浮选分离方法

Info

Publication number: CN108246514A
Application number: CN201810034086.8A
Authority: CN
Inventors: 赵开乐; 闫武; 刘能云; 陈炳炎; 廖祥文
Original assignee: Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences
Current assignee: Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences
Priority date: 2018-01-15
Filing date: 2018-01-15
Publication date: 2018-07-06
Anticipated expiration: 2038-01-15
Also published as: CN108246514B

Abstract

本发明公布了一种适用于粘土型硫铁矿的全粒级浮选分离方法，包括以下步骤：(1)将硫铁矿原矿进行磨细；(2)向步骤(1)所得物依次加入分散剂、组合捕收剂、抑制剂以及起泡剂充分调浆后，进行粗选，得到硫粗精矿和粗选尾矿；(3)硫粗精矿加入捕收剂和抑制剂后进行4次精选；粗选尾矿加入组合捕收剂、抑制剂和起泡剂后进行2次扫选；所述组合捕收剂由A、B两组分组成，质量比为5:1～2:3；本发明工艺结合粗选、精选以及扫选等多次选别工艺，添加适宜的浮选试剂，在矿浆自然pH条件下获得稳定的浮选分离效果，硫铁矿全粒级浮选指标优异，是一种比较理想的粘土型硫铁矿浮选方法。

Description

一种粘土型硫铁矿的全粒级浮选分离方法

技术领域

本发明属于选矿技术领域，具体涉及一种粘土型硫铁矿的全粒级浮选分离方法。

背景技术

硫铁矿是硫酸工业的重要原料，随着我国工业的发展，市场对硫铁矿的需求日益增大。硫铁矿不仅仅是硫资源，而且是铁资源(制酸烧渣)和能源(制酸蒸汽)。中国硫资源对外依存度高，自给率仅为52％，我国硫铁矿制酸量约为硫酸总产量的24％。

我国西南某地近年探明硫铁矿资源量总计达2.5亿吨，矿石平均硫品位16％左右，矿石中硫化矿物为黄铁矿，主要脉石矿物有叶蜡石、高岭石、一水硬铝石、蒙脱石、绿泥石、碳质物等，属于大型粘土型低品位硫铁矿矿床。研究表明，该矿石中黄铁矿的原生粒度偏细，全粒级分选困难；叶蜡石等易浮粘土和碳质物的可浮性较好，难以有效抑制；矿石磨细浮选时粘土矿物泥化聚团，矿浆粘度很高，致使分选性下降；上述选矿技术难题导致从这些粘土型低品位硫铁矿石中获得高品质硫精矿的难度极大。由于难以脱硫，也制约了上述资源中含铝矿物的进一步综合利用。

粘土矿物，顾名思义质地柔软、粒度细小、掺水后互相黏连。在粘土型硫化矿石中，粘土矿物是其中的最活泼组分，其性质决定了整个硫化矿石或岩石的基本特性。以脉石形式存在于岩石中的粘土矿物，在矿石磨浮过程中呈现易浮易泥化的特点，并伴随矿泥罩盖和泡沫粘附，严重影响目的矿物的浮选分离。

因此，亟待开发先进有效的含粘土低品位硫铁矿浮选分离新药剂、新工艺，使矿石中的硫(铁)等有价元素得到充分合理利用，这对提高我国硫(铁)资源的自给率具有重要的现实意义。

发明内容

针对上述选矿难题，本发明目的在于提供一种粘土型硫铁矿的全粒级浮选分离方法。该方法包括如下步骤：

(1)将硫铁矿原矿进行磨细，得到粒度适宜的入浮样品；

(2)向步骤(1)的入浮样品中依次加入粘土矿泥分散剂、硫铁矿组合捕收剂、粘土矿泥抑制剂以及起泡剂充分调浆后，充入空气进行硫铁矿粗选，得到硫粗精矿和粗选尾矿；

(3)对步骤(2)所得硫粗精矿加入捕收剂和抑制剂后进行4次精选；粗选尾矿加入组合捕收剂、抑制剂和起泡剂后进行2次扫选；

(4)每次精选得到各自的精选中矿，最后一次精选除了得到精选中矿外还得到硫精矿，精选Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中矿分别为第Ⅰ中矿、第Ⅱ中矿、第Ⅲ中矿、第Ⅳ中矿；每次扫选得到各自的扫选中矿，第二次扫选除了得到扫选中矿外还得到最终尾矿，扫选Ⅰ、Ⅱ中矿分别为第Ⅴ中矿、第Ⅵ中矿；

