0 引言
我國硫鐵礦儲量豐富，可大致分為普通金屬硫鐵礦和煤系硫鐵礦，其中煤系硫鐵礦儲量占50%左右，該類礦石中硫鐵礦嵌布粒度極不均勻，脈石礦物主要是粘土和碳質(zhì)，選礦比較復(fù)雜、困難。云南某硫鐵礦含硫平均品位為15.00%左右，含碳平均品位為6.00%左右。將儲量豐富的煤系硫鐵礦中的硫、碳資源充分利用起來，不僅可以提高資源利用率，還將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。因此，本文在對礦石性質(zhì)進行研究的基礎(chǔ)上，對云南某煤系硫鐵礦開展了選礦工藝試驗研究，實現(xiàn)了煤、硫鐵礦的綜合回收。
1 礦石性質(zhì)及特征
試樣的多元素分析結(jié)果表明。硫鐵礦原礦含硫15.44%，鐵17.15%，碳5.52%，灰分76.22%，水分1.41%，揮發(fā)分15.72%。主要礦物有黃鐵礦、煤，其次有針鐵礦、赤鐵礦、銳鈦礦；脈石礦物主要有高嶺石、石英等。
試樣的硫物相分析結(jié)果表明。此煤系硫鐵礦煤中硫的賦存狀態(tài)以黃鐵礦硫為主，其次是少量有機硫，硫酸鹽硫含量很少。
2 選礦試驗
2.1 螺旋溜槽一搖床重選試驗
煤系硫鐵礦礦石中黃鐵礦體積質(zhì)量4.5—5.1，莫氏硬度6～6.5，與煤礦的體積質(zhì)量差異大，適宜用重選方法分選，考察了不同粒度（即磨礦細度）入選礦樣的重選試驗。礦樣磨至需要粒度后，通過螺旋溜槽預(yù)先拋尾，后篩分成5個粒級+0.5 mm、0.5～0.2 mm、0.2～0.074 mm、0.074—0.038 mm、-0.037 mm分別進行搖床重選試驗（磨細后的礦樣沒有粗級別），此流程礦樣獲得4個產(chǎn)品：精礦、次精礦、中礦、尾礦（入選粒度-0.074 mm占80%得到的是精礦、中礦、尾礦）。試驗結(jié)果見表1。
不同入選粒度得到較好的選礦指標(biāo)，需將礦石磨細至-200目80%以上，以使礦樣充分解離。螺旋溜槽一搖床重選試驗表明，原礦磨至-1 mm搖床試驗即可得到品位較高的硫精礦，但回收率不太高。隨著磨礦細度的增加，硫精礦回收率提高，說明該礦樣硫鐵礦呈粗細不均勻嵌布。硫回收率不高的原因可能是螺旋溜槽沒有起到拋棄炭的作用，而且造成了部分硫損失在螺旋溜槽尾礦里，最終入選搖床的硫產(chǎn)率低，通過重選試驗得不到煤產(chǎn)品，煤不能富集。
2.2 浮選試驗
重選試驗可以得到較好質(zhì)量的硫產(chǎn)品，但是硫回收率偏低而且不能回收其中的煤．由于試驗礦樣中含有的目的礦物黃鐵礦以及煤可浮性都很好，因此將采用浮選流程以達到綜合回收其中的硫鐵礦和煤的目的。煤系硫鐵礦在浮選時硫鐵礦很容易和煤一起上浮進入泡沫產(chǎn)品，影響煤和硫鐵礦的分別回收。本次試驗將采用優(yōu)先浮選流程，先浮選煤并強力抑制硫鐵礦，然后再活化浮選硫鐵礦。根據(jù)螺旋溜槽一搖床重選試驗結(jié)果，粒度過粗，硫鐵礦未充分解離，不能很好地回收；粒度過細，煤精礦的后續(xù)處理復(fù)雜，因此浮選試驗取磨礦細度為-200目占80%。
2.2.1 石灰用量試驗
煤礦物是表面疏水的天然易選礦物。藥劑的使用與選擇可以提高煤表面的疏水性和煤粒在氣泡上的粘附性、黏著的牢固度，常用的捕收劑為非極性的烴類化合物。此次煤浮選階段選用的捕收劑為烴類化合物——柴油。在礦物優(yōu)先浮選時，用石灰提高礦漿的pH值，可以使黃鐵礦受到抑制。因此選用石灰（氧化鈣）以及水玻璃作為抑制劑，抑制硫鐵礦以及脈石礦物，松油作為起泡劑。先進行了煤浮選作業(yè)石灰用量試驗，試驗流程圖見圖1（圖中藥劑用量單位為g/t，下同），試驗結(jié)果見表2。煤精礦中硫物相分析結(jié)果見表3。
試驗結(jié)果表明：石灰用量的增加有助予提高粗煤精礦的回收率，可能是松油的起泡能力隨pH值的升高而增大，泡沫攜帶更多的易浮礦物。但是煤精礦中硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化不明顯，煤精礦硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8%左右。煤精礦的硫物相分析結(jié)果表明，煤精礦中硫化鐵硫占94.03%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大，
