曹登國

（湖南柿竹園有色金屬有限責任公司，湖南郴州 423037）

廣西某高泥氧化鉍礦選礦試驗研究

曹登國

（湖南柿竹園有色金屬有限責任公司，湖南郴州 423037）

廣西某鉍礦石中有用礦物以氧化鉍為主，并伴生有褐鐵礦。為了給該礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用提供依據(jù)，對其進行了選礦試驗研究。針對該礦石泥化嚴重、鐵含量高的性質(zhì)特征，確定采用單一浮選的工藝流程，獲得了含Bi4.31%，回收率為73.13%的鉍精礦。該工藝實現(xiàn)了礦石中鉍礦物的有效回收，為氧化鉍礦選礦提供了技術(shù)方向。

選礦；浮選；氧化鉍；組合活化劑

我國鉍資源非常豐富，已探明儲量占世界總儲量的70%以上，主要分布在湖南、廣東、廣西、云南四?。?］。鉍是一種小金屬，大多數(shù)情況下作為添加劑使用，被稱為“綠色金屬”。近年來，隨著科技的發(fā)展和全球環(huán)保意識的逐漸增強，應用領(lǐng)域已由傳統(tǒng)的醫(yī)藥、冶金、焊料、易熔合金、催化劑、電子等領(lǐng)域延伸到半導體、阻燃劑、超導材料、化妝品、核能源、蓄電池等領(lǐng)域，正逐漸取代鎘、汞、銻、鉛等有毒元素，消費量逐年增加，在國內(nèi)外市場上已成為一種非常重要的金屬材料，應用前景非常廣闊［2］。近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，鉍資源得到大量的開發(fā)和利用，導致鉍的開采品位越來越低，處理難度越來越大。硫化鉍礦物的回收主要采用浮選和重選工藝；氧化鉍礦物的回收國內(nèi)報道較少，主要采用選、冶聯(lián)合工藝，但氧化鉍的回收效果不夠理想［3，4］。為了解決這一難題，文章針對某高泥氧化鉍礦進行了浮選、重選、磁選等工藝對比試驗，最終確定采用浮選工藝流程回收該礦石中的氧化鉍礦物，實現(xiàn)了資源的最大化利用。

1 礦石性質(zhì)

廣西某鉍礦為熱液充填交代的矽卡巖鉍礦床。由于礦石風化程度重，金屬硫化物受到不同程度的氧化，輝鉍礦絕大部分已氧化成泡鉍礦，且褐鐵礦的含量較高。由于礦石中原生泥的含量比較大，同時在碎磨過程中，會產(chǎn)生大量的次生泥，礦石破碎至－2 mm時，粒級－37μm的含量為35.25%。該礦石的礦物組成較為簡單，原生金屬硫化礦含量低，因氧化作用而次生形成的氧化礦含量較大。礦石中主要的金屬礦物為褐鐵礦、赤鐵礦，其次為黃鐵礦、輝鉍礦等；主要的脈石礦物是石英，其次為云母類、粘土類等。

礦石中鉍礦物主要為泡鉍礦，其次為輝鉍礦。泡鉍礦的嵌布粒度粗細不均，一般在0.05～0.2 mm之間，最小粒度為0.01 mm，屬于中細粒級嵌布類型。礦石中泡鉍礦主要與褐鐵礦、石英、粘土礦物緊密連生，且嵌鑲關(guān)系復雜；輝鉍礦大多與褐鐵礦連生，嵌布粒度細微。

原礦化學成分分析結(jié)果列于表1，鉍的物相分析結(jié)果列于表2。

由表1分析結(jié)果可知，礦石中具有回收價值的元素為鉍；由表2鉍的物相分析結(jié)果可知，硫化鉍的含量較低，礦石中的鉍礦物主要為氧化鉍。

表1 原礦化學成分分析結(jié)果 %

表2 鉍的物相分析結(jié)果 %

2 選礦試驗研究

根據(jù)礦石中泡鉍礦的賦存狀態(tài)及嵌鑲關(guān)系，結(jié)合前人的研究成果以及個人的工作經(jīng)驗，試驗研究采用了重選、磁選、浮選工藝，以及重－浮聯(lián)合工藝等，試驗結(jié)果表明，直接浮選方案可獲得較好的選礦指標。故以下重點介紹浮選方案的條件試驗。