(5)将精选得到的第Ⅰ中矿与第Ⅱ中矿、扫选得到的第Ⅴ中矿和第Ⅵ中矿合并，集中返回至粗选工序进行再选；将精选得到的第Ⅲ中矿与第Ⅳ中矿合并，集中返回至精选Ⅰ工序再选。

具体的，所述的组合捕收剂由组分A和组分B组成，组分A与组分B质量比为：5:1～2:3；所述组分A为乙基黄药、丁基黄药、戊基黄药中的其中一种；所述组分B为正十二硫醇、叔十二硫醇的其中一种。

优选的，组分A为丁基黄药，组分B为正十二硫醇。

具体的，步骤(1)中，所述硫铁矿原矿的磨细，为达到入浮样品选择性解离的目的，入浮样品粒度为-0.074mm含量占入浮样品质量的90％～95％。

具体的，步骤(2)中，所述浮选分散剂为焦偏磷酸钠，所述组合捕收剂为丁基黄药和正十二硫醇，所述抑制剂为古尔胶，所述起泡剂为甲基异丁基甲醇。

具体的，步骤(2)中，按原矿质量计，分散剂焦偏磷酸钠的使用量为800～ 1800g/t原矿；所述组合捕收剂A组分的使用量为150～250g/t原矿，B组分的使用量为30～100g/t原矿；所述抑制剂古尔胶的使用量为500～1000g/t原矿；所述起泡剂甲基异丁基甲醇的使用量为50～100g/t原矿。

具体的，按原矿质量计，每次精选中加入的丁基黄药为20～50g/t原矿，古尔胶为100～200g/t原矿；每次扫选加入丁基黄药为50～100g/t原矿，正十二硫醇为50～150g/t原矿，古尔胶为50～100g/t原矿。

本发明的目的还在于提供一种适用粘土型硫铁矿的组合捕收剂，该组合捕收剂由组分A和组分B组成，质量比为：5:1～2:3；

所述组分A为乙基黄药、丁基黄药、戊基黄药中的其中一种；所述组分B 为正十二硫醇、叔十二硫醇的其中一种。

优选的，组分A为丁基黄药，组分B为正十二硫醇。

值得注意的是，本发明为了保证硫铁矿的品位与回收率，采用粗选、精选和扫选结合的方式，且每个阶段添加不同的浮选药剂：

(1)粗选时，矿浆中含有的粘土矿泥，矿浆粘度较高，严重影响捕收剂在硫铁矿表面的吸附，因此首先加入分散剂使浮选矿浆处于分散状态，再加入由丁基黄药和正十二硫醇组合而成的捕收剂；丁基黄药对粗颗粒硫铁矿具有良好的捕收能力，而正十二硫醇对微细粒硫化物表现较好的捕收效果，二者组合使用可以通过协同吸附，增强捕收能力，更好实现硫铁矿的全粒级浮选；

(2)精选时，为实现对粗精矿的有效提质降杂，未加入捕收能力较强的正十二硫醇，采用单一捕收剂丁基黄药，在加入抑制剂的基础上经过多次精选，保证回收率的同时，硫精矿的品位得到显著提高；

(3)与精选相反，扫选时，矿浆中目的矿物含量低，且多为微细粒硫铁矿，经过通过试验和理论研究发现，硫醇的性质和形态类似非极性油，具有消泡能力，浮选过程中会重新组装泡沫层，达到改善矿泥夹带、形成硫化物疏水密实薄层的效果，从而非常有利于微细粒硫化矿的回收。因此需加入正十二硫醇，以有效提高硫铁矿的回收率。

