程潮铁矿干选湿式磁选尾矿浮选脱硫试验研究

汤启宙 刘 曙 王 静

（武钢资源集团程潮矿业有限公司）

硫化矿由于经济价值低，常常被丢弃而进入尾矿［1］。在尾矿库堆存时，硫化矿与水和空气接触后形成pH值较低的酸性矿山废水（AMD）［2-3］，若将AMD直接排放到地表水体或经过渗滤作用进入地下水体，会造成严重的水体污染，造成水生生物的大量死亡，最终危害人体健康［3-4］。为应对AMD带来的危害，常用的处理手段有源头治理和末端治理［5-6］。传统的源头治理方法是通过抑制硫化矿的氧化［5］，但尾矿中的含硫成分未得到充分利用，如果采用一种有效的选矿工艺将尾矿中的含硫组分分选出来，是一种更加高效的源头治理手段。

程潮铁矿属于大型热液交代矽卡岩型磁铁矿矿床，原矿中含有磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿和黄铜矿［7］，经过干选湿式磁选后，尾矿中仍含有一定量的硫元素，如果能将尾矿中的含硫物质进行回收，既避免了酸性矿山废水的形成，又避免了资源的浪费，是一种处理硫化尾矿的有效方法。

1 原矿性质

1.1 原矿多元素分析

矿样多元素分析结果见表1。

?

由表1可知，矿样中的铜品位相对较低，仅为0.05%，硫品位为7.72%，铁品位为10.96%，表明该尾矿有产生酸性矿山废水的潜在风险，初步确定以回收硫为主。

1.2 试样筛分分析

取200 g原矿进行粒度筛分，并考察各粒级金属分布情况。由于原矿中-38μm粒级含量高达56.40%，而铜和硫的金属分布率也分别占44.16%和59.36%，表明该矿样粒度很细，用水力沉降分级法分析-20，-10，-5 um 3个粒级及其金属分布情况。

结合水力沉降分级结果和粗粒级筛分结果得出该矿样的全粒级分布情况，见表2。

?

由表2可知，该矿样粒级分布呈两头多、中间少，且分布不均匀，-10μm微细粒级高达40.20%，+75 μm粗粒级占30.10%，而适合常规浮选的-75+10μm中间粒级含量较少；原矿中硫分布也呈相同趋势，主要集中在粗粒级和微细粒级，+75μm粗粒级硫分布占28.50%，-10μm微细粒级中的硫分布高达47.33%，即使采用旋流器抛除-10μm粒级，也将损失47.33%的硫，故不能进行脱泥试验。

2 试验结果与讨论

2.1 粗选条件试验

2.1.1 捕收剂种类试验

捕收剂的选择对选矿效果具有决定性作用。由于该矿样中的硫化物以黄铁矿为主，故选用黄药类捕收剂乙基黄药、丁基黄药、异丁基黄药、乙基黄药与丁基黄药的混合药剂进行浮选试验。固定捕收剂用量150 g/t，起泡剂2号油用量53.8 g/t，矿浆pH值为7.42，进行捕收剂种类试验，试验结果见图1。

由图1可见，采用乙基黄药及乙基黄药+丁基黄药的混合用药，精矿硫品位较好，可达26.40%以上，但硫回收率较低；采用丁基黄药的回收效果最好，故选择丁基黄药作为捕收剂。

2.1.2 捕收剂用量试验

固定起泡剂2号油用量53.8 g/t，矿浆pH值为7.42，考察丁基黄药用量对试验回收效果的影响，试验结果见图2。

由图2可见，随着丁基黄药用量的增加，精矿硫品位总体呈下降趋势；当丁基黄药用量小于150 g/t时，硫回收率随捕收剂用量增加而提高；当丁基黄药用量大于150 g/t时，硫回收率随捕收剂用量变化趋于平缓；当捕收剂用量为400 g/t和150 g/t时，硫回收率相差不大，分别为35.22%和34.67%，但丁基黄药用量150 g/t时，硫精矿品位略高，故确定最佳捕收剂用量150 g/t。

2.1.3 起泡剂用量试验

固定捕收剂丁基黄药用量150 g/t，矿浆pH值为7.42，考察起泡剂2号油用量对试验回收效果的影响，试验结果见图3。

由图3可见，硫回收率随起泡剂用量的增加稍有提高，当起泡剂用量超过53.8 g/t时，硫回收率并没有较大幅度的提高；当起泡剂用量为129.2 g/t时，硫回收率最高，为38.02%，但随起泡剂用量的增大，精矿硫品位大幅度下降，故确定起泡剂用量为53.8 g/t。

2.1.4 活化剂条件试验

固定捕收剂丁基黄药用量150 g/t，起泡剂2号油用量53.8 g/t，pH值7.42，考察活化剂种类及用量Na2S（100，500 g/t），Na2CO3（500 g/t），CuSO4（500 g/t）对回收效果的影响，试验结果见图4。

由图4可见，添加Na2S、Na2CO3、CuSO4作活化剂，硫精矿品位和回收率与不添加活化剂相比有较大幅度降低。因此，后续试验不添加活化剂。

2.1.5 矿浆浓度试验

固定丁基黄药用量150 g/t，2号油用量53.8 g/t，调节矿浆pH值至7.42，进行矿浆浓度试验，试验结果见图5。

由图5可见，提高矿浆浓度，精矿硫品位提高，但硫回收率大幅下降，说明在不考虑精矿硫回收率的情况下，降低矿浆浓度能在一定程度上提高硫精矿品位，故矿浆浓度选择25%。

2.2 开路试验

通过一系列粗选条件试验，粗选硫回收率依然很低，最高仅为38.02%，通过增加扫选段数提高其回收率，开路试验流程见图6，试验结果见表3。

?

由表3可知，粗选精矿硫品位较低，仅为26.04%，硫回收率为35.68%，且1粗3扫后硫总回收率达50.54%，说明增加扫选能有效提高硫回收率；扫选3的精矿硫品位仅为8.43%，硫回收率为1.08%，继续增加扫选段数已无意义。

2.3 闭路试验

在条件试验及开路试验的基础上进行闭路试验，闭路试验流程见图7，结果见表4。

?

由表4可知，闭路试验获得了精矿硫产率18.03%，硫品位22.97%，硫回收率53.38%的满意试验指标。

3 结 论

（1）程潮铁矿干选湿式磁选尾矿粗选条件试验中丁基黄药用量、起泡剂用量、矿浆浓度是主要影响因素，添加常用黄铁矿活化剂Na2S、Na2CO3、CuSO4会抑制硫回收。在捕收剂丁基黄药用量150 g/t，起泡剂2号油用量53.8 g/t，矿浆自然pH值（7.42）时，采用1粗3扫闭路流程可获得硫品位22.97%，硫回收率53.38%的硫精矿，第三段扫选的精矿品位和回收率已相对原矿很低，其余未浮选的硫很难进一步回收。

（2）结合原矿粒度分布和尾矿产品考察结果，矿样中硫回收率难以提高的原因是原矿微细粒矿物颗粒较多，不能被有效回收，且会消耗大量药剂，严重恶化浮选指标；原矿中有部分黄铁矿未充分解离，硫多数呈单晶分布于脉石矿物中，部分硫被碳酸盐矿物充填胶结，该部分粗粒级硫未解离而无法回收。