湖南某高碳难选锑矿的选矿工艺研究

骆 任

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

湖南某高碳难选锑矿的选矿工艺研究

骆 任

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

湖南某锑矿石中锑的含量为3.19%,其中硫化锑约占总锑的95.30%,少量的锑赋存于氧化物锑华或锑酸盐中,约占总锑的4.70%;矿石中碳的含量为6.43%,其中无机碳高达5.46%,属于高碳难选硫化锑矿石。经多方案试验确定宜采用浮选+重选+浮选联合工艺流程对矿石中的锑进行选矿回收,试验最终获得了锑品位为58.71%,回收率为93.75%的混合锑精矿。

硫化锑;碳质;联合工艺;混合锑精矿

锑是工业生产和人民生活中的重要生产资料,由于含锑合金有许多优异的特性,因而被广泛用于军工、电子和化工等行业。随着经济的不断增长,国民经济对有色金属的需求不断增大,而有限的资源随着开采量的加大,正日益减少,因此加强对各难选矿石的选矿研究不断提高目的矿物的回收率,是当前选矿科研人员的一项重要任务。

湖南某地的锑矿因为矿石中的碳质含量较高,导致目前生产上锑精矿中锑的选矿回收率偏低仅78%左右,锑精矿的品位仅为45%左右。为了提高锑精矿中锑的选矿回收率和锑的品位,本文进行了详细的选矿工艺技术研究,确定采用浮选+重选+浮选的工艺流程对矿石中的锑进行回收,获得了优异的试验指标。

1 矿石性质

矿石中锑主要以硫化锑矿物的形式存在,少量的锑赋存于氧化物锑华或锑酸盐中;矿石的矿物组成较简单,主要的金属矿物是辉锑矿、黄铁矿;脉石矿物主要为石英,其次为粘土矿物、方解石、白云石等,少量的绢(白)云母、长石等;矿石中碳的含量为6.43%,其中无机碳高达5.46%,属于高碳难选硫化锑矿石。

1.1 矿石的化学组成

原矿多元素分析见表1。

表1 原矿多元素化学分析结果%

从表1的多元素分析结果可知,矿石中主要的化学成分是SiO2,其次为CaO、碳质、Al2O3、S、Sb及MgO、K2O,微量的As、Zn、Pb、Cu、Mn等。主要回收的有价元素为Sb,可供综合回收的Ag含量为11.32 g/t。

1.2 锑矿物的物相分析

原矿锑物相分析结果见表2。

表2 原矿锑物相分析结果 %

从表2的物相分析结果可知,锑主要赋存于硫化锑矿物矿中,占原矿中总锑的95.30%;少量的锑赋存于氧化锑矿物或锑酸盐中,分别约占原矿总锑的1.57%、3.13%。

1.3 主要矿物的分布特征

1.辉锑矿 Sb2S3。辉锑矿含 Sb 71.38%,S 28.26%,赋存于辉锑矿中的Sb约占原矿总Sb的88.4%,在原矿中的相对含量约为5.26%。辉锑矿在显微镜下多呈他形不规则粒状集合体、脉状、微脉状出现,偶见柱状、板状的辉锑矿。呈不规则粒状集合体的辉锑矿中多充填有石英,或者在石英中包裹有细颗粒辉锑矿。辉锑矿主要与石英等脉石关系密切,偶见辉锑矿与黄铁矿连生,或在黄铁矿中偶见包含有辉锑矿。辉锑矿整体嵌布粒度较细,大于1 mm以上者少见,多在0.152～0.037 mm之间,大于0.037 mm以上者占86.5%。

2.黄铁矿FeS2。黄铁矿在原矿中含量较少,呈自形晶-半自形晶粒状或他形晶粒状嵌布于石英中。偶见黄铁矿中包裹着辉锑矿,或与辉锑矿简单接触嵌生。

3.脉石矿物。脉石矿物主要是石英,其次为粘土矿物、方解石、白云石以及碳质。石英:呈柱状或粒状集合体,可见石英的自形晶粒状结构,截面呈六边形。石英间隙中充填有辉锑矿,偶见包裹有细粒状的黄铁矿。方解石:多呈脉状分布在矿石中。碳质:主要是石墨,呈鳞片状、叶片状,多数与石英等脉石共生,偶见与辉锑矿共生或简单接触嵌生,镜下未见碳质中包裹着辉锑矿,其嵌布粒度主要在0.02～0.05 mm之间。