(4)整个浮选试验过程采用捕收剂先于抑制剂添加的方式，由于捕收剂组分的优先吸附会阻碍抑制剂在硫铁矿表面进一步吸附，由此强化了浮选药剂作用的选择性，最终提高和强化了浮选分离指标。

本发明的有益效果：

(1)本发明方法针对粘土型难选低品位硫铁矿的浮选分离，采取磨矿、粗选、扫选、深度精选、中矿分批集中返回等步骤，有效地提高硫铁矿的品位及回收率；

(2)本发明在粘土型硫铁矿浮选中引入分散剂和抑制剂，并根据不同的浮选过程选用特定的浮选药剂，做到对症下药，既保证了浮选效果，也降低了成本；

(3)本发明工艺稳定可靠，在矿浆自然pH条件下可获得了稳定的浮选分离效果，硫铁矿全粒级浮选指标优异，是一种比较理想的粘土型硫铁矿浮选方法。

附图说明

图1为本发明的原则流程图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的技术效果，下面通过实施例对本发明进行具体描述。

实施例1

1、矿石特性：

某地低品位硫铁矿矿石，矿石中硫、铁、铝、硅四种主要组分化学含量高达 84％，其S品位15.3％，并含1％的碳；矿石中钙、镁、钾、钠含量较少，重金属等其它元素微量。矿石中主要金属矿物为黄铁矿(30％)，非金属矿物为铝硅酸盐类粘土矿物，其中叶蜡石和高岭石含量较高，二者合计占比53％。可见，该矿石属难处理的粘土型低品位硫铁矿。在矿石化学和物质组成研究的基础上，通过EDS相分析，进一步说明该矿石的整体性质为叶蜡石型硫铁矿矿石。

2、选矿工艺：

(1)将硫铁矿原矿进行磨细，得到入浮样品，粒度为-0.074mm含量占入浮样品质量的92％；

(2)向步骤(1)的入浮样品中依次加入粘土矿泥分散剂焦偏磷酸钠1000g/t 原矿、硫铁矿组合捕收剂丁基黄药组分200g/t原矿、正十二硫醇组分50g/t原矿，粘土矿泥抑制剂古尔胶800g/t原矿，以及起泡剂甲基异丁基甲醇50g/t原矿，充分调浆后，充入空气进行硫铁矿粗选，得到硫粗精矿和粗选尾矿；

(3)将硫粗精矿进行精选四次，每次精选得到各自的精选中矿，最后一次精选除了得到精选中矿外还得到硫精矿，精选Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中矿分别为第Ⅰ中矿、第Ⅱ中矿、第Ⅲ中矿、第Ⅳ中矿。将粗选尾矿进行扫选两次，每次扫选得到各自的扫选中矿，第二次扫选除了得到扫选中矿外还得到最终尾矿，扫选Ⅰ、Ⅱ 中矿分别为第Ⅴ中矿、第Ⅵ中矿。

步骤(3)中，所述将硫粗精矿进行精选四次，每次精选加入的浮选药剂种类和用量依次为丁基黄药50g/t原矿，古尔胶200g/t原矿；所述将粗选尾矿进行扫选两次，每次扫选加入的浮选药剂种类和用量依次为丁基黄药100g/t原矿，正十二硫醇150g/t原矿，古尔胶50g/t原矿。

