1、 硫铁矿的分选方法一、我国硫资源和伴生硫铁矿的开发前景1.1.我国硫铁矿的工业状况1二、硫铁矿类矿物的选别特性1三、伴生硫铁矿的分选流程2四、伴生硫铁矿的分选回收24.1铅锌矿伴生硫铁矿的回收 34.1.1.螺旋溜槽重选34.1.2.硫酸活化浮选54.2.铜矿伴生硫铁矿的回收54.2.1.石灰抑硫浮铜分选 64.2.2.硫酸或矿山酸性废水活化74.2.3.选择性捕收剂铜硫分选84.2.4.铵盐活化浮选 84.2.5.旋流器重选 94.2.6.有机抑制剂及其它活化剂 94.3.多金属矿伴生硫铁矿的回收104.3.1.硫化矿全浮分离 114.3.2.磁选分离 114.4煤系硫铁矿的回收 114.5
2、.精矿输送及水份 12五、结语12摘要:硫铁矿是最主要的硫资源, 主要用于生产硫酸。我国是农业大国, 随着农业政策的进一步加强, 磷复肥的需求量不断增加。硫酸作为磷复肥生产的基本原料, 其需求量也将不断增加。硫铁矿是我国自有资源, 可保证长期、稳定的供应, 对我国硫酸工业的稳定具有重要作用。此外, 硫铁矿烧渣也是一种二次资源, 对其综合利用正引起人们广泛重视。关键字:硫铁矿 分选 方法一、我国硫资源和伴生硫铁矿的开发前景硫铁矿类矿物包括黄铁矿、磁黄铁矿和白铁矿, 主要指黄铁矿, 是最重要的含硫工业矿物, 它主要用于生产基本化工产品) ) ) 硫酸。制取硫酸后的黄铁矿烧渣往往还含少量硫和铁、铜、
3、金等有价元素, 结合脱硫氯化焙烧, 可产出炼铁球团矿和综合回收铜、金。硫酸广泛用于工业生产, 还是生产农业用磷肥的主要原材料。据统计, 我国磷肥业消费的硫酸一直占全国年产量的65% 以上。随着我国经济的发展, 市场对硫酸的需求日益增大, 其产量也迅速增加。据统计, 截止1994 年底, 我国共有硫铁矿、伴生硫铁矿、自然硫产地751 处, 保有硫储量居世界前列,1.1.我国硫铁矿的工业状况我国拥有丰富的硫铁矿资源, 已探明折w ( S)35% 标矿的储量在2200 Mt 以上, w ( s) 大于35% 的硫铁矿在220 Mt 左右, 另有一部分为与有色金属伴生的硫铁矿储量在300 Mt 以上。
4、而硫铁矿是我国主要硫资源, 占硫资源总量的80%, 其中硫铁矿占53% , 伴生硫铁矿占27% 。目前, 我国硫酸生产大约40% 50%是以硫铁矿为原料。目前我国较大规模的硫铁矿山有: 广东云浮硫铁矿、安徽新桥硫铁矿、安徽青阳县硫铁矿、内蒙古炭窑口硫铁矿、山西阳泉硫铁矿、江苏云台山硫铁矿、湖南七宝山硫铁矿和四川绵阳雁门硫铁矿等。另外, 还有江西铜业、陕西金堆城钼业、凡口铅锌矿、山东招金集团等一批有色冶金矿山副产硫精砂。其他还有300 多个硫铁矿生产点, 分布在全国各地,大部分为小型矿山地下开采。我国当前硫铁矿加工业存在许多困难和问题,除了一般矿山所面临的问题: 资源枯竭、企业办社会、冗员、债务
5、包袱沉重及技术落后等问题外, 还存在着产业结构不合理, 缺乏市场竞争力等问题。我国硫铁矿生产企业分属化工、有色、冶金等部门, 不能形成统一的生产、经营、管理模式, 产业集中度低,规模效益差, 一些初具规模的硫铁矿矿山, 始终达不到设计生产能力112。2001 年, 广东云浮硫铁矿和安徽新桥硫铁矿的产销量仅为设计能力的4113% 和6617% 。而且硫铁矿产品单一, 产业链短, 又因为技改资金不足, 使得硫铁矿中的铁资源利用成果难以转化为生产力。此外, 近年来, 由于环保的要求, 加上硫磺制酸较硫铁矿制酸具有投资少, 建设周期短,环保效益好等特点, 以及现阶段国外石油回收硫产量的增加, 硫磺市场