1.4 影响选矿的矿物学因素

1.辉锑矿整体嵌布粒度较细,小部分辉锑矿嵌布粒度小于0.01 mm,这部分辉锑矿与石英难以解离。

2.辉锑矿嵌布关系简单,主要嵌布于石英、方解石及白云石中,较少与黄铁矿等金属硫化物接触嵌生,利于辉锑矿与其他矿物的分离。

3.矿石中含有一定量的碳质和粘土矿物,不利于目的矿物的浮选。

2 选矿试验

2.1 方案试验

工艺矿物学的研究结果表明矿石中的碳质含量为6.43%,其中5.46%为无机碳,这是本次选矿试验的难点所在。

针对该锑矿含碳的这一特点,结合国内外的生产实践,对该矿回收锑进行了两种方案对比试验: (1)预先脱碳方案试验;(2)抑碳浮锑方案试验。方案试验原则流程如图1所示,试验结果见表3。

图1 两种方案原则工艺流程

表3 方案试验结果 %

从表3的试验结果可知,采用抑碳浮锑方案所获得试验指标要优于预先脱碳方案,在此基础上进行抑碳浮锑方案的条件试验。

2.2 抑碳浮锑方案粗选条件试验

在抑碳浮锑方案粗选条件试验中,考察了磨矿细度、矿浆pH值、抑制剂种类及用量、活化剂种类及用量和捕收剂种类及用量条件试验。根据试验结果确定了抑碳浮锑粗选的工艺条件是:磨矿细度为-74μm占65%;矿浆pH值为7左右;抑制剂为木质素,用量为1 000 g/t;活化剂为硝酸铅,用量为500 g/t;捕收剂为单一乙硫氮,用量为400 g/t;起泡剂2#用量为60 g/t。各条件试验结果分别见图2、图3、图4、图5和图6。

2.3 抑碳浮锑方案闭路试验

在条件试验的基础上,采用一粗二扫三精的流程进行了浮选回收锑闭路试验。闭路试验工艺流程及药剂制度如图7所示,试验结果见表4。

图2 磨矿细度浮选试验结果

图3 矿浆pH值试验结果

图4 抑制剂条件试验结果

图5 活化剂条件试结果

2.4 浮选尾矿回收锑试验

抑碳浮锑方案闭路试验的浮选尾矿中的Sb含量为0.53%,Sb损失率为15.75%;工艺矿物学的研究结果表明矿石中的有95.30%为硫化锑,理论上锑的回收率还有一定的提升空间,因此进行了浮选尾矿(以下简称给矿)回收锑选矿试验。

图6 捕收剂条件试验结果

图7 抑碳浮锑方案闭路试验工艺流程

表4 抑碳浮锑方案闭路试验结果 %

2.4.1 浮选尾矿重选预富集试验

从浮选现象来看,矿石中的碳质应该是干扰选矿指标的主要因素,因此,要想进一步提高目的矿物的选矿回收率,就必须有效排出碳质的干扰。

矿石中大部分锑通过浮选进入到浮选锑精矿中,此时对浮选尾矿采用重选的方法既可以将锑在重选精矿中预富集,同时还可以脱除部分细粒级的碳质,有利于锑的后续浮选回收。因此,进行了浮选尾矿重选预富集锑+重选精矿浮选回收锑试验。

在浮选尾矿重选脱碳试验中考察了螺旋溜槽预富集方案和摇床预富集方案,试验结果表明,采用螺旋溜槽预富集的效果要优于摇床预富集,在此基础上进行了螺旋溜槽预富集条件试验;试验工艺流程如图8所示,试验结果见表5。

