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某选硫尾矿回收明矾石和石英试验研究
摘要：为充分有效地回收尾矿中的明矾石和石英，针对尾矿中硫含量高、SiO2含量低、明矾石和地开石含量较高的特点，开展了尾矿脱硫回收明矾石和石英的试验研究。试验考察了脱硫浮选碳酸钠、油酸、水玻璃等药剂以及明矾石和石英混浮、脱硫再选工艺等对明矾石和石英回收的影响。结果表明，碳酸钠用量为3000 g/t、油酸用量为250 g/t～300 g/t、水玻璃用量为100 g/t～200 g/t、经两次粗选可得到SiO2品位74.66%、TS 0.99%的尾砂，三次粗选可得SiO2品位79.77%、TS0.87%的尾砂精矿；三次粗选精矿合并精选时，随着精选水玻璃用量的增加，S在精矿中得到富集。综合考虑，两次精选均为空白精选，可获得品位27.59%的明矾石精矿。
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某选厂位于上杭县城北14.6公里处，是我国大型低品位铜矿，主要金属矿物为黄铁矿、硫砷铜矿等[1,2,3]，非金属矿物以明矾石、石英、地开石为主。现行生产工艺回收铜、硫后直接排尾，硫尾矿产率约为95%。经过多年的采选，现在堆存的硫尾矿渣约上亿吨，并且以每年1300万吨的速度在增长。
硫尾矿中主要成分为石英（地质学专业术语），一般指低温石英（α-石英），是石英族矿物中分布最广的一个矿物。硫尾矿中的石英等矿物经活化后可以作为微粉制备原料；但硫尾矿中含有少量硫酸盐矿物明矾石，且硫酐含量较高，影响微粉的制备。同时，明矾石也是一种非金属矿资源，堆存于尾矿中，造成了资源的浪费[4,5,6]。明矾石是一种广泛分布的属三方晶系的硫酸盐矿物，我们熟悉的明矾就是由它制取的。除此以外，明矾石还可用来制造钾肥、硫酸，也可用来炼铝。明矾石一般为块状或土状，它的晶体不明显，是隐晶矿物。纯净明矾石应为白色，但含有杂质后则呈浅灰、浅红、浅黄或红褐色，玻璃光泽，底面解理中等。明矾石中Na常代替K，其含量超过K时称钠矾石(Natroalunite)或钠明矾石，有时也有少量Fe3+代替Al3+。明矾石不溶于水，微溶于硫酸，在强碱性溶液中完全分解。明矾石可以应用在制造业、化学工业、食品业、农业、化学工业和环保卫生行业，也用于印刷、造纸、制革、油漆等行业，还用作染布用的媒染剂、鞣料及胶片的硬化剂、合成氨的催化剂、制糖及水的澄清剂、选矿用的沉淀剂等。
1、硫尾矿基本情况
1.1 化学组成
采用X荧光光谱法对硫尾矿的化学组成进行了分析，结果见表1。
表1 硫尾矿多元素分析结果
由表1可知，硫尾矿主要化学成分为Si O2，含量为70.10%；其次Al2O3含量为11.85%,SO3含量为5.04%。由元素含量可以推测，尾矿主要矿物为石英、铝硅酸盐、硫酸盐类等矿物，且S的含量较高。
1.2 矿物分析
采用MAL分析了硫尾矿中矿物种类和含量，同时采用化学物相分析法单独分析了S的存在形式。由表2结果可以看出硫尾矿中主要矿物为石英，占比达到64.89%；其次为地开石和明矾石，分别为14.05%和13.04%，还含有少量黄铁矿和绢云母。
表2 硫尾矿主要矿物含量分析
表3为硫尾矿样品中硫的物相组成，可以看出样品中的硫物相主要以硫酸盐和硫化物的形式存在。
表3 硫的物相组成
结合表2和表3结果可以得出：样品中硫化物以黄铁矿为主，少量分布在黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿和硫砷铜矿等中，（由于这些矿物含量<0.01%，结果未在表2中列出）硫酸盐主要为明矾石。结果表明，为了合理利用硫尾矿，需要降低S的含量，也即需要从硫尾矿中分离出明矾石。
1.3 硫尾矿粒度分析
采用筛分和水析的方法对硫尾矿样品进行了粒度分析，并化验各粒级SO3含量，粒度分析结果表明，硫尾矿-0.074 mm粒级占比48.69%,SO3分布率为61.89%，表明硫尾矿粒度较粗，但SO3主要分布在细粒级中。结果进一步表明，-0.01 mm粒级产率为16.21%，含泥量较高。后续采用浮选分离含硫矿物时，需要进行脱泥处理。
2、试验方案与结果
本次采用选硫尾矿试验样，因Si O2含量低，硫含量高、明矾石和地开石含量较高，因此开展了选硫碳酸钠用量、油酸用量、水玻璃用量、选明矾石和石英的混浮、脱硫再选工艺试验。
