巧用硫化钠浮选硫化矿

黄开国

    20世纪60年代初期胡为柏教授讲授《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，硫化铜、硫连生体也同时上浮，提高了铜的回收率。李柏淡等人进一步研究指出：黄铁矿、砷黄铁矿可通过Na₂S诱导无捕收剂浮选；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 ,打破了传统的硫化Mo→Bi→S矿可浮性顺序。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，已被抑的Bi经活化再用捕收剂浮选。仅用8个浮选作业，即可获得硫化Mo、Bi、S三个最终精矿，流程和药方都很简单。

    一、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），硫化铜矿石无捕收剂浮选并不一定要用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E最高89.5%；加入适量（200～1000g/t) Na₂S，铜回收率略有提高，但铜精矿品位下降，分选效率也下降；Na₂S用量为1800g/t时，铜的回收率和分选效率都很低。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，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，当充空气浮选时，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。进一步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。

    二、Na₂S诱导硫铁矿无捕收剂浮选

    对某硫铁矿石仅用Na₂S和丁基醚醇起泡剂进行无捕收剂浮选，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。

    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。

表1  硫铁矿有无捕收剂浮选粗选指标，%

    三、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，打破了传统的硫化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（辉相矿）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。

    而在硫化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99.08%，回收率83.38%的钼精矿和S品位37.32%，回收率76.31%的硫精矿，两精矿互含都很低，显示了硫化钠的第三个作用。

    在硫化铋浮选系统，经硫酸或氧化剂调浆，被抑制的铋得到活化，以黄药捕收，获得Bi品位51.07%，回收率73.20%的铋精矿。

    此浮选工艺条件、流程结构都非常简单，全流程仅8个浮选作业，就可获得硫化钼、铋、硫三个最终精矿，作业数比现行流程(24～26个浮选作业）减少2/3，还避免了现行流程产生的铋中矿(Bi品位5%，回收率5%），获得的铋精矿品位(51.07%）、回收率(73.20%）都比现行工艺流程所产铋精矿质量（品位35.86%，回收率63. 04%）显著提高，还增加产出一个合格的硫精矿。

    四、结论

    （1）硫化铜、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）在硫化钼、铋、硫矿石浮选中，巧妙使用Na₂S，打破了传统的硫化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混合精矿又用大量的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个浮选作业就获得硫化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),1987.No2

    [4]  Huang Kaiguo, Wang Dianzuo, Collectorless Flotation of Copper Sulphide Ores，The Symposium of Extractive metallurgy and Material Science,Sept.21-24,1987,P 128-39：Journal of Central-South Institute of Mining and metallurgy,Aug.1988,Vol．19,No.4, P.379-387.

    [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, 8473-477.

本文的英文版与凌竟宏博士合作发表于2001.8.28加拿大 多伦多 国际学术会议

The Conference of metallurgists COM 2001,Toronto Canada,Aug.26-29,P.217-224    ☺