我国重晶石探明储量20亿t以上，居世界第一位，主要分布在贵州、湖南、广西等省(区)。重晶石是一种含金属钡的硫酸盐类矿物，化学式BaSO4。重晶石化学性质稳定，难溶于水、不溶于HCl，无磁性和毒性。密度4.3～4.5 g/cm3，莫氏硬度3～3.5，易吸收X和γ射线。重晶石被广泛用于石油、化工、轻工、冶金、医学、农业及原子能、军事等工业部门，其用途相当广泛。重晶石工业产品有重晶石粉、含钡的化工产品和锌钡白等。我国重晶石2006年出口约300万t，主要销往美国、日本、荷兰、韩国、埃及和巴基斯坦等地。随着深加工技术的发展，其应用领域亦将不断得以拓宽。因此，重晶石的开发利用具有十分广阔的发展前景际。
浙江平水铜矿针对从尾矿中回收重晶石做了一系列的工业实验，指标不断提高。采用组合药剂后，精矿品位95. 2%，提高了3. 52%;回收率83. 1%，提高了2. 67%。
浮选中采用组合药剂，能使药剂表面活性剂发挥更好的作用，比使用单一药剂时有更好的浮选效果。这种表面活性剂之间相互促进，通称为“协同作用”，表面活性剂混合“协同效应”的机理比较复杂，大致可归纳为拼合、鳌合和共吸附3种。
二、矿石性质
浙江平水铜矿库存尾矿300余万吨，约70%是硅酸盐，重晶石约占12%，此外还含有少量铜-锌金属硫化物。近几年，平水铜矿开展无尾矿生产，综合回收铜、锌、重晶石，尾砂用于制砖。
试验样品采自尾矿库，其多元素分析如表1。
表1 尾矿多元素分析(%)
|
元素
|
BaSO4
|
Cu
|
Pb
|
SiO2
|
Al2O3
|
CaO
|
MgO
|
MnO
|
K2O
|
Zn
|
S
|
P2O5
|
TiO2
|
SrSO4
|
Fe2O3
|
Na2O
|
|
含量
|
11.53
|
0.112
|
0.02
|
65.7
|
8.35
|
2.58
|
1.8
|
0.043
|
2.15
|
0.128
|
2.25
|
0.21
|
0.45
|
0.28
|
3.45
|
0.36
|
从表1可看出：Cu、Pb、Zn含量较低，有少量硫化物，可以考虑浮选脱除。尾矿的主要杂质为铝硅酸盐矿物，其中硅矿物最多，此外还有少量碳酸盐。钡的物相表明，钡矿物中绝大部分是重晶石，占99.82%;毒晶石很少，仅0.18%。
由于尾矿粒级细的影响，以往进行的重选试验效果不明显。由于粗粒级重晶石含量较少，平均品位2.30%，回收率仅损失4.54%。尾矿旋流分级后脱硫，再利用浮选回收重晶石。
三、试验结果和分析
(一)捕收剂的试验
粗选时采用不同的捕收剂进行试验，初步确定捕收剂用量150g/t，浮选流程见图1，结果见表2。不同捕收剂比较表明，油酸对硫酸钡的捕收能力最强，但品位较低;十二烷基硫酸钠捕收能力较弱，但是精矿品位较高;在油酸与十二烷基硫酸钠混合药剂试验中，能获得较高的品位和回收率。从表3看出，油酸与十二烷基硫酸钠的最佳混合配比是4∶1;从图2可看出，随着捕收剂用量的增加，回收率升高;但捕收剂过高则品位下降，适宜的药剂用量是120g/t。
表2 不同捕收剂试验结果(%)
|
药剂(150g／t)
|
产品
|
产率
|
品位
|
回收率
|
|
十二烷基硫酸钠
|
硫精矿
|
9. 02
|
13. 21
|
8. 52
|
|
钡精矿
|
34.32
|
80.60
|
32.86
|
|
|
中矿
|
10. 62
|
4. 02
|
3. 05
|
|
|
尾矿
|
46.04
|
2.38
|
7.83
|
|
|
合计
|
100. 00
|
13. 99
|
100. 00
|
|
|
石油磺酸钠
|
硫精矿
|
9. 05
|
13. 45
|
8. 69
|
|
钡精矿
|
38.92
|
28.26
|
78.54
|
|
|
中矿
|
14. 25
|
5. 52
|
5. 62
|
|
|
尾矿
|
37. 78
|
2. 65
|
7. 15
|
|
|
合计
|
100. 00
|
14．00
|
100. 00
