CN113369011A - 一种从选铜尾矿中梯度回收硫铁矿物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从选铜尾矿中梯度回收硫铁矿物的方法，包括如下步骤：S1,选铜尾矿弱磁选选铁；S2，弱磁精选精矿浮选脱硫；S3，脱硫泡沫强化浮选；S4,脱硫泡沫浮选尾矿再磨强磁选。本发明对于选铜尾矿进行弱磁粗选‑弱磁粗选精矿磨矿‑弱磁精选‑弱磁精选精矿浮选脱硫，得到的各分类产品；其中得到硫含量低于2％、磁性物含量大于95％的细级选煤用磁铁矿粉，应用于重介质旋流器和斜轮(或立轮)重介质分选机等细度要求更高的磁铁矿粉中，其Ti⁴⁺、Mg²⁺和Mn²⁺品位明显降低，可有效避免磁铁矿粉的磁性降低，提高所配制悬浮液的性质稳定性，以及减少生产过程中介质的消耗，降低了选煤工艺成本。

Description

一种从选铜尾矿中梯度回收硫铁矿物的方法

技术领域

本发明涉及回收硫铁矿物的选矿工程技术领域，具体涉及一种从选铜尾矿中梯度回收硫铁矿物的方法。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，我国铜金属消费量飞速增长，铜产量已连续多年位居世界第一位，这也势必会产生数量非常庞大的选铜尾矿，而在选铜尾矿中通常会含有相当可观、且具有较高经济回收价值的硫铁资源。但由于技术、工艺规模等要求，一方面许多铜选厂产出的铁精矿中硫含量往往超标，在冶炼过程中，铁精矿中的硫一部分以有害气态硫化物形式产生，对环境造成不利影响，另一部分则进入生铁中，含硫生铁在其热加工时会产生“热脆”等现象，降低了钢铁的产品质量。另一方面也会造成硫铁资源的回收率较低，没有得到充分的综合回收利用，极大地影响了矿产资源的开发和利用。所以随着矿产资源的日益枯竭，从选铜尾矿中有效回收硫铁资源具有广泛的经济效益和社会效益。

铜矿床中通常赋存大量的黄铁矿、磁铁矿和磁黄铁矿等，这些矿石含有丰富的硫铁资源，在我国类似矿床的矿山也较多，典型的如铜陵冬瓜山铜矿、安庆铜矿等。其首先会使用浮选方法进行铜矿物选别，当采用铜硫混浮浮选流程时，非磁性硫化物之硫绝大部分会随铜矿物一并浮出，而以单斜晶系磁黄铁矿为主的磁性硫化物之硫则会留在剩余的选铜尾矿中进入硫铁选别作业。对于铁资源来说，磁铁矿之铁和磁性硫之铁很难采用传统浮选方法得到，大多会随选铜尾矿排出并进入硫铁选别作业，而其他硫化矿之铁可浮性较好，大部分会随混浮浮选作业产出。

在实际回收硫铁资源时，从脱硫泡沫中得到的高硫铁精矿往往会出现“高不成低不就”的局面，因为其TFe品位在50％～55％之间、TS含量在12％～15％之间，既不能作为铁精矿，更不能作为硫精矿，又因其脱硫难度大不能制备成重介质，只能作为低硫铁精矿的配矿，但同样因其含硫过高，作为配矿使用其用量也有限，造成了资源的浪费。与此同时，随着高硫铁精矿分离出后，其剩余的矿渣仍会含有一定量的硫铁矿物，这其中包括脱硫作业中上浮速度较慢的硫矿物，以磁黄铁矿为主，以及夹杂进入脱硫泡沫的部分铁精矿，这部分矿渣如若作为铁精矿或重介质产品，仍会由于硫含量过高而无法达到产品标准，故通常作为尾矿排出，没有得到有效的回收。

针对上述问题目前也有部分研究方案，比如公开号为CN110560269A中国发明专利申请，公开了一种高硫磁铁精矿梯级回收利用的选矿方法，对高硫磁铁精矿进行磨矿-弱磁选，获得TFe品位≥64.0％、TS≥10.0％的弱磁选铁精矿，对弱磁选铁精矿进行一次浮硫粗选、一次浮硫精选、一次浮硫扫选，获得TS品位>24.0％、TFe品位>60.0％高铁硫精矿，排出一次扫选浮硫尾矿；对一次扫选浮硫尾矿给入浮硫扫选开路作业，获得铁品位大于66.5％、TS含量<1.2％的铁精矿，以及铁品位大于62.5％的重介质产品，但其硫品位高达15.48％。

