一种无酸无铵浮选被石灰抑制的黄铁矿的方法
阅读说明：本技术 一种无酸无铵浮选被石灰抑制的黄铁矿的方法 (Method for floating pyrite inhibited by lime in acid-free and ammonium-free manner ) 是由 朱恩领 简成卫 李敏 罗文成 何爱婷 王丞 曹东江 陈昌才 于 2021-08-09 设计创作，主要内容包括：一种无酸无铵浮选被石灰抑制的黄铁矿的方法,涉及矿物加工技术领域,其方法包括以下步骤：步骤一、调浆：将待处理的含被石灰强烈抑制的黄铁矿的物料进行调浆；步骤二、重选：调浆后进行重选处理,得到重选尾矿和重选精矿；步骤三、加表面活性剂：重选精矿中加入表面活性剂行调浆搅拌至充分作用；步骤四、浮选：充分作用后的物料输送至浮选机中并加入浮选捕收剂进行充气浮选,得到浮选硫精矿及浮选尾矿。本发明的有益效果在于：处理成本和和设备配置要求远低于使用硫酸法活化被石灰强烈抑制的黄铁矿活化方法,且水体中没有氨氮污染因子,具有广泛的应用前景。(A method for floatation of pyrite inhibited by lime without acid and ammonium relates to the technical field of mineral processing, and comprises the following steps: step one, size mixing: mixing the materials to be treated, which contain pyrite strongly inhibited by lime; step two, reselection: after size mixing, carrying out reselection treatment to obtain reselection tailings and reselection concentrate; step three, adding a surfactant: adding a surfactant into the gravity concentrate for pulp mixing and stirring until the mixture fully acts; step four, flotation: and (4) conveying the fully acted materials to a flotation machine, and adding a flotation collecting agent for air flotation to obtain flotation sulfur concentrate and flotation tailings. The invention has the beneficial effects that: the treatment cost and the equipment configuration requirement are far lower than those of a pyrite activation method in which the activation is strongly inhibited by lime by using a sulfuric acid method, and the water body does not contain ammonia nitrogen pollution factors, so that the method has a wide application prospect.)
技术领域
本发明涉及矿物加工的技术领域，特别是涉及一种无酸无铵浮选被石灰抑制的黄铁矿的方法。
背景技术
