云浮硫鐵礦企業(yè)集團(tuán)公司是我國最大的硫鐵礦生產(chǎn)基地．是我國已探明的儲量最大、平均含硫量最高、開采條件優(yōu)越的硫鐵礦生產(chǎn)基地。礦山礦石儲量2.08億噸，經(jīng)過二十多年的建設(shè)，已經(jīng)成為我國最大的化工礦山。
礦山有部分品位較低，結(jié)構(gòu)緊密、復(fù)雜、難選的礦石，這部分礦石采用現(xiàn)有的工藝方法回收成本高、經(jīng)濟(jì)效益差。因此只能少采或當(dāng)巖石剝離將其堆存。隨著礦山生產(chǎn)的發(fā)展，采區(qū)低品位礦石越堆越多，這些含硫在20%以上的難選礦石，長期堆存暴露在空氣中，導(dǎo)致周圍土地退化、植被破壞。更嚴(yán)重的是礦石中的鉛、鋅、銅重金屬離子隨酸水一起污染江河大地。尋找處理低品位硫礦石的有效方法，回收寶貴的有價礦產(chǎn)資源，對礦山的可持續(xù)性發(fā)展，減少低品位硫鐵礦對環(huán)境造成的嚴(yán)重污染具有重要的意義。
本試驗研究針對云浮硫鐵礦企業(yè)集團(tuán)公司低品位的難選礦石，通過科學(xué)研究，尋找一種即能保護(hù)環(huán)境又能從低品位礦石中提取合格硫鐵礦精礦的低成本、短流程的回收新技術(shù)。此項成果在工業(yè)生產(chǎn)中實施后，將大大改善硫鐵礦區(qū)的環(huán)境狀況，解決我國最大的化工礦山生產(chǎn)的可持續(xù)性發(fā)展，使質(zhì)量優(yōu)良的硫鐵礦資源得到充分利用。
1 礦石性質(zhì)
1.1 礦石化學(xué)組成
原礦多元素分析結(jié)果見表1。
1.2 主要礦鉑相對含量
主要硫化礦礦物為黃鐵礦、少量的磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦。主要脈石礦物有石英、絹云母，其次為方解石、白云石、綠泥石、泥炭質(zhì)。其主要礦物相對含量見表2。
1.3 黃鐵礦的嵌布特征
黃鐵礦多呈自形晶體自形晶稠密或稀疏分布在脈石中，少數(shù)黃鐵礦晶粒緊密相連成致密塊狀，大多數(shù)黃鐵礦晶粒同為脈石分隔。成斑雜狀或浸染狀構(gòu)造，硬度6~6.5，密度4.9~5.28/m³。黃鐵礦的嵌布粒度一般為0.03-3.5mm。
1.4 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造
主要構(gòu)造：斑雜狀構(gòu)造，星散漫染狀構(gòu)造，條帶狀構(gòu)造，浸染條帶狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造，透鏡狀構(gòu)造，局部可見皺紋狀構(gòu)造。
主要結(jié)構(gòu)：自形晶結(jié)構(gòu)，自形j仁自形品結(jié)構(gòu)，碎裂結(jié)構(gòu)，它形結(jié)構(gòu)。
1.5 原礦各粒級中黃鐵礦解離度
原礦各粒級中黃鐵礦解離度測定結(jié)果見表3。
2 原則流程的選擇
2.1 選別流程的選擇
據(jù)礦物學(xué)研究結(jié)果得知本次礦樣黃鐵礦相對含量為44.17%．脈石含量為54.19%，黃鐵礦密度為4.9~5.2g/cm³．脈石密度為2.7g/cm³。從重選法分選礦石的難易性公式計算得知本礦樣重選可選性判斷系數(shù)為2.35．為重選易選礦石，故可利用黃鐵礦與脈石密度的差異，用重選的方法達(dá)到將有用礦物與脈石礦物分離的目的。
2.2 選別設(shè)備的選擇
跳汰選礦機(jī)作為粗中粒級礦石重選的主要手段在金屬礦山較為廣泛地應(yīng)用著：螺旋選礦機(jī)是一種生產(chǎn)效率比較高的設(shè)備．它利用重礦物在沿螺旋斜面水流中所受的重力、離心力、介質(zhì)推力和摩擦力的不同進(jìn)行分翹硝，該設(shè)備由于具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維修方便、不需要消耗動力等特點(diǎn)，是礦山廣泛選擇的一種重選設(shè)備，它適合于分選+2-0.1mm粒度的物料，對云浮貧礦石擬定用螺旋選礦機(jī)選別細(xì)粒級，用跳汰選礦機(jī)選別粗粒級。
