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选矿技术
组合药剂在回收重晶石中的应用
来源:中南选矿网2018-10-19565
         一、引言

我国重晶石探明储量20亿t以上,居世界第一位,主要分布在贵州、湖南、广西等省(区)。重晶石是一种含金属钡的硫酸盐类矿物,化学式BaSO4。重晶石化学性质稳定,难溶于水、不溶于HCl,无磁性和毒性。密度4.3~4.5 g/cm3,莫氏硬度3~3.5,易吸收X和γ射线。重晶石被广泛用于石油、化工、轻工、冶金、医学、农业及原子能、军事等工业部门,其用途相当广泛。重晶石工业产品有重晶石粉、含钡的化工产品和锌钡白等。我国重晶石2006年出口约300万t,主要销往美国、日本、荷兰、韩国、埃及和巴基斯坦等地。随着深加工技术的发展,其应用领域亦将不断得以拓宽。因此,重晶石的开发利用具有十分广阔的发展前景际。

浙江平水铜矿针对从尾矿中回收重晶石做了一系列的工业实验,指标不断提高。采用组合药剂后,精矿品位95. 2%,提高了3. 52%;回收率83. 1%,提高了2. 67%。

浮选中采用组合药剂,能使药剂表面活性剂发挥更好的作用,比使用单一药剂时有更好的浮选效果。这种表面活性剂之间相互促进,通称为“协同作用”,表面活性剂混合“协同效应”的机理比较复杂,大致可归纳为拼合、鳌合和共吸附3种。

二、矿石性质

浙江平水铜矿库存尾矿300余万吨,约70%是硅酸盐,重晶石约占12%,此外还含有少量铜-锌金属硫化物。近几年,平水铜矿开展无尾矿生产,综合回收铜、锌、重晶石,尾砂用于制砖。

试验样品采自尾矿库,其多元素分析如表1。

表1 尾矿多元素分析(%)

元素
BaSO4
Cu
Pb
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
MnO
K2O
Zn
S
P2O5
TiO2
SrSO4
Fe2O3
Na2O
含量
11.53
0.112
0.02
65.7
8.35
2.58
1.8
0.043
2.15
0.128
2.25
0.21
0.45
0.28
3.45
0.36

从表1可看出:Cu、Pb、Zn含量较低,有少量硫化物,可以考虑浮选脱除。尾矿的主要杂质为铝硅酸盐矿物,其中硅矿物最多,此外还有少量碳酸盐。钡的物相表明,钡矿物中绝大部分是重晶石,占99.82%;毒晶石很少,仅0.18%。

由于尾矿粒级细的影响,以往进行的重选试验效果不明显。由于粗粒级重晶石含量较少,平均品位2.30%,回收率仅损失4.54%。尾矿旋流分级后脱硫,再利用浮选回收重晶石。

三、试验结果和分析

(一)捕收剂的试验

粗选时采用不同的捕收剂进行试验,初步确定捕收剂用量150g/t,浮选流程见图1,结果见表2。不同捕收剂比较表明,油酸对硫酸钡的捕收能力最强,但品位较低;十二烷基硫酸钠捕收能力较弱,但是精矿品位较高;在油酸与十二烷基硫酸钠混合药剂试验中,能获得较高的品位和回收率。从表3看出,油酸与十二烷基硫酸钠的最佳混合配比是4∶1;从图2可看出,随着捕收剂用量的增加,回收率升高;但捕收剂过高则品位下降,适宜的药剂用量是120g/t。

表2 不同捕收剂试验结果(%)

  药剂(150g/t)
产品
产率
品位
回收率
十二烷基硫酸钠
硫精矿
9. 02
13. 21
8. 52
钡精矿
34.32
80.60
32.86
中矿
10. 62
4. 02
3. 05
尾矿
46.04
2.38
7.83
合计
100. 00
13. 99
100. 00
石油磺酸钠
硫精矿
9. 05
13. 45
8. 69
钡精矿
38.92
28.26
78.54
中矿
14. 25
5. 52
5. 62
尾矿
37. 78
2. 65
7. 15
合计
100. 00
14.00
100. 00
731
硫精矿
9. 12
13. 51
9. 27
钡精矿
37.52
27.86
78.61
中矿
13.87
5.02
5.24
尾矿
39.49
2.32
6.89
合计
100. 00
13.30
100.00
油酸
硫精矿
9.81
13.41
9.30
钡精矿
42.52
27.96
84.01
中矿
12. 54
3.02
2.68
尾矿
35.13
1.62
4.02
合计
100.00
14.15
100.00
十二烷基硫酸钠+油酸(1∶1)
硫精矿
9. 04
13. 51
8. 36
钡精矿
38.54
31.86
84.04
中矿
13. 24
3. 12
2. 83
尾矿
39. 18
1. 78
4. 77
合计
100.00
14. 61
100.00
石油磺酸钠+油酸(1∶1)
硫精矿
9. 65
13. 50
9. 60
钡精矿
39.24
27.86
80.55
中矿
14. 52
3. 87
4. 14
尾矿
36. 59
2. 12
5. 72
合计
100. 00
13. 57
100. 00
731++油酸(1∶1)
硫精矿
9. 68
13. 78
9. 88
钡精矿
39.12
27.62
80.04
中矿
14. 01
4. 27
4. 43
尾矿
37. 19
2. 05
5. 65
合计
100. 00
13. 50
100.00

