从铜钼尾矿中回收长石的试验研究

赵翠玲,赵 龙,甘国超,潘 力

(蚌埠玻璃工业设计研究院,蚌埠 233010)

从铜钼尾矿中回收长石的试验研究

赵翠玲,赵 龙,甘国超,潘 力

(蚌埠玻璃工业设计研究院,蚌埠 233010)

为了提高资源的综合利用率,回收铜钼尾矿中的长石,采用中磁—擦洗—浮选—强磁的试验流程,最终产品的钾钠总含量比大于12%,可作为陶瓷釉料使用。该文通过研究表明:擦洗作业中加入不同的介质对长石的后续浮选作业有较大影响,中性浮选与酸性浮选相比,精矿品位更高,但产率偏低。

铜钼尾矿; 回收长石; 酸性浮选; 中性浮选

我国是世界矿业大国,固体矿产开发总规模居世界前列,而受传统工艺和经营方式影响,矿石采选也是排出固体废物最多的行业之一。全国工业固体废弃物80%以上来自矿山,每年矿山产生尾矿超过6亿t,矿山尾矿累计达到45亿t,而全国尾矿的平均利用率只有8.2%[1,2]。尾矿的大量堆置不仅对环境造成污染,更是资源的巨大浪费。尾矿库的建设在耗费了大量资金和占用土地资源的同时,还具有潜在的工程危害。

尾矿作为二次资源已受到中国各级政府和生产企业的高度重视。据专家预测,尾矿利用将是21世纪矿产综合利用范围最广潜力最大的领域。因此,从国内尾矿资源的实际出发,大力开展尾矿资源综合利用,实现资源开发与节约并举,提高资源利用率,有着十分重要的意义[3]。

我国北方某铜钼选矿厂的大量尾矿被废弃在尾矿场里,实验采用无氟工艺对此铜钼尾矿中长石的回收进行研究。

1 尾矿性质

尾矿整体呈灰红色,含泥较多,部分泥质粘结成块,泥块最大块度10 mm,样品最大粒度约1.2 mm。此尾矿主要矿物为长石和石英,含有少量的绢云母、绿泥石和碳酸盐等,同时含有微量的多呈连生体状态的黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、金红石、磁铁矿等矿物。对此尾矿试样进行了多元素化学分析和粒度筛析,分析结果如下:

2)试样中+0.5 mm粒级含量为25.20%,+0.3 mm粒级含量为56.95%,-0.074 mm粒级为4.23%,原矿颗粒度较粗。

2 选矿试验

根据铜钼尾矿的试样性质,试验采用磨矿、磁选、擦洗、浮选的选别工艺。试验设备有:棒磨机、磁选机、擦洗机、浮选机。试剂主要有:H2SO4、NaOH、二胺、石钠、2#油。

2.1 筛分—磨矿—磁选试验

为了使试样更好地进行单体解理,除去磁性矿物,同时达到适合浮选的粒度要求,要首先进行“筛分—磨矿(0.3 mm)—磁选”试验。试验流程见图1,非磁性物试验结果见表1。

表1 磁选精矿(非磁性物)试验结果

由此可见在磨矿细度d≤0.3 mm的条件下,随着磁场强度及段数的增加,精矿中Fe2O3含量随之降低,但K2O含量变化不大。即磁选能有效地去除磁选杂质矿物,但不能有效地富集长石。

2.2 擦洗条件试验

因试样来自铜钼的尾矿,矿物表面会残留些许浮选铜钼时的药剂,为使矿物表面洁净,增强浮选效果,在浮选之前采用擦洗作业进行表面处理。“擦洗—浮选”试验流程见图2,“擦洗—浮选”试验结果见表2。