图8 浮选尾矿溜槽预富集试验工艺流程

表5 浮选尾矿螺旋溜槽预富集试验结果 %

从表5的试验结果可知,随着精矿带接口宽度的增加,溜槽精矿的产率上升,精矿中的Sb品位呈下降趋势,回收率呈缓慢上升趋势;综合考虑适宜的精矿带接口宽度以2 cm为宜。

2.4.2 重选精矿浮选回收锑试验

进行了重选精矿浮选回收锑粗选条件试验,试验主要考察了重选精矿再磨细度、矿浆pH值、活化剂种类及用量和捕收剂种类及用量条件试验。根据试验结果确定了重选精矿浮选回收锑粗选的工艺条件是:重选精矿不需要进行再磨;矿浆pH值为7左右;活化剂为硝酸铅,用量为300 g/t;捕收剂为单一乙硫氮,用量为200 g/t;起泡剂2#用量为50 g/t。各条件试验结果分别见图9、图10、图11和图12。

在粗选开路条件试验研究的基础上进行了浮选尾矿重选+浮选流程回收锑闭路试验。闭路试验工艺流程及药剂制度如图13所示,试验结果见表6。

从表6的试验结果可知,浮选尾矿重选+浮选回收锑闭路试验可获得品位为54.39%,对原矿回收率为9.50%的锑精矿2。

图9 重选精矿再磨细度浮选试验结果

图10 矿浆pH值试验结果

图11 活化剂条件试验结果

图12 捕收剂条件试验结果

2.5 浮选+重选+浮选回收锑全流程试验结果

浮选+重选+浮选回收锑试验原则流程见图14,闭路试验结果见表7。

图13 浮选尾矿重选+浮选回收锑闭路试验工艺流程

表6 浮选尾矿重选+浮选回收锑闭路试验结果%

图14 浮选+重选+浮选回收锑原则工艺流程

从表7的试验结果可知,采用浮选+重选+浮选的工艺流程对矿石中的锑进行选矿回收,可获得产率为5.11%,Sb品位为58.71%,回收率93.75%的混合锑精矿。

表7 浮选+重选+浮选回收锑闭路试验结果 %

3 结 论

1.该锑矿石中锑的含量为3.19%,其中硫化锑约占总锑的95.30%,少量的锑赋存于氧化物锑华或锑酸盐中,约占总锑的4.70%;矿石中碳的含量为6.43%,其中无机碳高达5.46%,属于高碳难选硫化锑矿石。

2.研究结果表明,有效解决碳质干扰是保证选矿指标的重要因素。

3.采用重选的办法有利于尾矿中锑的富集和降低碳质对后续浮选的干扰,有利于尾矿中锑的浮选回收。

4.本试验确定的试验流程及药剂制度简单合理,药剂来源广泛,试验所获得的指标较同类矿石而言较优异,可供同类矿石的选矿参考借鉴。

[1] 胡熙庚.有色金属硫化矿选矿[M].北京:冶金工业出版社, 1984.

[2] 见百熙.浮选药剂[M].北京:冶金工业出版社,1979.

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[6] 杨洪洲.低品位混合锑矿渣选矿工艺探索试验[J].有色金属(选矿部分),2012,(2):64-66.

Study on Beneficiation Process of a High Carbon Refarctory Sb Ore in Hunan

LUO Ren
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

The antimony content of some Sb ore in Hunan is 3.19%,of which is about 95.30%antimony sulphide.Small amounts of antimony occures on antimony oxide or antimonate,and accounts for about 4.70%of total antimony.The carbon content is 6.43%,where in the inorganic carbon reaches as high as 5.46%.The ore belongs to the high carbon refractory antimony sulphide ore.After a serious of tests,it determined the flotation+ gravity separation+flotation combined process to recovery antimony from the ore.Finally the mixed antimony ore was obtained,of which antimony grade is 58.71%and the recovery rate is 93.75%.

antimony sulfide;carbon;combined process;mixed antimony ore

TD923+.9

A

1003-5540(2012)05-0014-05

骆任(1984-),男,助理工程师,主要从事有色金属选矿工艺研究工作。

2012-05-16