所述的第Ⅰ中矿与第Ⅱ中矿、第Ⅴ中矿和第Ⅵ中矿合并，集中返回至粗选工序再选；所述的Ⅲ中矿与第Ⅳ中矿合并，集中返回至精选Ⅰ工序再选。

3、浮选分离试验指标：

依据矿石特性，在详细的条件试验的基础上，采用一次粗选、两次扫选、四次精选、中矿分批集中返回的浮选闭路试验获得了满意的技术指标，结果见表1。

表1

由表1的闭路试验结果可知：

闭路试验获得了S品位49.56％、S回收率96.94％的硫精矿，尾矿S品位降至0.68％、S损失率为3.06％；该高纯硫精矿所含杂质较少：Al₂O₃含量3.01％、SiO₂含量2.09％，有害元素含量如下：As 26.5g/t、F 334g/t、Pb 0.013％、Zn 60g/t、 C 0.78％，达到了化工行业标准(HG/T 2786-1996)优-Ⅰ级产品指标要求，高纯黄铁矿和其烧渣还可用于制备热电池、絮凝剂、磁体等领域，从而大大提高产品附加值。

实施例2

矿石特性与实施例1中相同，选矿工艺如下：

(1)将硫铁矿原矿进行磨细，得到入浮样品，粒度为-0.074mm含量占入浮样品质量的95％；

(2)向步骤(1)的入浮样品中依次加入粘土矿泥分散剂焦偏磷酸钠1800g/t 原矿、硫铁矿组合捕收剂丁基黄药组分250g/t原矿、正十二硫醇组分100g/t原矿，粘土矿泥抑制剂古尔胶1000g/t原矿，以及起泡剂甲基异丁基甲醇80g/t原矿，充分调浆后，充入空气进行硫铁矿粗选，得到硫粗精矿和粗选尾矿；

步骤(3)中，所述将硫粗精矿进行精选四次，每次精选加入的浮选药剂种类和用量依次为丁基黄药20g/t原矿，古尔胶100g/t原矿；所述将粗选尾矿进行扫选两次，每次扫选加入的浮选药剂种类和用量依次为丁基黄药50g/t原矿，正十二硫醇50g/t原矿，古尔胶50g/t原矿。

浮选分离试验指标：

在条件试验的基础上，同样采用一次粗选、两次扫选、四次精选、中矿分批集中返回的浮选闭路试验获得了优异的技术指标，结果见表2。

表2

由表2的闭路试验结果可知：

闭路试验获得了S品位50.31％、S回收率97.03％的硫精矿，尾矿S品位降至0.65％；该高纯硫精矿所含杂质较少：Al₂O₃含量2.58％、SiO₂含量1.78％，有害元素含量如下：As 24.9g/t、F 328g/t、Pb 0.009％、Zn 61g/t、C 0.76％，同样达到了化工行业标准(HG/T 2786-1996)优-Ⅰ级产品指标要求。

实施例3

矿石特性与实施例1中相同，选矿工艺如下：

(1)将硫铁矿原矿进行磨细，得到入浮样品，粒度为-0.074mm含量占入浮样品质量的90％；

(2)向步骤(1)的入浮样品中依次加入粘土矿泥分散剂焦偏磷酸钠800g/t 原矿、硫铁矿组合捕收剂丁基黄药组分150g/t原矿、正十二硫醇组分30g/t原矿，粘土矿泥抑制剂古尔胶500g/t原矿，以及起泡剂甲基异丁基甲醇100g/t原矿，充分调浆后，充入空气进行硫铁矿粗选，得到硫粗精矿和粗选尾矿；

(3)将硫粗精矿进行精选四次，每次精选得到各自的精选中矿，最后一次精选除了得到精选中矿外还得到硫精矿，精选Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中矿分别为第Ⅰ中矿、第Ⅱ中矿、第Ⅲ中矿、第Ⅳ中矿。将粗选尾矿进行扫选两次，每次扫选得到各自的扫选中矿，第二次扫选除了得到扫选中矿外还得到最终尾矿，扫选一、二中矿分别为第Ⅴ中矿、第Ⅵ中矿。

步骤(3)中，所述将硫粗精矿进行精选四次，每次精选加入的浮选药剂种类和用量依次为丁基黄药30g/t原矿，古尔胶150g/t原矿；所述将粗选尾矿进行扫选两次，每次扫选加入的浮选药剂种类和用量依次为丁基黄药80g/t原矿，正十二硫醇100g/t原矿，古尔胶100g/t原矿。