6、资源充足, 价格相对较低, 致使我国江苏、浙江等沿海地区一些以硫铁矿为原料的制酸企业, 纷纷转向以硫磺制酸, 从而刺激了硫磺的进口, 使进口量逐年攀升, 严重冲击了我国硫铁矿工业。据统计, 1997 年进口E1 硫磺量为74 万t , 到2001 年猛增到338 万t, 5 a 增加了415 倍以上, 再加上硫酸产业结构和原料结构的调整, 我国硫铁矿产量不断萎缩, 从1995 年的176510 万t , 锐减到2001 年的83319 万t , 产量下降52175%, 硫铁矿制酸占硫酸产量的比例也从1995 年8116%, 锐减到2001 年的4315% , 国内硫铁矿生产企业的亏损情况求,
7、首先要加快矿业管理体制改革, 建立统一的、符合矿业经济规律的发展战略、方针、政策和法规制度; 其次, 要将综合预防污染策略持续应用于生产过程和产品中, 以期减少对人类和环境的风险。对于硫铁矿制酸企业来说, 清洁生产意味着充分利用原料, 减少废水和尾气酸雾、二氧化硫的排放量, 综合利用废热、烧渣。此外, 还应确立硫铁矿的支农产业地位, 给予其支农产业的政策扶持。加强宏观调控措施, 控制硫磺进口数量132。近一两年, 由于硫磺进口量的增加, 导致价格攀升, 影响硫酸的成本, 硫铁矿制酸重新提到重要的议事日程, 硫铁矿中铁资源的利用成为重要的研究课题.综上所述, 我国有色、冶金矿山的伴生硫铁资源及产
8、量在全国硫生产中占据着重要的地位。二、硫铁矿类矿物的选别特性硫化铁类矿物中, 以黄铁矿最常见, 磁黄铁矿较少, 白铁矿则很少见。黄铁矿分子式FeS2, 理论含硫量5314%, 属等轴晶系。常见晶形是立方体、五角十二面体或二者聚形, 浅黄色或黄铜色, 具金属光泽, 性脆, 条痕绿黑色, 硬度6 615,密度4195 5120t/ m3。黄铁矿广泛地伴生于硫化铜矿、硫化铅锌矿和其它许多有色金属矿中。黄铁矿是易浮的矿物, 在一般情况下很容易用黄药类捕收剂浮出。浮选由化学研究表明, 黄药在黄铁矿表面氧化成双黄药吸附,形成疏水膜。黄铁矿在碱性矿浆介质中氧化速度较快, 矿物表面与OH- 离子作用生成亲水性
9、的Fe( OH) 3 膜, 因而受到抑制。在一定的碱度条件下, 黄铁矿很易被石灰、氢氧化钠、氰化钠和某些有机药剂抑制。最常用的抑制剂是石灰, 其抑制机理主要是Ca2+ 和OH- 离子在黄铁矿表面的吸附作用。有学者研究表明, 经石灰作用后黄铁矿表面明显存在Ca( OH) 2 和CaSO4 罩盖层, 产生亲水作用。因此, 在有色金属硫化矿浮选中, 往往利用这一特性, 用碱性石灰流程优先浮出铅锌、铜等有价主元素矿物, 将黄铁矿抑制在尾矿中, 从而达到浮选分离的目的。在酸性条件下, 黄铁矿表面的Fe( OH) 3膜和Ca( OH) 2 膜脱落, 露出新鲜表面, 有利于捕收剂吸附。且pH 低时, 甚至在
10、黄铁矿表面还可能生成具疏水性的元素硫: FeS2 yFeS+ S。因此, 生产中常用硫酸作活化剂调pH, 活化浮选被石灰抑制的黄铁矿。此外,硫酸铜可在黄铁矿表面置换生成一层CuS膜, 使之易与黄药作用, 故也是黄铁矿常用的活化剂。少量的硫化钠对黄铁矿有诱导浮选活化作用。适量的碳酸钠或铵盐对被石灰抑制的黄铁矿也有活化作用。磁黄铁矿分子式Fe1- x S ( x = 011 012) , 理论含硫量约40%, 属六方晶系。晶形一般呈板状, 古铜色, 条痕黑色。硬度315 415, 比重4158 4170, 性脆, 带磁性。通常考虑回收磁黄铁矿时常辅以磁选。若需浮选则一般方法与黄铁矿类似, 但需注意
