巧用硫化钠浮选硫化矿
黄开国
摘要 铜硫矿石浮选中，不用Na2S可进行硫化铜矿无捕收剂优先浮选；添加适量Na2S可进行铜、硫无捕收剂混合浮选。利用Na2S诱导，可进行硫铁矿无捕收剂浮选。巧妙使用Na2S，可打破传统的Mo（硫化钼）→Bi（硫化铋）→S（硫化铁）可浮性顺序。在Na2S作用下，无须捕收剂，S（硫化铁）可同Mo一起上浮。而Bi被抑制。获得的Mo+S混合精矿又用Na2S抑制S，进行Mo/S分离，得Mo精矿和S精矿。被抑制的Bi用硫酸或氧化剂活化，再用黄药类捕收剂浮选，得Bi精矿。其工艺条件，药剂制度和流程结构都非常简单，仅用8个浮选作业就获得Mo、Bi、S三个高质量最终精矿。
关键词：硫化钠、硫化矿、浮选、无捕收剂浮选。
20世纪60年代初胡为柏教授在讲授《浮选》课时就指出：巧妙使用硫化钠是浮选的一种艺术。80年代初作者在研究铜硫矿石无捕收剂浮选时发现，不用Na2S时硫化铜矿能无捕收剂浮选；加入适量Na2S时，硫化铁可以无捕收剂浮选，铜、硫连生体也同时上浮，提高了铜的回收率。李泊淡等人进一步研究指出：黄铁矿、砷黄铁矿可通过Na2S诱导无捕剂浮选，方铅矿、黄铜矿能自诱导无捕收剂浮选。90年代初，我们巧用Na2S，打破了传统的Mo（硫化钼）→Bi（硫化铋）→S（硫化铁）可浮性顺序。在Na2S作用下让S与Mo同时上浮，Bi被抑制。而后又用Na2S抑制S，进行Mo/S分离，已被抑制的Bi经活化再用捕收剂浮选。仅用8个浮选作业，即可获得Mo、Bi、S三个最终精矿，流程和药方都很简单。
1. Na2S在铜硫矿石无捕收剂浮选中的作用
Yoon〔1〕早期认为，强还原剂Na2S存在时能实现硫化铜矿无捕收剂浮选，过量也不会抑制黄铜矿。但在我们的试验研究〔2,3,4〕中发现﹝如图1所示﹞，硫化铜矿石浮选并不一定要用Na2S处理。不用Na2S时，硫化铜矿（含Cu 1.88％）无捕收剂浮选也能获得较好的选别指标：铜精矿品位Cu 21.1％，回收率95％，分选效率最高89.5％。加入适量（200－1000g/t）Na2S时，铜回收率略有提高，但铜精矿品位下降；Na2S用量为1800g/t时，铜的回收率很低。而S（硫铁矿）在铜精矿中的分布率是：不用Na2S时最低，随着硫化钠用量增加，S（硫铁矿）分布率增加。使用Na2S时，随着Na2S用量增加，矿浆氧化还原电位降低，但充空气浮选时，矿浆氧化还原电位又立即上升到+345mv以上，这个电位适合于硫化铜矿无捕收剂浮选，只是当Na2S用量增加到1800g/t以上，才能在充气浮选时维持较低的电位，此电位不适合于硫化铜矿无捕收剂浮选。
由此可见，Na2S能诱导黄铁矿无捕收剂浮选，而黄铜矿无捕收剂浮选无须Na2S诱导，即黄铜矿可以自诱导无捕收剂浮选。在铜、硫矿石浮选中，不用Na2S可进行硫化铜矿无捕收剂优先浮选；添加适量Na2S可进行铜、硫矿无捕收剂混合浮选。针对一些硫化矿的无捕收剂浮选行为研究〔5〕表明：方铅矿、黄铜矿可以在电位调控条件下自诱导无捕收剂浮选；
黄铁矿、砷黄铁矿需要在电位调控条件下用硫化钠诱导无捕收剂浮选。
2. Na2S诱导硫铁矿无捕收剂浮选
对某硫铁矿石仅用Na2S和丁基醚醇起泡进行无捕收剂浮选，其结果与用丁基黄药和丁基醚醇进行有捕收剂浮选的指标相当。当原矿含硫12.64%时，两者对比探索试验的粗选指标见表1。
图1. Na2S用量对铜硫矿石无捕收剂浮选的影响
表1. 硫铁矿有、无捕收剂浮选粗选指标 %
|
条件对比
粗精矿产率 硫品位 回收率 |
|
有捕收剂：丁黄药＋丁基醚醇
34.50
32.18
86.05 无捕收剂：硫化钠＋丁基醚醇
34.64
31.55
86.45 |
很明显，Na2S诱导，硫铁矿无捕收剂浮选能获得与有捕收剂浮选相当的指标。
3. 巧用Na2S浮选Mo、Bi、S、硫化矿
在某多金属硫化矿钼、铋、硫浮选试验研究中，我们巧用Na2S，打破了传统的Mo_Bi_S可浮性顺序。在Na2S的作用下，不用捕收剂，S〔硫铁矿〕与Mo〔辉钼矿〕一起上浮〔等可浮〕，同时Bi〔辉铋矿〕被抑制。获得的Mo+S混合精矿，再用Na2S抑制S，进行Mo/S分离。已被抑制的Bi，经活化再用捕收剂浮选。实验室小型闭路试验工艺流程见图2，试验结果列于图2脚下。
从图2可见，在硫化钠的诱导作用下，不用捕收剂，仅添加煤油和起泡剂就可以使硫与钼等可浮，有86.39%的S和89.69%的Mo进入钼硫混合精矿，而有95.32%的Bi被抑制进入铋浮选系统，在硫钼等可浮系统，硫化钠同时起诱导硫和抑制铋双重作用。而在Mo/S分离浮选时，又依靠硫化钠配以硫酸锌抑制硫、浮选钼，分离结果：获得Mo品位49.08%，回收率83.38%的钼精矿和S品位37.32%回收率76.31%的硫精矿。两个精矿互含都很低，显示了硫化钠的第三个作用。
在铋浮选系统，经硫酸或氧化剂调浆，被抑制的铋得到活化，用黄药捕收，获得Bi品位51.07%，回收率73.20%的铋精矿。