再比如公开号为CN112058500A中国发明专利申请，公开了一种磁铁精矿浮选脱硫泡沫产品综合利用的选矿方法，采用的工艺为：(1)磁铁精矿浮选脱硫泡沫产品进行弱磁选-磨矿-弱磁选；(2)弱磁选尾矿经一粗二精一扫闭路浮选选硫，采用硅酸钠为分散剂，丁黄药为捕收剂，2#油为起泡剂；(3)弱磁选铁精矿一粗一精二扫开路浮选脱硫，柠檬酸为络合剂和活化剂，丁黄药为捕收剂，2#油为起泡剂。本发明方法获得的高铁硫精矿、高硫铁精矿、低硫铁精矿及硫精矿四种产品均有市场销路，高铁硫精矿制酸后的硫酸渣可直接作为铁精矿，所述的高硫铁精矿作为配矿或选煤用重介质，但其硫品位也高达7.08％。

上述提到的重介质近两年被大力推广并应用于煤炭行业，通过重介质选煤是为适应市场对低灰分煤的需求而发展起来的新型工艺技术。大部分国家对煤炭洗选非常重视，尤其是发达国家。我国应用较晚，但发展较快，随着工艺技术的不断进步，其市场前景十分广阔。目前常用的重介质基本上全用的是磁铁矿粉。由于其中氧离子半径大约为(0.132nm)，Fe²⁺居中，Fe³⁺最小。由于Ti⁴⁺、Mg²⁺、Mn²⁺等许多阳离子具有和铁离子相近的离子半径，所以在有些磁铁矿中一些铁离子被这些离子所替代，导致磁铁矿粉的磁性降低，最终导致介质大量消耗。同时，近年来随着无压给料三产品重介质旋流器的广泛使用，尤其用于分选不脱泥原煤，要求磁铁矿粉必须达到四类标准，同时磁性物含量不低于95％，杂质中S的含量不超过2％，否则，介质消耗量将很高。上述公开的两种方法得到的重介质都远远无法达到降低介质消耗量的效果。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种从选铜尾矿中梯度回收硫铁矿物的方法，将选铜尾矿中的硫铁资源梯度回收，并根据各自产品的不同硫铁含量，充分发挥出相互之间的经济效益优势，尤其是从脱硫泡沫中分离出符合标准要求的重介质产品，可用作细级选煤用磁铁矿粉。

本发明采用的技术方案是：一种从选铜尾矿中梯度回收硫铁矿物的方法，包括如下步骤：S1,选铜尾矿弱磁选选铁：将采用铜硫混浮浮选作业的铜尾矿依次进行弱磁粗选-弱磁粗选精矿磨矿-弱磁精选作业；将得到的弱磁精选精矿作为脱硫作业进料，将磁粗选尾矿和磁精矿尾矿合并后充填砂仓或排至尾矿库；S2，弱磁精选精矿浮选脱硫：将S1中得到弱磁精选精矿采用二次粗选作业选硫，得到TS品味为10％～15％、TFe品位为52％～60％的脱硫泡沫和TS品位＜0.6％、TFe品位＞65％的粗粒级低硫铁精矿；S3，脱硫泡沫强化浮选：将S2中得到的脱硫泡沫采用三粗一精闭路浮选作业强化浮选，得到TS品位＞22％、TFe品位＞62％的高硫铁精矿和TS品位为1％～3％、TFe品位为45％～50％脱硫泡沫粗选尾矿；S4,脱硫泡沫浮选尾矿再磨强磁选：将S3中得到的脱硫泡沫粗选尾矿再磨后进行强磁选，得到TS品位＜2％、TFe品位＞64％、细度为-0.045mm占80％以上细粒低硫铁精矿。

作为本发明的进一步改进，所述S3中，精选尾矿返回至脱硫泡沫一次粗选。

作为本发明的进一步改进，所述S1中，弱磁选作业设备均采用永磁筒式磁选机，弱磁粗选的磁场强度为2000Gs～2200Gs，弱磁精选的磁场强度为1800Gs～2000Gs，磨矿细度控制在-0.074mm占70％～75％。