3 選礦試驗
3.1 螺旋選礦機(jī)試驗
影響螺旋選礦機(jī)選別效果的主要因素有：螺旋選礦機(jī)的斷面形狀、給礦粒度、給礦量、給礦濃度、給礦品位、接礦器的位置等影響，其螺旋選礦機(jī)給礦量試驗結(jié)果見圖1所示，給礦濃度的試驗結(jié)果見圖2所示。
給礦量試驗結(jié)果表明，隨著給礦量的增加，回收率逐漸下降，精礦品位逐漸上升后趨于穩(wěn)定，給礦量從0.8-2.25t/h，螺旋精礦中硫品位35.17%—39.04%．硫的回收率為90.56%—73.88%，綜合考慮精礦品位、回收率等選擇1.6t/h為最佳給礦量。在此工藝條件下可達(dá)到精礦含硫38.04%、硫回收率為83.67%的技術(shù)指標(biāo)。螺旋給礦濃度試驗結(jié)果表明，在給礦量一定的情況下，當(dāng)給礦濃度偏低時，由于礦漿體積量過大、流速過快造成螺旋內(nèi)槽礦流分帶不清、外槽礦量增大、尾礦品位增高，而給礦量濃度過高時，由于礦漿黏度增加，流速減慢，而造成螺旋內(nèi)槽礦漿淤寒，影響分選效果，由圖2可以看出，本礦樣在給礦濃度為30%-50%都能取得較理想的選別指標(biāo)。較佳的給礦濃度為35%左右。試驗結(jié)果表明，對于-1mm粒級的致密塊狀礦石，經(jīng)過螺旋選礦機(jī)一次選別后，可達(dá)到含硫39.79%、硫回收率為79.52%的技術(shù)指標(biāo)。精礦礦物查定結(jié)果表明，螺旋槽礦中約70%—75%為單體黃鐵礦，10%-20%為富黃鐵礦連生體，脈石礦物為白云石等。
3.2 跳汰選礦機(jī)試驗
影響跳汰選礦機(jī)選別效果的主要因素有：(1)給礦粒度、給礦品位；(2)人工床石的粒度組成：(3)人工床層的厚度；(4)沖程、沖次：(5)給礦量；(6)給礦水及篩下補(bǔ)加水。根據(jù)最佳工藝條件進(jìn)行了跳汰穩(wěn)定試驗。其流程如圖3所示。其試驗結(jié)果見表4。
跳汰試驗結(jié)果表明，對于-4+1mm粒級的致密塊狀礦石，經(jīng)過隔膜選礦機(jī)一次選別后，可達(dá)到含硫36.13%、硫回收率為84.49%的技術(shù)指標(biāo)。顯微礦鏡下觀察結(jié)果表明，試驗礦樣中的黃鐵礦與脈石形成復(fù)雜連生關(guān)系，在破碎過程中易產(chǎn)生黃鐵礦一脈石連生體，影響解離效果，在不磨礦的情況下，跳汰精礦只有少數(shù)（10%-15%）為單體黃鐵礦。70%—80%為富黃鐵礦連生體，少量貧黃鐵礦連生體。富黃鐵礦連生體與脈石密度差異大，試驗結(jié)果表明富黃鐵礦連生體也可以富集在中重產(chǎn)品中。跳汰尾礦中黃鐵礦主要以連生體的形式存在，以貧連生體形式存在的黃鐵礦與脈石密度差異較小，因此難以回收。
3.3 全流程試驗
根據(jù)各設(shè)備的最佳操作條件，進(jìn)行了全流程試驗結(jié)果。
全流程試驗流程見圖4．試驗結(jié)果見表5。
試驗結(jié)果表明，對于云浮硫鐵礦低品位難選致密礦石，在不換礦的情況下，分級—重選的工藝流程，可獲得精礦含硫37.11%、硫回收率為84.06%技術(shù)指標(biāo)。
4 結(jié)語
對所提供的礦樣在不磨礦的情況下，采用粗粒跳汰一細(xì)粒螺旋流程進(jìn)行重選試驗，取得了較好的技術(shù)指標(biāo)。試驗結(jié)果表明，不論跳汰和螺旋，一次粗選都可得到較高品位的硫精礦。該工藝流程簡單、設(shè)備投資小、生產(chǎn)成本低，采用這種低耗無污染的生產(chǎn)工藝不僅能夠?qū)崿F(xiàn)從低品位礦石中提取合格硫鐵礦的目的，而且減少礦山生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的“排棄物”對礦區(qū)環(huán)境的污染。
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