11、其氧化速度快, 氧化后难浮。三、伴生硫铁矿的分选流程伴生硫铁矿的分选流程通常主要视矿石性质而定。一般而言, 由于伴生硫铁矿价值相对较低, 因此分选流程往往侧重于考虑有价主元素如铅锌、铜的回收情况和指标, 伴生硫铁矿的综合回收流程要求不能影响主元素回收, 以期获得最大经济效益。由于黄铁矿硬度高、比重大, 磨矿后在矿浆中相对粒度较粗, 因此可考虑在回收主元素后用成本低的重选方法回收。但是, 很多矿石因主金属矿物嵌布细, 需细磨方能解离,此时用重选回收伴生黄铁矿则回收率、品位较低, 且设备配置较麻烦。因此, 用浮选方法回收伴生黄铁矿成了主要趋势。铅锌硫矿石常采用优先浮选流程, 它根据先易后难的顺序(
12、 常为铅y 锌y 硫) 逐个将欲回收矿物浮出, 浮前面矿物时常需添加对后面矿物的抑制剂以利分离, 故伴生硫铁矿往往抑制较重, 浮硫时需加较多活化剂。低品位致密共生铜硫矿石常采用混合浮选流程, 矿石粗磨后浮出铜硫粗精矿, 丢弃大量脉石可节约磨矿费用。粗精矿再磨浮选分离后的尾矿即为硫精矿, 但若其品位未达标则仍需再浮选或重选。此外部分混合浮选流程和等可浮流程也常用于伴生硫铁矿的综合浮选回中。对磁黄铁矿, 主要考虑在浮选前用磁选回收。四、伴生硫铁矿的分选回收4.1铅锌矿伴生硫铁矿的回收4.1.1.螺旋溜槽重选广东乐昌铅锌矿属高硫铅锌矿, 原矿含Pb 117% 、Zn 610% 、S2715%。采用高
13、石灰( pH 1115) 和硫酸锌抑制黄铁矿和闪锌矿,优先浮出铅精矿, 然后用硫酸铜活化浮出锌精矿, 最后用螺旋溜槽机组重选得出硫精矿,获硫精矿品位37%、硫回收率82% , 生产成本低。4.1.2.硫酸活化浮选广东凡口铅锌矿原矿约含Pb 5% 、Zn10%、S 25% 。采用高石灰流程( pH= 12) 抑锌、硫优先浮铅, 再加硫酸铜活化浮锌, 浮锌矿经浓密机浓缩后加硫酸活化浮硫。硫浮选加H2SO4 18kg/ t、乙黄药120g/ t、2# 油220g/ t, 获硫精矿品位42%, 硫作业回收85% 90% 。该法活化效果好, 但药剂成本高, 作业环境差。41113 硫酸铜活化浮选 1湖南
14、水口山铅锌矿原矿约含Pb 215% 315%、Zn 315% 5%、S 12% 16%。采用铅锌硫等可浮流程, 第一步对锌硫既不抑制也不活化, 加25# 黑药捕收铅, 然后分离得铅精矿, 锌硫中矿则并入第二步。第二步加矿, 再加石灰调pH 11 抑硫分离得锌精矿和硫精矿。该法充分利用了各矿物间的天然可浮性差异, 抑制药剂少, 避免了重压重拉,效果较好。生产中获硫精矿品位41% , 硫回收率65% 75% 。41114 碳铵活化浮选 2河南方城铅锌矿原矿含Pb 413% 、Zn515%、S 2317% 。采用高石灰、苯胺黑药加入磨机, 并加硫酸锌抑锌硫, 优先浮出铅, 再加硫酸铜活化浮锌, 最后
15、加碳酸氢铵活化浮硫铁矿。获硫精矿品位4013% , 硫作业回收率8816%。4.2.铜矿伴生硫铁矿的回收4.2.1.石灰抑硫浮铜分选甘肃白银公司选厂处理块状含铜黄铁矿, 原矿含Cu 114%、S 4611% 。生产流程为将大量石灰( 12kg/ t ) 加入磨机抑硫, 加丁黄药浮铜, 浮铜尾矿即为硫精矿。4.2.2.硫酸或矿山酸性废水活化甘肃白银公司选厂在处理浸染状铜硫矿时, 原矿含Cu 0186% 、S 914% , 用石灰抑硫浮铜, 再加硫酸调pH 5 6 选硫, 获硫精矿品位4315%, 硫回收率7715%。江西武山铜矿为高硫型铜矿, 采用大量石灰( pH 1214) 抑硫优先浮铜, 浮