作为本发明的进一步改进，所述S2中一次粗选硫酸用量300～500g/t，丁黄药用量200～300g/t，2#油用量为20～30g/t；二次粗选丁黄药用量50～100g/t，2#油用量5～15g/t。

作为本发明的进一步改进，所述S3中一次粗选丁黄药用量为20～30g/t，2#油用量2～4g/t；二次和三次粗选丁黄用量为5～10g/t，2#油用量为1～2g/t；精选丁黄用量为5～10g/t。

作为本发明的进一步改进，所述S4中强磁选作业设备采用永磁筒式磁选机，磁场强度为2500Gs～3000Gs，再磨细度控制在-0.045mm占82％～85％。

本发明采用的有益效果是：

(1)本发明对于选铜尾矿实现梯级硫铁资源选别，通过弱磁粗选-弱磁粗选精矿磨矿-弱磁精选-弱磁精选精矿浮选脱硫，得到的粗粒级低硫铁精矿可作为铁精矿产品销售至冶炼厂；对于脱硫泡沫强化浮选作业得到的高硫铁精矿可用于制备硫酸，而制酸后的酸渣可直接作为红粉销售至冶炼厂；对于脱硫泡沫粗选尾矿再磨+强磁选后得到的细粒低硫铁精矿，可作为重介质产品销售。

(2)细粒低硫铁精矿细度低，选煤领域应用范围更广，可应用于重介质旋流器和斜轮(或立轮)重介质分选机等细度要求更高的磁铁矿粉中。

(3)细粒低硫铁精矿中铁品位高，且硫品位低于2％，可显著减少选煤时介质的消耗，成本得以大大降低。

(4)相较于通常用于重介质原料的铁精矿产品，细粒低硫铁精矿中Ti⁴⁺、Mg²⁺和Mn²⁺品位明显降低，可有效避免磁铁矿粉的磁性降低，提高所配制悬浮液的性质稳定性，以及减少生产过程中介质的消耗，进一步降低了选煤工艺成本。

(5)本发明工艺流程适用性广，尤其适用于含有磁黄铁矿的选铜尾矿。

附图说明

图1为本发明示意图。

图2为本发明的实施例1示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的说明。

实施例1，所用的选铜尾矿取自安徽某铜矿选厂，该选铜尾矿的硫物相分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。

表1选铜尾矿硫物相分析结果

硫相别	磁性硫化物之硫	非磁性硫化物之硫	合计
				硫含量/％	1.19	0.11	1.30
占有率/％	91.54	8.46	100.00

表2选铜尾矿铁物相分析结果

由选铜尾矿硫铁物相分析可见，该选铜尾矿中含有部分磁性硫铁矿物，磁性硫化物之硫含量为1.19％，非磁性硫化物之硫含量为0.11％；TFe含量为32.42％。

从选铜尾矿中梯度回收硫铁矿物的方法：

(1)选铜尾矿磁选选铁：首先对选铜尾矿进行弱磁粗选-弱磁粗选精矿磨矿-弱磁精选作业，得到的弱磁精选精矿作为脱硫作业进料，其TS品位为2.34％，TFe品位64.83％，磁粗选尾矿和磁精矿尾矿合并后充填砂仓或排至尾矿库，其TS品位0.57％，TFe品位9.74％。

在该步骤中，弱磁选作业设备均采用永磁筒式磁选机，弱磁粗选的磁场强度为2000Gs，弱磁精选的磁场强度为1800Gs。磨矿细度为-0.074mm占72.25％。

(2)弱磁精选精矿浮选脱硫：将步骤(1)中得到的TS品位为2.34％，TFe品位64.83％的弱磁精选精矿采用二次粗选作业选硫，得到TS品位为10.29％、TFe品位为55.42％的脱硫泡沫，以及TS品位0.48％，TFe品位67.02％的粗粒级低硫铁精矿。

弱磁精选精矿浮选脱硫作业的药剂制度为：硫酸为调整剂，丁黄药为捕收剂，2#油为起泡剂；浮选的药剂用量按照选铜尾矿的干矿量计为：一次粗选硫酸用量400g/t，丁黄药用量200g/t，起泡剂2#油用量20g/t；二次粗选丁黄药用量为50g/t，起泡剂2#油用量10g/t。