当前，国内外使用最为普遍的活化被石灰强烈抑制的黄铁矿的方法为稀硫酸法，即使用工业硫酸厂制备的浓硫酸经清水稀释后配置为强酸溶液调整铜锌尾矿矿浆pH，达到中性或弱酸性矿浆条件实现活化硫的目的，但硫酸具有高腐蚀性，运输及配制风险高，需要设置高标准的储酸罐，所以，该方法势必会被其他方法所取代，此外，碳酸氢铵、硫酸铵、硫化铵等作为已被石灰强烈抑制的黄铁矿的活化剂，其具有来源广、制备成本低等优势，可在碱性条件下(pH≥9)实现对黄铁矿的活化，其核心机理在于NH4+可沉淀矿浆中的Ca2+，解吸黄铁矿表面的亲水膜并分散矿浆中的亲水罩膜等作用，现阶段国内部分矿山采用铵盐作为硫化矿尾矿中黄铁矿的活化剂，虽可有效地活化尾矿中的黄铁矿，但存在着用量大，长期以来用量大于3kg/吨原矿，刺激性气味大导致药剂配置操作存在不安全隐患等缺陷，同时铵盐作为选矿废水中氨氮的来源物，其在矿浆溶液中经复杂的物化反应后易产生出对环境生态造成影响的游离的氨离子和氨氮物，进而形成了低浓度氨氮污染水，该污染水的危害主要在于导致水体呈现富营养化的问题，对水中生物的生长产生不利的影响。
专利CN201910284527.4也介绍了一种采用二氧化碳气体取代硫酸活化被石灰强烈抑制的黄铁矿的方法，该方法在环保方面具有一定的优势，但受限于罐装二氧化碳气体贮存及运输的限制，难以实现广泛的推广。专利CN202110277857.8提供了一种受氧化钙抑制的黄铁矿的活化方法，该方法采用硫酸亚铁、柠檬酸、硫酸铜多段活化的方式进行了多段活化，活化工段较多，同时硫酸铜为重金属盐，对浮选废水有环保隐患。
此外，随着当前国内矿山资源利用率的大幅提高，原有的部分含金属硫化物及非金属矿种的矿山逐步开始重视回收铜铅锌硫化矿浮选尾矿的其它类型的非金属矿物，这些非金属矿物种类包括萤石、重晶石、长石、方解石等，在回收这些非金属矿物之前，必须通过其它方式将金属硫化矿浮选尾矿中的黄铁矿脱除干净，当前，国内大部分含黄铁矿的金属硫化矿普遍采用高碱抑制黄铁矿的浮选活性，实现铜、铅、锌、锑等与黄铁矿的分离，所以硫化矿浮选尾矿中的黄铁矿多为被石灰强烈抑制剂的黄铁矿，采用常规的酸法或铵盐活化法具有腐蚀性强、用量大等缺陷，同时不利于后续萤石、重晶石等非金属矿物的浮选。
所以为了进一步提高多金属矿山的资源利用率，实现低成本、环境优良的黄铁矿活化浮选，开发无酸无铵浮选被石灰强烈抑制的黄铁矿的方法十分必要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供无酸无铵活化浮选被石灰抑制的黄铁矿的方法，提高被抑制剂的黄铁矿的浮游活性，克服传统酸法及铵盐活化法对环保、生产安全的不利影响。
本发明提供一种无酸无铵浮选被石灰抑制的黄铁矿的方法，包括以下步骤：
步骤一：将待处理的含被石灰强烈抑制的黄铁矿的物料进行搅拌调浆，通过加入清水或浓密调浆至矿浆质量浓度为15％～20％，得到待处理的物料，如原物料浓度大于20％，可通过加入核定质量的清水降低矿浆浓度，如原物料浓度小于15％，可通过浓密机浓密，通过控制浓密参数获得质量浓度为15％～20％的浓密底流待用，浓密溢流部分做步骤二中重选作业冲洗水；待处理的物料由于未加入酸及铵盐，矿浆pH在10～12左右，即使是加入一定量的清水，矿浆溶液仍呈碱性；
步骤二：待处理的物料经泵输送至重选设备中进行重选处理，获得重选精矿和重选尾矿，重选尾矿抛废，重选精矿留用；
所述重选设备可采用水力旋流器或螺旋溜槽中的一种，当使用水力旋流器处理待处理物料时，通过调控水力旋流器压力控制离心力使得待选物料中轻质泥质与黄铁矿矿物的分离，旋流器底流部分为重选精矿产品，溢流部分为重选尾矿产品，当使用螺旋溜槽作为重选设备时，通过调控给料速率及控制重选精矿、尾矿的产率；
步骤二中物料主要矿物组成的金属矿物为黄铁矿，脉石矿物主要为石英、云母等硅酸盐或硅铝酸盐矿物，黄铁矿的比重较脉石矿物大，所以在重选分选作业中，物料中的黄铁矿主要进入至重选精矿之中，达到预富集的效果；
步骤二中重选设备水力旋流器或螺旋溜槽通过离心力的作用，使吸附在黄铁矿表面的亲水膜脱附，然后进入溶液中形成游离态的Ca2+，该部分脱附的钙离子在离心作业下进入重选尾矿矿浆中，尾矿矿浆直接抛弃，在步骤二起到了对石灰强烈抑制的黄铁矿降低其表面亲水性能的效果；
步骤三：对步骤二产出的重选精矿经泵输送至调浆搅拌桶中调浆搅拌，同时加入表面活性剂十六烷基苯磺酸钠溶液，使得药剂与重选精矿中的黄铁矿充分作用；
在步骤三中，加入的十六烷基苯硫酸钠浓度为质量分数1％～5％，添加量为15g/t～25g/t，调浆搅拌时间为2min～5min；
在步骤三中，十六烷基苯硫酸钠的作用为：利用十六烷基苯磺酸钠的抗硬水性，在高钙离子浓度(重选作用后重选精矿溶液中游离的Ca2+浓度仍较高)条件下，该表面活性剂仍具有较好的捕收能力，其主要的官能团R-O-SO3—Na与黄铁矿表面硫氧原子发生亲固吸附，实现被石灰强烈抑制的黄铁矿表面由亲水性向疏水性转变，该转变为不可逆的过程，为后续的浮选奠定了基础；