16、铜尾矿浓缩后加矿山酸性废水调浆至pH= 815, 并加少量硫化钠活化浮硫, 获硫精品位37%, 硫浮选作业回收率90% 。4.2.3.选择性捕收剂铜硫分选江西永平铜矿原矿含Cu 0160%, S1216%, 采用对黄铁矿捕收很弱的丁铵黑药优先浮铜, 再加黄药220g/ t、2# 油15g/ t 浮硫, 获硫精矿品位42% , 硫总回收率7613% 。4.2.4.铵盐活化浮选辽宁红透山铜矿原矿含Cu 1142%、Zn2135%、S 1918% 。生产流程为铜硫等可浮,分离得铜精矿和部分硫精矿, 浮铜后矿浆加硫酸铜活化浮锌, 最后加硝酸铵300g/ t、丁黄药150g / t 浮硫。获硫精矿品位3
17、911%, 硫回收率7116%。4.2.5.旋流器重选江西德兴铜矿属特大型斑岩铜矿, 原矿含Cu 015% , S 1189%, 矿石粗磨后混浮出铜硫粗精矿, 粗精矿再磨后加石灰浮铜抑硫得铜精矿, 浮铜分离后矿浆用旋流器重选回收硫。该法简单易行、成本低, 但硫回收率、富集比较低。4.2.6.有机抑制剂及其它活化剂江西德兴铜矿大山选厂在铜硫粗精矿再磨浮选分离时, 添加了有机抑制剂CTP, 可降低抑硫石灰用量, 有利于后面硫浮选。硫浮选作业添加DZ- 1 活化剂, 获硫精矿品位40149%, 硫回收率50114% 。4.3.多金属矿伴生硫铁矿的回收4.3.1.硫化矿全浮分离湖南柿竹园有色矿野鸡尾选
18、厂处理钼铋硫钨多金属矿, 采用先硫化矿全浮再浮白钨的流程。硫化矿混精加石灰抑硫得钼铋混精和硫精矿, 钼铋混精再加硫化钠抑铋浮钼分离。4.3.2.磁选分离广西华锡集团铜坑矿91 号脉富矿石, 主要矿物有锡石、铁闪锌矿、脆硫锑铅矿、磁黄铁矿等。选矿流程为重) 磁) 浮) 重, 即先重选丢脉石, 然后磁选分离出磁黄铁矿作为成果转化工作势在必行。硫的回收在技术上已可行, 问题是硫精矿市场受化工、化肥行业的影响较大, 应以销定产, 以效益为中心指导选硫工作。国外有些矿山对尾矿选硫, 然后硫精矿或中矿深埋( 不是为了出售硫精矿产品) , 而延缓尾矿库酸化及减轻重金属离子渗入地下和地表水系污染水系。金银的回
19、收近几年有了大的进步, 继续推广Y- 89 黄药代替丁黄药, 提高金的回收率。4.4煤系硫铁矿的回收回收煤系硫铁矿是减少污染和防治酸雨的根本途径, 从高硫煤洗研和共生矿中采取回收硫铁矿, 在经济上是有利的, 预计到“ 七五” 计划末回收的硫铁矿可以顶替部分硫磺进口量。1 9 8 3 年以来回收煤系硫铁矿工作已取得较大的进展。我国煤系硫铁矿资源极其丰富, 据不完全统计, 煤系伴生、共生硫铁矿储量达数十亿吨, 占全国硫铁矿保有储量的一半多。目前我国每年产煤量中, 含硫2 % 以上的就达1亿吨以上, 其中含硫铁矿的总量达50 0 万吨以上, 每年研石量2 0 0 0 多万吨, 其中大部分含硫在10
20、% 左右。1 9 8 3 年以来进行了资源勘查, 对5 个矿区进行了采前补充勘探, 对1 个省市进行了调查与初步评价, 为硫铁矿的勘探与综合开发的合理选点提供了依据。几年来, 回收煤系硫铁矿建成的选硫车间, 1 9 8 3 年底仅邯郸王凤矿选煤厂生产规模达. 5 万吨, 1 9 8 4 年本溪彩屯、重庆干坝子、南桐、丰城建新、开滦唐家庄、铜川王石凹、上饶石煤矿共8 处, 预计到1 9 8 5 年将有古蔺石屏、南桐红岩、乌达苏赫图、六枝地宗、峰峰五矿、义马观音堂、枣庄枣北、上饶船坑、河津干柴坡、四川芙蓉等10 处基本建成, 共建成18 处。煤炭系统回收硫铁矿产品质量较高, 所产硫精砂有效硫32