得到的粗粒级低硫铁精矿可作为高品位铁精矿产品销售至冶炼厂。

(3)脱硫泡沫强化浮选：将步骤(2)中得到的TS品位为10.29％、TFe品位为55.42％的脱硫泡沫采用三粗一精闭路浮选作业，得到TS品位22.86％、TFe品位63.15％的高硫铁精矿，以及TS品位1.16％、TFe品位49.70％脱硫泡沫粗选尾矿，精选尾矿返回至脱硫泡沫一次粗选。

弱磁精选精矿浮选脱硫作业的药剂制度为：丁黄药为捕收剂，2#油为起泡剂；浮选的药剂用量按照选铜尾矿的干矿量计为：一次粗选丁黄药用量20g/t，起泡剂2#油用量2g/t；二次粗选和三次粗选丁黄药用量为5g/t，起泡剂2#油用量1g/t；精选丁黄用量为5g/t。

得到高硫铁精矿可作为硫酸厂制酸的原料，且制酸后的酸渣可作为红粉销售至冶炼厂。

(4)脱硫泡沫浮选尾矿再磨强磁选：将步骤(3)中得到的TS品位为1.16％、TFe品位为49.70％脱硫泡沫浮选尾矿再磨后进行强磁选，得到的细粒低硫铁精矿TS品位1.64％，TFe品位64.31％，细度为-0.045mm占81.62％，并采用磁选管测定其磁性物含量为95.68％。

在该步骤中，再磨细度为-0.045mm占83.17％。强磁选作业设备采用永磁筒式磁选机，其磁场强度为2700Gs。

得到的细粒低硫铁精矿作为重介质符合煤炭行业标准，可作为细级选煤用磁铁矿粉，应用于重介质旋流器和斜轮(或立轮)重介质分选机等细度要求更高的磁铁矿粉中。

表3实施例1试验方案硫铁资源数据如下：

表4实施例1试验方案易替代铁离子之离子数据如下：

从表3和表4可以看出，细粒低硫铁精矿中硫品位为1.64％，低于2％，可显著减少选煤时介质量的消耗，铁品位高达64.31％，细度为-0.045mm占81.62％，可用于重介质旋流器和斜轮(或立轮)重介质分选机的磁铁矿粉。此外，细粒低硫铁精矿的Ti⁴⁺、Mg²⁺和Mn²⁺品位分别为0.018％，1.07％和0.053％，分别较粗粒低硫铁精矿降低48.57％、48.09％和46.49％，铁离子替代离子大幅减少，直接避免了磁铁矿粉的磁性降低，保证了选煤时所配制悬浮液的性质的稳定性，并进一步减少了生产过程中介质的消耗。

实施例2，与实施例1相比，其区别在于S1中弱磁粗选的磁场强度为2200Gs，弱磁精选的磁场强度为2000Gs，磨矿细度控制在-0.074mm占75％；S4中磁场强度为3000Gs，再磨细度控制在-0.045mm占85％为宜。实施例2得到的细粒低硫铁精矿用于选煤洗煤中的重介质，其所含Ti⁴⁺,Mg²⁺,Mn²⁺品位相对更低，介质损耗也更低。

表5实施例2试验方案硫铁资源数据如下：

表6实施例2试验方案易替代铁离子之离子数据如下：

实施例3，与实施例1相比，其区别在于S3中一次粗选丁黄药用量为30g/t，2#油用量4g/t；二次和三次粗选丁黄用量为10g/t，2#油用量为2g/t；精选丁黄用量为10g/t。实施例3得到的细粒低硫铁精矿，硫品位更低，在洗煤中介质损耗也更低。

表5实施例3试验方案硫铁资源数据如下：

表6实施例3试验方案易替代铁离子之离子数据如下：

本发明提出一种从选铜尾矿中梯度回收硫铁矿物的方法，该方法从选铜尾矿中先通过弱磁选和浮选脱硫得到粗粒低硫铁精矿，然后将脱硫泡沫继续大开路长流程强化浮选脱硫，并得到高硫铁精矿，此举可较为彻底的将硫矿物分离出来，尤其是将上浮速度较慢的磁黄铁矿充分回收，从而使得从脱硫泡沫中分离出高硫铁精矿后通常作废弃处理的剩余矿渣含硫量大幅降低，最后采用再磨+强磁选工艺，得到了含硫量极低的细粒低硫铁精矿，并有效地降低了Ti⁴⁺,Mg²⁺,Mn²⁺的含量，使得可作为标准等级高的重介质产品进行销售，应用于细级选煤用磁铁矿粉，且在使用过程中显著降低了消耗量，充分地回收利用了夹杂进入脱硫泡沫的部分磁铁矿物，避免造成资源浪费。