表2 擦洗-浮选试验结果

由表2可知,在浮选条件相同时,采用碱—酸联合擦洗工艺浮选精矿1和2的K2O含量均高于单一碱擦洗或单一酸擦洗。

2.3 浮选药剂制度试验

从铜钼尾矿中提取钾长石的关键作业是无氟浮选,而在浮选作业中浮选药剂对于K2O的回收起到至关重要的作用。

为寻找适宜的药剂制度,先进行了L9(34)正交试验,选用了p H调整剂H2SO4、捕收剂二胺、石钠、起泡剂2#油4个因素,每个因素设置3个水平。结果表明影响浮选的因素依次排序为:二胺＞石钠＞H2SO4＞2#油。对比之下,2#油用量对浮选效果影响最小,所以后续不添加2#油。对提高K2O含量而言,H2SO4和二胺的用量少为宜,石钠用量多为宜。

在此基础上又进行浮选调优试验,进行了L4(23)的正交试验,选用了p H调整剂H2SO4、捕收剂二胺、石钠3个因素,每个因素设置2个水平。结果表明,影响精矿中K2O含量的因素依次排序为二胺＞石钠＞H2SO4,而且当二胺用量多、石钠和H2SO4用量少时,精矿中K2O含量越高,并且H2SO4的影响效果最小。

根据以上实验结果又进行酸性浮选和中性浮选对比试验,试验结果见表3。

表3 中酸性浮选对比试验结果

由表3可知,在酸性条件下浮选,精矿产率较高,但精矿中K2O含量低于在中性条件下的浮选精矿,中性条件下浮选精矿K2O含量为8.11%,但产率偏低。酸性浮选对设备和环境有特殊要求,从环保角度考虑中性浮选是今后的发展和研究的方向。

2.4 中性浮选试验

在中性浮选的条件下,采用“中磁—擦洗—浮选—强磁”的试验流程见图3,试验结果见表4。

表4 中磁—擦洗—浮选—强磁试验结果

由表4可知,最终精矿K2O含量为8.20%,Na2O含量为4.22%,K2O+Na2O=12.42%,Fe2O3含量为0.74%。

3 结 语

采用“筛分—磨矿—中磁—擦洗—脱泥—中性浮选—强磁”的流程,K2O含量8.20%,Na2O含量4.22%,钾钠含量之和大于12%,可作为陶瓷釉料使用;经中性浮选后其他的产品K2O≥6%、Na2O＞3%,可作为低档次的陶瓷原料;尾矿有望得到综合利用。

在试验中发现:磁选能有效地去除黑色杂质矿物,但不能有效地富集长石。中性和酸性条件下的浮选,均能有效地富集长石。对环境保护而言,中性浮选优于酸性浮选,目前中性浮选指标不稳定,主要是阴阳离子在长石表面上的特性吸附点未找准,还需进一步深入研究,但它是分选的发展方向。

参考文献

[1] 赖才书,胡显智.我国矿山尾矿资源综合利用现状及对策[J].矿产综合利用,2011,23(4):11-13.

[2] 徐 慧,徐 凯.加快我国有色金属矿山尾矿开发利用[J].中国有色金属,2006,19(10):49-51.

[3] 刘润华,许珠信.尾矿资源现状及综合利用技术的进展[J].环保与分析,2011,34(11):66-69.

[4] 刘 恋,郝情情,郝梓国,等.中国金属尾矿资源综合利用现状研究[J].地质与勘探,2013,21(3):10-12.

[5] 雷 力,周兴龙,李家毓,等.我国矿山尾矿资源综合利用现状与思考[J].矿业快报,2008,17(9):48-50.

[6] 钟任智.充分利用尾矿资源实现无尾矿山目标——尾矿综合利用在矿山生产中的实践[J].中国矿业,2002,36(20):39-41.

[7] 徐凤平,周兴龙,胡天喜.国内尾矿资源综合利用的现状及建议[J].矿业快报,2007,41(3):58-60.

[8] 赖才书,胡显智,字富庭.我国矿山尾矿资源综合利用现状及对策[J].矿产综合利用,2011,39(4):24-27.

[9] 徐凤平,周兴龙,胡天喜.我国尾矿资源利用现状及建议[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.

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