浮选分离试验指标：

在条件试验的基础上，同样采用一次粗选、两次扫选、四次精选、中矿分批集中返回的浮选闭路试验获得了较好的技术指标，结果见表3。

表3

由表3的闭路试验结果可知：

闭路试验获得了S品位48.36％、S回收率96.44％的硫精矿，尾矿S品位降至0.77％；该高纯硫精矿所含杂质情况如下：Al₂O₃含量2.14％、SiO₂含量4.12％，有害元素含量如下：As 25.8g/t、F 313g/t、Pb 0.014％、Zn 60g/t、C 0.67％，同样达到了化工行业标准(HG/T 2786-1996)优-Ⅰ级产品指标要求。

最后需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims

1.一种粘土型硫铁矿的全粒级浮选分离方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将硫铁矿原矿进行磨细，得到入浮样品；

(2)向步骤(1)的入浮样品中依次加入粘土矿泥浮选分散剂、硫铁矿组合捕收剂、粘土矿泥抑制剂以及起泡剂，调浆后，充入空气进行粗选，得到硫粗精矿和粗选尾矿；

(3)向步骤(2)所得硫粗精矿加入硫铁矿捕收剂和粘土矿泥抑制剂后进行精选；粗选尾矿加入组合捕收剂、抑制剂和起泡剂后进行扫选；

所述硫铁矿组合捕收剂由组分A和组分B组成，组分A与组分B质量比为：5:1～2:3；所述组分A为乙基黄药、丁基黄药、戊基黄药中的其中一种；所述组分B为正十二硫醇、叔十二硫醇的其中一种。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的硫粗精矿进行精选的次数为4次，每次精选得到各自的精选中矿，最后一次精选除了得到精选中矿外还得到硫精矿，精选Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中矿分别为第Ⅰ中矿、第Ⅱ中矿、第Ⅲ中矿、第Ⅳ中矿。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的粗选尾矿扫选的次数为2次，每次扫选得到各自的扫选中矿，第二次扫选除了得到扫选中矿外还得到最终尾矿，扫选Ⅰ、Ⅱ中矿分别为第Ⅴ中矿、第Ⅵ中矿。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于，所述的粘土矿泥浮选分散剂为焦偏磷酸钠；所述粘土矿泥抑制剂为古尔胶；所述起泡剂为甲基异丁基甲醇；所述硫铁矿捕收剂为丁基黄药。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的入浮样品的粒度为-0.074mm含量占入浮样品质量的90％～95％。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，按与原矿的质量比计，所述分散剂焦偏磷酸钠的使用量为800～1800g/t原矿；所述组合捕收剂中A组分的使用量为150～250g/t原矿，B组分的使用量为30～100g/t原矿；所述抑制剂古尔胶的使用量为500～1000g/t原矿；所述起泡剂甲基异丁基甲醇的使用量为50～100g/t原矿。

7.根据权利要求1～3任一要求所述的方法，其特征在于，按与原矿质量比计，每次精选中加入的丁基黄药为20～50g/t原矿，古尔胶为100～200g/t原矿；每次扫选加入组合捕收剂A组分为50～100g/t原矿，B组分为50～150g/t原矿，古尔胶为50～100g/t原矿。

8.根据权利要求1～3任一要求所述的方法，其特征在于，所述的第Ⅰ中矿与第Ⅱ中矿、第Ⅴ中矿和第Ⅵ中矿合并，集中返回至粗选工序再选；所述的第Ⅲ中矿与第Ⅳ中矿合并，集中返回至精选Ⅰ工序再选。

9.一种适用粘土型硫铁矿的组合捕收剂，其特征在于，该组合捕收剂由组分A和组分B组成，组分A与组分B质量比为：5:1～2:3；

所述组分A为乙基黄药、丁基黄药、戊基黄药中的其中一种；所述组分B为正十二硫醇、叔十二硫醇的其中一种。

10.根据权利要求9所述的组合捕收剂，其特征在于，该硫铁矿组合捕收剂组分A为丁基黄药，组分B为正十二硫醇。