本发明对于选铜尾矿进行弱磁粗选-弱磁粗选精矿磨矿-弱磁精选-弱磁精选精矿浮选脱硫，得到的粗粒级低硫铁精矿可作为铁精矿产品销售至冶炼厂；对于脱硫泡沫继续浮选作业得到的高硫铁精矿可用于制备硫酸，而制酸后的酸渣可直接作为红粉销售至冶炼厂；对于脱硫泡沫粗选尾矿再磨+强磁选后得到硫含量低于2％、磁性物含量大于95％的重介质，可作为细级选煤用磁铁矿粉。上述三种产品均有市场销路，并将选铜尾矿中的硫铁资源梯度选别，尤其是从脱硫泡沫中获得了市场价值相对较高、资源相对短缺的可用作细级选煤用磁铁矿粉的重介质产品，该重介质产品硫含量低于2％，Ti⁴⁺,Mg²⁺,Mn²⁺含量低，避免了磁铁矿粉的磁性降低，保证了选煤时所配制悬浮液的性质的稳定性，并进一步减少了生产过程中介质的消耗。本发明实现了选铜尾矿中硫铁资源的高效利用、综合利用和效益最大化，避免了大量选铜尾矿中的硫铁资源损失，取得了意想不到的技术效果和经济效果。本发明工艺流程成熟，所用浮选药剂皆为市场常用药剂，现场实际应用方便，适于推广。

本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种从选铜尾矿中梯度回收硫铁矿物的方法，包括如下步骤：

S1,选铜尾矿弱磁选选铁：将采用铜硫混浮浮选作业的铜尾矿依次进行弱磁粗选-弱磁粗选精矿磨矿-弱磁精选作业；将得到的弱磁精选精矿作为脱硫作业进料，将磁粗选尾矿和磁精矿尾矿合并后充填砂仓或排至尾矿库；

S2，弱磁精选精矿浮选脱硫：将S1中得到弱磁精选精矿采用二次粗选作业选硫，得到TS品味为10％～15％、TFe品位为52％～60％的脱硫泡沫和TS品位＜0.6％、TFe品位＞65％的粗粒级低硫铁精矿；

S3，脱硫泡沫强化浮选：将S2中得到的脱硫泡沫采用三粗一精闭路浮选作业强化浮选，得到TS品位＞22％、TFe品位＞62％的高硫铁精矿和TS品位为1％～3％、TFe品位为45％～50％脱硫泡沫粗选尾矿；

S4,脱硫泡沫浮选尾矿再磨强磁选：将S3中得到的脱硫泡沫粗选尾矿再磨后进行强磁选，得到TS品位＜2％、TFe品位＞64％、细度为-0.045mm占80％以上细粒低硫铁精矿。

2.根据权利要求1所述的一种从选铜尾矿中梯度回收硫铁矿物的方法，其特征是所述S3中，精选尾矿返回至脱硫泡沫一次粗选。

3.根据权利要求1所述的一种从选铜尾矿中梯度回收硫铁矿物的方法，其特征是所述S1中，弱磁选作业设备均采用永磁筒式磁选机，弱磁粗选的磁场强度为2000Gs～2200Gs，弱磁精选的磁场强度为1800Gs～2000Gs，磨矿细度控制在-0.074mm占70％～75％。

4.根据权利要求1所述的一种从选铜尾矿中梯度回收硫铁矿物的方法，其特征是所述S2中一次粗选硫酸用量300～500g/t，丁黄药用量200～300g/t，2#油用量为20～30g/t；二次粗选丁黄药用量50～100g/t，2#油用量5～15g/t。

5.根据权利要求1所述的一种从选铜尾矿中梯度回收硫铁矿物的方法，其特征是所述S3中一次粗选丁黄药用量为20～30g/t，2#油用量2～4g/t；二次和三次粗选丁黄用量为5～10g/t，2#油用量为1～2g/t；精选丁黄用量为5～10g/t。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种从选铜尾矿中梯度回收硫铁矿物的方法，其特征是所述S4中强磁选作业设备采用永磁筒式磁选机，磁场强度为2500Gs～3000Gs，再磨细度控制在-0.045mm占82％～85％。

Images