2.1 尾矿脱硫浮选条件试验
2.1.1 碳酸钠用量试验
全粒级尾矿作为浮选给矿，经一次粗选，其他条件不变的前提下，考察在不同的碳酸钠用量下，得到较好精矿所需的最佳碳酸钠用量。试验结果如表4所示。
表4 Na2CO3用量条件试验结果
由表4可知，随着碳酸钠用量的增加，尾矿TS品位逐渐降低，当达碳酸钠用量3000 g/t以上时精矿品位及回收率变化不大。综合考虑，碳酸钠用量以3000 g/t为最佳。
2.1.2 油酸用量试验
全粒级尾矿作为浮选给矿，经一次粗选，其他条件不变的前提下，考察在不同的油酸用量下，得到较好精矿所需的最佳油酸用量。试验结果如表5所示。
表5 油酸用量条件试验结果
由表5可知，随着油酸用量的增加，尾矿TS品位逐渐降低，当达油酸用量250 g/t～300 g/t以上时精矿品位及回收率变化不大。综合考虑，油酸用量以250 g/t～300 g/t为宜，后续优化试验选择300 g/t油酸用量条件。
2.1.3 水玻璃用量试验
全粒级尾矿作为浮选给矿，经一次粗选，其他条件不变的前提下，考察在不同的水玻璃用量下，得到较好精矿所需的最佳水玻璃用量。试验结果如表6所示。
表6 水玻璃用量条件试验结果
由表6可知，当300 g/t油酸用量时，随着水玻璃用量的增加，尾矿TS品位逐渐增加，在水玻璃用量100 g/t～200 g/t条件下，一次粗选可得到合格尾矿TS含量1.20%，精矿产率23.44%～26.85%。
2.2 尾矿脱硫再选明矾石精选试验
全粒级尾矿作为浮选给矿，先经浮选脱硫，脱硫尾矿选明矾石，尾砂当作石英精矿，试验结果显示，先脱硫-脱硫尾矿再选明矾石精选工艺经过两次或三次粗选，可得到Si O2品位82%、TS 0.7%的石英尾砂。
3、结论
(1）经一次碳酸钠3000 g/t+油酸300 g/t粗选工艺可得尾砂TS<1.20%，精矿产率30%以上，添加100 g/t～200 g/t水玻璃可将泡沫产率降低至23.44%～26.85%，此时尾砂TS含量≈1.20%;
(2）经一粗一精和二粗一精工艺均无法得到符合TS含量<1.20%的综合尾砂产品（中矿+尾矿）；
(3）硫在混浮精矿中得到富集，并且随水玻璃用量的增大，混浮精矿中硫含量越高，混浮尾矿中Si O2品位仅79%;
(4）先脱硫再选明矾石精选工艺可得到Si O2品位82%、TS 0.7%石英尾砂；
(5）由于原矿Si O2品位仅63.44%，通过混浮或脱硫再选的方法均无法直接获得高质量的石英砂精矿产品（Si O2品位>90%）。
参考文献:
[1]邓禾淼.冬瓜山铜矿深部矿石工艺矿物学研究[J].有色金属(选矿部分),2022(1):14-20.
[2]邓禾淼.冬瓜山铜矿复杂难选矿石工艺矿物学研究[J].矿冶,2015,24(6):95-99.
[3]王伊杰,张谦,聂文林.西藏铜铅锌矿矿石工艺矿物学研究[J].矿冶,2019,28(6):92-98.
[4]胡神涛,潘爱芳,马润勇,等.陕西某钒钛磁铁矿选铁尾矿工艺矿物学研究[J].有色金属(选矿部分),2021(5):1-5.
[5]黄草明,朱景和,文书明,等.赞比亚穆利亚希复杂混合铜矿工艺矿物学研究[J].矿产保护与利用,2019,39(2):41-46.
[6]李广,肖琴,胡海祥,等.MLA在斑岩型锡石矿工艺矿物学研究中的应用[J].有色金属(选矿部分),2019(6):5-11.
文章来源:赖才书.某选硫尾矿回收明矾石和石英试验研究[J].福建冶金,2024,53(04):16-19.
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2025-07-07我要评论
期刊名称：矿业工程研究
期刊人气：868
主管单位：湖南省教育厅
主办单位：湖南科技大学
出版地方：湖南
专业分类：煤矿
国际刊号：1674-5876
国内刊号：43-1493/TD
邮发代号：42-359
创刊时间：1980年
发行周期：季刊
期刊开本：16开
见刊时间：4-6个月
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2024-07-03
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