2.2.2 煤浮選作業(yè)藥劑條件試驗
由于石灰加入浮選槽硫鐵礦未被有效抑制，為了使藥劑充分作用，將藥劑（氧化鈣與水玻璃）添加至磨礦機，以加強對黃鐵礦及脈石礦物的抑制。礦樣經(jīng)過粗選得到煤粗精礦與尾礦。人磨石灰用量試驗結(jié)果見表4，水玻璃用量試驗結(jié)果見表5．捕收劑用量試驗結(jié)果見表6．
從表4看出，與石灰加入浮選機相比，在保證硫耩礦品質(zhì)的同時，將石灰添加至磨礦機能在有效減少石灰用量的同時減少硫在煤精礦中的損失。從表5看出，煤精礦的回收率隨水玻璃用量的增加先增加后減少，當(dāng)水玻璃用量為500 g/t時，煤精礦的回收率最高，為54.34%，煤精礦的品位變化不明顯，所以添加適量的水玻璃有利于煤精礦的回收。從表6看出，柴油用量增加，煤精礦品位下降，回收率不斷提高，且更多的硫進入了煤 精礦，損失增加。
2.2.3 硫浮選作業(yè)藥劑條件試驗
試驗以提高資源綜合回收利用率為目的，因此，對選煤作業(yè)尾礦再進行浮選以回收硫鐵礦，硫浮選階段采用硫酸銅為活化劑，活化被石灰抑制的黃鐵礦，丁基黃藥為捕收荊，松油為起泡劑。藥劑條件試驗流程圖見圖2，試驗結(jié)果見表7。
由表7可知，硫精礦品位及回收率隨著硫酸銅用量的增加先增加后降低，硫酸銅用量粗選300g/t、掃選200 g/t時，硫精礦品位以及回收率最高，且尾礦中硫含量最低I丁基黃藥用量在硫粗選200 g/t，硫掃選100 g/t時，所獲得的硫精礦質(zhì)量最好。
2.2.4 小型浮選閉路試驗
根據(jù)上述條件試驗結(jié)果，進行了小型浮選閉路試驗。浮選閉路試驗1是中礦逐級返回的浮選試驗，試驗流程圖見圖3．浮選閉路試驗2是在選煤循環(huán)尾礦中將一部分難以分選的中礦單獨浮選出來后再選硫鐵礦，其他中礦逐級返回的浮選試驗。試驗流程圖見圖4。小型浮選閉路試驗結(jié)果見表8。浮選閉路試驗2硫精礦、煤精礦多元素分析結(jié)果見表9．
浮選閉路試驗1流程可能是選煤尾礦中有一部分煤和硫的連生體，試驗在浮選硫鐵礦時中礦量很大，尤其是硫中礦，硫精選I的中礦產(chǎn)率有37.53%，硫回收率為37.83%；硫精選Ⅱ的中礦產(chǎn)率為28.01%，硫回收率為51.81%。同時在實驗室試驗中，流程操作不易穩(wěn)定，不利于現(xiàn)場生產(chǎn)。與浮選閉路試驗1比較，在浮選閉路試驗2中，將一部分難以分選的中礦單獨浮選出來的閉路試驗，浮選指標(biāo)基本沒有降低，碳精礦的回收率增加，硫精礦中碳含量減少，且流程暢通。通過浮選閉路試驗2可以得到煤精礦產(chǎn)率為5.38%，碳品位為40.32%，含硫7.05%．碳回收率為33.76%．為高硫煤；硫精礦產(chǎn)率為24.00%．硫品位為47.59%，含碳9.64%，硫回收率為72.74%。其中硫精礦砷、氟含量很低，有價元素鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42.46%，雜質(zhì)含量少．Si02質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.58%，Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.53%，實現(xiàn)了煤精礦與硫精礦的綜合回收。
3 結(jié)論
a．煤系硫鐵礦通過螺旋涸槽一搖床重選試驗，可以回收硫精礦，但是硫回收率低，而且碳不能富集，得不到煤產(chǎn)品。
b．對云南某煤系硫鐵礦通過優(yōu)先浮選試驗，可以得到產(chǎn)率5.38%，碳品位40.32%，含硫7.05%，碳回收率33.76%的煤精礦；產(chǎn)率24.00%，硫品位47.59%，含碳9.64%，硫回收率72.74%的硫精礦，可以實現(xiàn)煤和硫鐵礦的綜合回收。
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