21、一40 % , 一般35 %左右,含炭量多小于5 % , 粒度多在3 m m 以下。硫铁块矿含硫品位一般25 % 以上。其产品中砷、氟等有害杂质含量均低于规定。用重选方法。一般采用跳汰一摇床工艺, 重介质旋流器一螺旋溜槽工艺, 分级跳汰一摇床或螺旋选矿机分选。其所用设备结构较简单, 生产能力较大, 选别效果较好, 硫的回收率均在40 % 以上, 一般达60 一70 %。实践说明, 回收煤系硫铁矿工艺流程较简单, 技术上可行, 生产效率也较高。如广东、湖南化工系统的硫铁矿山全员效率为0 . 1 16 一o . 2 6t / 人日, 而回收煤系硫铁矿车间的全员效率为0 . 76 1 . 5t /
22、人日,一般在l t,/ 人日以上。回收煤系硫铁矿具有投资少、成本低、见效快、周期短的特点。如化工系统开采硫铁矿, 每吨硫精砂需投资2 0 元以上, 而回收煤系硫铁矿车间, 每吨硫精矿投资70 一1 3 4 元。开展回收煤系硫铁矿, 可以大为减少占地,综合治理歼石山, 有利于环境保护。据1 9 8 3年60 多个矿、1 0 个洗煤厂的统计资料, 研石堆积量5 . 94 亿吨, 占地2 . 15 万亩, 高硫煤矿歼石山自燃起火现象严重, 环境污染极大。从洗歼中回收一吨硫精矿一般可盈利30 元左右。如邯郸王凤矿1 9 8 4 年7 月生产硫精矿4 0t 净盈利2 3 0 6 7 元; 本溪彩屯选硫车
23、间1 9 8 5年一季度生产硫精砂3 8 0 0 t , 盈利2 82 8 4 9元,平均月盈利9 4 2 8 3 元, 如达到设计产量后,一年总盈利可达1 50 万元(包括回收的洗混煤及沸腾煤)4.5.精矿输送及水份石灰的大量使用, 是结钙的根源, 要除钙或减轻结钙, 一是采用新药剂( 如CTP、K202代替大部分石灰, 从根本上降低石灰用量) ,二是精矿输送时添加除钙剂( 除垢剂) 。金川选厂使用板框式压滤机, 水口山和红透山铜矿试用过陶瓷过滤机, 均取得了良好的效果, 助滤剂也在其它一些选厂应用。德兴铜矿曾进行过类似的小试研究, 应加强应用研究。五、结语大山选厂的达产达标, 是关系企业竞
24、争力的重要问题, 通过考查与分析发现, 生产能力、铜回收率远低于设计值, 主要原因是碎矿、浮选能力不足, 难选的表层矿量增加, 某些设备性能、备件材质差, 只要解决问题, 就能达产达标, 降本增效。 参考文献 1 蓝希雄. 表层矿石处理方案 J . 科技与管理,1994, ( 4) : 10 16. 2 胡熙庚. 有色金属硫化矿选矿 M . 北京: 冶金工业出版社,1987. 3 邓海波. 铅锌尾矿中被石灰强烈抑制的黄铁矿活化浮选研究 J . 有色金属#选矿部分, 1998,( 1) . 3 周衡波. 矿山酸性污水浮选硫的研究 J . 有色金属#选矿部分, 1992, ( 6) . 4 李崇德. 铜硫分步优先浮选工艺的应用 J . 有色矿山, 1995,( 3) . 5 孟克礼等. 红透山铜矿选矿工艺的进展 J . 有色金属#选矿部分, 1997, ( 2) . 6 刘洪钧. 大山选矿厂选硫工艺研究 J . 有色矿山, 1996, ( 1) . 7 朱德庆等. 从德兴铜矿选铜尾矿中选硫的工业试验 J . 湖南有色金属, 1995, ( 4) .