|
|
|
731
|
硫精矿
|
9. 12
|
13. 51
|
9. 27
|
|
钡精矿
|
37.52
|
27.86
|
78.61
|
|
|
中矿
|
13.87
|
5.02
|
5.24
|
|
|
尾矿
|
39.49
|
2.32
|
6.89
|
|
|
合计
|
100. 00
|
13.30
|
100.00
|
|
|
油酸
|
硫精矿
|
9.81
|
13.41
|
9.30
|
|
钡精矿
|
42.52
|
27.96
|
84.01
|
|
|
中矿
|
12. 54
|
3.02
|
2.68
|
|
|
尾矿
|
35.13
|
1.62
|
4.02
|
|
|
合计
|
100.00
|
14.15
|
100.00
|
|
|
十二烷基硫酸钠＋油酸（1∶1）
|
硫精矿
|
9. 04
|
13. 51
|
8. 36
|
|
钡精矿
|
38.54
|
31.86
|
84.04
|
|
|
中矿
|
13. 24
|
3. 12
|
2. 83
|
|
|
尾矿
|
39. 18
|
1. 78
|
4. 77
|
|
|
合计
|
100.00
|
14. 61
|
100.00
|
|
|
石油磺酸钠＋油酸（1∶1）
|
硫精矿
|
9. 65
|
13. 50
|
9. 60
|
|
钡精矿
|
39.24
|
27.86
|
80.55
|
|
|
中矿
|
14. 52
|
3. 87
|
4. 14
|
|
|
尾矿
|
36. 59
|
2. 12
|
5. 72
|
|
|
合计
|
100. 00
|
13. 57
|
100. 00
|
|
|
731＋＋油酸（1∶1）
|
硫精矿
|
9. 68
|
13. 78
|
9. 88
|
|
钡精矿
|
39.12
|
27.62
|
80.04
|
|
|
中矿
|
14. 01
|
4. 27
|
4. 43
|
|
|
尾矿
|
37. 19
|
2. 05
|
5. 65
|
|
|
合计
|
100. 00
|
13. 50
|
100.00
|
图1 粗选不同药剂条件试验流程
图2 不同捕收剂用量的试验结果
表3 油酸钠与十二烷基硫酸钠的配比试验结果(%)
|
6∶1
|
硫精矿
|
9. 05
|
13. 51
|
8. 16
|
|
钡精矿
|
38.12
|
32.45
|
82.54
|
|
|
中矿
|
13. 11
|
3. 12
|
2. 73
|
|
|
尾矿
|
39.72
|
2.48
|
6.57
|
|
|
合计
|
100.00
|
14. 99
|
100.00
|
|
|
4∶1
|
硫精矿
|
9. 04
|
13.51
|
8. 27
|
|
钡精矿
|
38.54
|
32.24
|
84.12
|
|
|
中矿
|
13. 24
|
3. 14
|
2. 81
|
|
|
尾矿
|
39. 18
|
1. 81
|
4. 80
|
|
|
合计
|
100.00
|
14. 77
|
100.00
|
|
|
2∶l
|
硫精矿
|
9. 45
|
3. 51
|
8. 80
|
|
钡精矿
|
39.21
|
30.84
|
83.39
|
|
|
中矿
|
13. 04
|
3. 45
|
3. 10
|
|
|
尾矿
|
38. 3
|
1. 78
|
4. 70
|
|
|
合计
|
100. 00
|
14. 50
|
100.00
|
|
|
1∶1
|
硫精矿
|
9. 24
|
13. 51
|
8. 79
|
|
钡精矿
|
41.88
|
28.45
|
83.94
|
|
|
中矿
|
12. 81
|
3. 12
|
2. 82
|
|
|
尾矿
|
36. 07
|
1. 75
|
4. 45
|
|
|
合计
|
100.00
|
14. 19
|
100.00
|
|
|
1∶2
|
硫精矿
|
9. 04
|