以上浮选工艺条件，流程结构都非常简单，全流程仅8个浮选作业，就可获得钼、铋、硫三个最终精矿，作业数比现行流程24个浮选作业减少2/3，还避免了现行流程产生Bi品位5%，回收率5%的铋中矿。获得的铋精矿Bi品位51.07%、回收率73.20%。比现行工艺流程所产铋精矿质量Bi品位35.86%，回收率63.04%都显著提高，还增加产出一个合格的硫精矿，S品位37.32％、回收率76.31％。
① 原 矿
硫化钠
磨 矿 90 ％－0.075mm
水玻璃
煤 油
起泡剂
钼、硫等可浮
③ 浮钼硫尾
精选
硫 酸
水玻璃
② 钼硫混合精矿
黄 药
起泡剂
硫化钠
硫酸锌
铋粗选
煤 油
钼、硫分离
硫 酸
水玻璃
硫化钠
黄 药
硫酸锌
铋精选Ⅰ
煤 油
钼精选 硫精选
铋精选Ⅱ
④ 最终钼精矿 ⑤
最终硫精矿 ⑥ 最终铋精矿
⑦ 尾矿（去浮钨）
【图例】：产物名称 品 位 Mo, Bi, S, %
① 原 矿 0.0871 0.161 0.489
回收率
Mo, Bi, S, %
100
100 100
② 钼硫混精 6.81 0.655 36.80
③ 浮钼硫尾 0.0091 0.155 0.067
89.69 4.68 86.39
10.31 95.32 13.61
④ 钼精矿
49.08 0.454 33.30
⑤ 硫精矿 0.55 0.684 37.32
83.38 0.42 10.08
6.31 4.26 76.31
⑥ 铋精矿
0.30 51.07 11.80
⑦ 尾 矿 0.0084 0.036 0.04
0.79 73.20 5.55
9.52 22.12 8.06
图2 钼铋硫多金属矿浮选闭路试验工艺流程试验结果
3. 结论
1）铜硫矿石浮选中，不用Na2S可进行硫化铜矿无捕收剂优先浮选；添加适量Na2S可进行铜、硫矿无捕收剂混合浮选。
2）利用Na2S诱导，可进行硫铁矿无捕收剂浮选。
3）在Mo（硫化钼）、Bi（硫化铋）、S（硫化铁）矿石浮选中，巧妙使用Na2S，打破了传统的Mo→Bi→S可浮性顺序。在Na2S作用下，无须捕收剂，S可同Mo一起上浮，而Bi被抑制。获得的Mo+S混合精矿又用Na2S抑制S，进行Mo/S分离。得Mo精矿和S精矿。被抑制的Bi，用硫酸或氧化剂活化、再用黄药类捕收剂浮选，得Bi精矿。其工艺条件，药剂制度和流程结构都非常简单，仅用8个浮选作业就获得Mo、Bi、S三个高质量最终精矿，与传统的Mo_Bi_S浮选工艺相比，作业数减少2/3，三产品质量却显著提高。
参考文献
[1] R.H.Yoon,Int,J.Miner.Process,1981,8：31－48
[2] 黄开国、王淀佐，硫化铜矿石无捕收剂浮选研究，全国“今日选矿”学术会，1986.4；第一届全国选矿学术讨论会，1986.11
[3] 黄开国、王淀佐，硫化铜矿石无捕收剂浮选小型闭路试验，有色金属（选矿），1987No2
[4] Huang Kaiguo,Wang Dianzuo,Collectorless Flotation of Copper Sulphide Ores,
The Symposium of Extractive Metallurgy and Material Sience,Sept21_24,1987,p.1 28_39;
Journal of Central-South Institute of Mining and Metallurgy,Aug.1988,Vol.19,No.4,P379-387.
[5]孙水裕等，硫化矿无捕收剂浮选，中南矿冶学院学报，1990,No.5,P473-477.
说明：本文曾由校友凌竟宏博士加工为英文在加拿大，多伦多，国际学术会议上发表。
Huang kaiguo, Ling jinghong, Ingenious applications of
sodium sulphide for flotation of sulphide ores, At 4th UBC-McGill
Int. Sym. On Fundamentals of Mineral Processing at the 40th annual Conference of Metallurgists
in Toronto, Canada, August 26-29, 2001
The Conference Metallurgists COM2001,Toronto Canada, August 26-29.2001,P217-224)
| 凡本网注明“来源：中国选矿技术网”的文字、图片和音视频作品，版权均属中国选矿技术网所有，任何媒体、网站或个人未经本网书面授权不得转载、链接、转贴；一经本网书面授权的，在使用时必须注明“来源：中国选矿技术网”。 |