图1 粗选不同药剂条件试验流程

图2 不同捕收剂用量的试验结果

表3 油酸钠与十二烷基硫酸钠的配比试验结果(%)

 6∶1
 
 
 
 
硫精矿
9. 05
13. 51
8. 16
钡精矿
38.12
32.45
82.54
中矿
13. 11
3. 12
2. 73
尾矿
39.72
2.48
6.57
合计
100.00
14. 99
100.00
4∶1
 
 
 
 
硫精矿
9. 04
13.51
8. 27
钡精矿
38.54
32.24
84.12
中矿
13. 24
3. 14
2. 81
尾矿
39. 18
1. 81
4. 80
合计
100.00
14. 77
100.00
2∶l
 
 
 
 
硫精矿
9. 45
3. 51
8. 80
钡精矿
39.21
30.84
83.39
中矿
13. 04
3. 45
3. 10
尾矿
38. 3
1. 78
4. 70
合计
100. 00
14. 50
100.00
1∶1
 
 
 
 
硫精矿
9. 24
13. 51
8. 79
钡精矿
41.88
28.45
83.94
中矿
12. 81
3. 12
2. 82
尾矿
36. 07
1. 75
4. 45
合计
100.00
14. 19
100.00
1∶2
 
 
 
 
硫精矿
9. 04
13. 51
8. 99
钡精矿
42.14
27.10
84.08
中矿
11. 45
2. 84
2. 39
尾矿
37. 37
1.6 5
4. 54
合计
100.00
13.58
100.00

(二)抑制剂试验

根据主要脉石矿物为硅酸盐矿物,初步选定的抑制剂有:硅酸钠+氟硅酸钠、硅酸钠、木质素、六偏磷酸钠及淀粉。几种抑制剂的抑制效果见表4。从表中看出,最佳的抑制剂是硅酸钠+氟硅酸钠、用量800 g/t+200 g/t 。抑制剂用量对浮选的影响见图4。

图3 氟硅酸钠/硅酸钠对浮选的影响

图4 抑制剂用量对浮选的影响

图5 闭路试验流程图

表4 不同抑制剂的试验结果(%)

抑制剂(300g/t)
产品
产率
品位
回收率
硅酸钠+氟硅酸钠(4∶1)
 
 
 
硫精矿
9. 11
13. 01
7. 86
钡精矿
37.54
34.1
84.90
中矿
11. 05
2. 68
1. 96
尾矿
42. 3
1. 88
5. 27
合计
100
15. 08
100. 00
硅酸钠
 
 
 
 
硫精矿
9.04
13. 51
8. 33
钡精矿
38. 14
32. 1
83. 52
中矿
11. 45
3. 24
2. 53
尾矿
41. 37
1. 99
5. 62
合计
100
14. 66
100.00
木质素磺酸钠
 
 
 
 
硫精矿
9. 21
13. 51
8. 83
钡精矿
38. 21
30. 1
81. 64
中矿
11. 05
3. 84
3.01
尾矿
41. 53
2. 21
6. 52
合计
100
14.09
100.00
六偏磷酸钠
 
 
 
 
硫精矿
9. 25
13. 51
8. 84
钡精矿
39.12
29.72
82.27
中矿
11. 31
3. 58
2. 87
尾矿
40. 32
2. 11
6.02
合计
100
14. 13
100.00
可溶性淀粉
 
 
 
 
硫精矿
9. 15
13. 51
8. 77
钡精矿
38. 47
30. 11
82. 15
中矿
11.24
3. 78
3.01
尾矿
41. 14
2.08
6. 07
合计
100
14. 10
100.00

(三)闭路试验

表5闭路试验的试验结果(%)

产品
产率
硫酸钡品位
硫酸钡回收率
硫精矿
6. 41
11. 20
5. 03
硫酸钡精矿
12.47
95.20
83.10
尾矿
81.12
2.09
11. 87
合计
100.00
14.28
100.00

在确定了浮选的基本条件后,进行试验室的闭路试验,试验流程如图5,结果见表5。

四、结语

采用混合捕收剂十二烷基硫酸钠+油酸钠(96 g/t+24 g/t)、混合抑制剂硅酸钠+氟硅酸钠(800 g/t+200 g/t)浮选平永铜矿的尾矿回收重晶石,比采用单一捕收剂、抑制剂取得了更好的指标;精矿品位95. 2%,提高了3. 52%;回收率83. 1%,提高了2. 67%。

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