步骤四：对步骤三中调浆搅拌充分作用的物料经泵输送至浮选机中，同时加入戊基钾黄药作为黄铁矿的捕收剂，在浮选机中充气搅拌浮选，获得浮选硫精矿及浮选尾矿，浮选硫精矿中主要的矿物成分为黄铁矿，槽底尾矿中的主要矿物成分为其它脉石或非金属矿物；
在步骤四中，不再额外加入起泡剂，因为十六烷基苯硫酸钠具有起泡性，在充气条件下，可形成稳定的泡沫层，由于十六烷基磺酸钠与黄铁矿表面发生作用后，其矿物表面疏水性大幅增大，再加入戊基钾黄药，戊基钾黄药进一步与黄铁矿发生捕集作用，使得黄铁矿得到活化并浮选；
在步骤四中，浮选作业包括1次粗选、1～2次精选、1～2次扫选作业，在粗选作业中加入表面活性剂和浮选捕收剂，在扫选作业中加入浮选捕收剂，药剂添加量为：粗选加入戊基钾黄药为100g/t～200g/t，扫选加入戊基钾黄药为50g/t～100g/t。
本发明的有益效果在于：不需要加入稀酸或铵盐，从源头上消除由于铵盐添加对矿山水体氨离子和氨氮物的影响，同时也提高了矿浆中黄铁矿的可浮性；十六烷基苯硫酸钠表面活性剂工业应用广泛、价格低廉、在长期光照条件下易水解，相比于其它表面活性剂，十六烷基苯硫酸钠具有良好的抗硬水性，在碱性水体中具有较高的溶解度，有利于后续的疏水活化，采用常见的戊基钾黄药即可满足上浮要求，同时其起泡性可以减少黄铁矿浮选药剂添加的种类，有利于降低矿山废水的污染物含量及种类；本发明提出的工艺的处理成本和和设备配置要求远低于使用硫酸法活化被石灰强烈抑制的黄铁矿活化方法，且水体中没有氨氮污染因子，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明的实施例工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
本发明提供一种无酸无铵浮选被石灰抑制的黄铁矿的方法，采用锌尾矿，含被石灰强烈抑制的黄铁矿，矿浆浓度为35％；根据图1所示的工艺流程处理该锌尾矿，处理步骤包括：
第一步：将锌尾矿输送至搅拌桶中，同时加入清水调浆至质量浓度15％；
第二步：矿浆经泵输送至水力旋流器中进行重选，分级溢流，得到重选尾矿和重选精矿，重选精矿部分输送至调浆搅拌桶之中；
第三步：在调浆搅拌桶中加入15g/t十六烷基苯硫酸钠，搅拌后自流进入浮选机中；
第四步：浮选机浮选作业为一粗一精一扫，在粗选浮选槽中加入100g/t戊基钾黄药，扫选作业加入50g/t的戊基钾黄药，浮选产出浮选硫精矿和浮选硫尾矿。
采用图1所示的工艺流程获得的指标如表1所示。
表1锌尾矿浮选获得指标
产品名称
产率/％
S品位/％
S作业回收率/％
重选尾矿
15.50
8.40
9.53
硫精矿
25.24
48.20
89.08
硫尾矿
59.26
0.32
1.39
锌尾矿
100.00
13.66
100.00
所得硫精矿含S 48.20％，S作业回收率89.08％，具有良好的活化浮选效果。
实施例2
本发明提供一种无酸无铵浮选被石灰抑制的黄铁矿的方法，采用铜锌尾矿，含被石灰强烈抑制的黄铁矿，矿浆浓度为10％，根据图1所示的工艺流程处理该铜锌尾矿，处理步骤包括：
第一步：将铜锌尾矿输送至搅拌桶中，用浓密机进行浓密至矿浆浓度20％；
第二步：浓密底流部分输送至螺旋溜槽中重选，获得重选精矿及重选尾矿；
第三步：重选精矿经泵输送至调浆搅拌桶中，加入20g/t十六烷基苯硫酸钠；
第四步：调浆后矿浆输送至浮选机中进行脱硫浮选作业，粗选加入200g/t戊基钾黄药，扫选加入100g/t戊基钾黄药，粗精矿经精选后获得硫精矿，扫选尾矿为硫尾矿。
采用图1所示的工艺流程获得选矿指标如表2所示。
表2铜锌尾矿浮选获得指标
产品名称
产率/％
S品位/％
S作业回收率/％
重选尾矿
12.13
6.40
10.44
硫精矿
13.43
48.40
87.36
硫尾矿
74.44
0.22
2.20
锌尾矿
100.00
7.44
100.00
所得硫精矿含S48.40％，硫精矿S作业回收率为87.36％。
从实施例的结果来看，本发明获得的硫精矿品位高，与使用稀酸法或铵盐法得到的硫精矿选矿指标相近，且不额外添加可能造成环境污染的其它影响因子，故可推广使用。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。
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