13. 51
|
8. 99
|
|
钡精矿
|
42.14
|
27.10
|
84.08
|
|
|
中矿
|
11. 45
|
2. 84
|
2. 39
|
|
|
尾矿
|
37. 37
|
1.6 5
|
4. 54
|
|
|
合计
|
100.00
|
13.58
|
100.00
|
(二)抑制剂试验
根据主要脉石矿物为硅酸盐矿物，初步选定的抑制剂有：硅酸钠+氟硅酸钠、硅酸钠、木质素、六偏磷酸钠及淀粉。几种抑制剂的抑制效果见表4。从表中看出，最佳的抑制剂是硅酸钠+氟硅酸钠、用量800 g/t+200 g/t 。抑制剂用量对浮选的影响见图4。
图3 氟硅酸钠/硅酸钠对浮选的影响
图4 抑制剂用量对浮选的影响
图5 闭路试验流程图
表4 不同抑制剂的试验结果(%)
|
抑制剂(300g/t)
|
产品
|
产率
|
品位
|
回收率
|
|
硅酸钠＋氟硅酸钠（4∶1）
|
硫精矿
|
9. 11
|
13. 01
|
7. 86
|
|
钡精矿
|
37.54
|
34.1
|
84.90
|
|
|
中矿
|
11. 05
|
2. 68
|
1. 96
|
|
|
尾矿
|
42. 3
|
1. 88
|
5. 27
|
|
|
合计
|
100
|
15. 08
|
100. 00
|
|
|
硅酸钠
|
硫精矿
|
9.04
|
13. 51
|
8. 33
|
|
钡精矿
|
38. 14
|
32. 1
|
83. 52
|
|
|
中矿
|
11. 45
|
3. 24
|
2. 53
|
|
|
尾矿
|
41. 37
|
1. 99
|
5. 62
|
|
|
合计
|
100
|
14. 66
|
100.00
|
|
|
木质素磺酸钠
|
硫精矿
|
9. 21
|
13. 51
|
8. 83
|
|
钡精矿
|
38. 21
|
30. 1
|
81. 64
|
|
|
中矿
|
11. 05
|
3. 84
|
3.01
|
|
|
尾矿
|
41. 53
|
2. 21
|
6. 52
|
|
|
合计
|
100
|
14.09
|
100.00
|
|
|
六偏磷酸钠
|
硫精矿
|
9. 25
|
13. 51
|
8. 84
|
|
钡精矿
|
39.12
|
29.72
|
82.27
|
|
|
中矿
|
11. 31
|
3. 58
|
2. 87
|
|
|
尾矿
|
40. 32
|
2. 11
|
6.02
|
|
|
合计
|
100
|
14. 13
|
100.00
|
|
|
可溶性淀粉
|
硫精矿
|
9. 15
|
13. 51
|
8. 77
|
|
钡精矿
|
38. 47
|
30. 11
|
82. 15
|
|
|
中矿
|
11.24
|
3. 78
|
3.01
|
|
|
尾矿
|
41. 14
|
2.08
|
6. 07
|
|
|
合计
|
100
|
14. 10
|
100.00
|
(三)闭路试验
表5闭路试验的试验结果(%)
|
产品
|
产率
|
硫酸钡品位
|
硫酸钡回收率
|
|
硫精矿
|
6. 41
|
11. 20
|
5. 03
|
|
硫酸钡精矿
|
12.47
|
95.20
|
83.10
|
|
尾矿
|
81．12
|
2.09
|
11. 87
|
|
合计
|
100.00
|
14.28
|
100.00
|
在确定了浮选的基本条件后，进行试验室的闭路试验，试验流程如图5，结果见表5。
四、结语
采用混合捕收剂十二烷基硫酸钠+油酸钠(96 g/t+24 g/t)、混合抑制剂硅酸钠+氟硅酸钠(800 g/t+200 g/t)浮选平永铜矿的尾矿回收重晶石，比采用单一捕收剂、抑制剂取得了更好的指标;精矿品位95. 2%，提高了3. 52%;回收率83. 1%，提高了2. 67%。
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