2.1 磨礦細度條件試驗研究

由于礦石中的鉍礦物與脈石礦物緊密共生，且嵌布粒度不均勻，因此選擇適宜的磨礦細度使有用礦物充分解離是提高選礦指標的關(guān)鍵。為了尋求適宜的磨礦細度，進行了不同磨礦細度條件下鉍浮選試驗。磨礦細度試驗工藝流程如圖1所示，試驗結(jié)果列于表3。

磨礦細度浮選試驗結(jié)果表明，隨著磨礦細度的增加，粗精礦中鉍的回收率增加。綜合考慮鉍的選礦指標，確定鉍浮選試驗適宜的磨礦細度為－74μm 85%。

圖1 磨礦細度條件試驗工藝流程

表3 磨礦細度條件試驗結(jié)果 %

2.2 碳酸鈉用量條件試驗研究

由于礦石中原泥和次生泥的含量均較高，因此，試驗研究中選擇碳酸鈉作為礦泥分散劑。固定鉍粗選硫化鈉用量為6 000 g／t，CZ用量為3 000 g／t，乙硫氮用量為300 g／t，BK205用量為40 g／t；掃選1－3乙硫氮用量分別為100 g／t、80 g／t和50 g／t，BK205用量分別為20 g／t、10 g／t和5 g／t，進行碳酸鈉用量試驗，試驗結(jié)果列于表4，碳酸鈉用量條件試驗工藝流程如圖1所示。

碳酸鈉用量試驗結(jié)果表明，隨著碳酸鈉用量的增加，粗精礦中鉍的選礦指標變好，但是過多地添加碳酸鈉時，礦漿pH值提高，導致浮選泡沫較粘，惡化了浮選環(huán)境，選礦指標變差。因此，綜合考慮鉍的選礦指標，粗選選擇碳酸鈉適宜用量為2 000 g／t。

表4 碳酸鈉用量條件試驗結(jié)果

2.3 硫化鈉用量條件試驗研究

根據(jù)鉍的物相分析結(jié)果表明，鉍的氧化率較高，試驗研究采用硫化法回收礦石中的氧化鉍礦物。通過大量的硫化劑試驗研究，最終確定采用單一的硫化鈉作為氧化鉍礦物的硫化劑。固定鉍粗選碳酸鈉用量為2 000 g／t，CZ用量為3 000 g／t，乙硫氮用量為300 g／t，BK205用量為40 g／t；掃選1－3乙硫氮用量分別為100 g／t、80 g／t和50 g／t，BK205用量分別為20 g／t、10 g／t和5 g／t，進行硫化鈉用量試驗，試驗結(jié)果列于表5，硫化鈉用量條件試驗工藝流程如圖1所示。

硫化鈉用量試驗結(jié)果表明，隨著硫化鈉用量的增加，粗精礦中鉍的回收率大幅度提高。由于硫化鈉具有兩種性質(zhì)，添加硫化鈉量適宜時起到硫化作用，但添加過多的硫化鈉時，會對已被硫化的氧化鉍礦物產(chǎn)生抑制作用，導致鉍的回收率降低。因此，綜合考慮鉍的選礦指標，粗選選擇硫化鈉適宜用量為6 000 g／t左右。

表5 硫化鈉用量條件試驗結(jié)果

2.4 活化劑CZ用量條件試驗研究

由于礦石中的氧化鉍主要為泡鉍礦，其可浮性較差。因此必須對氧化鉍或者已被硫化的氧化鉍礦物進行活化。對于鉍礦物的活化一般都采用金屬離子如Pb2＋、Cu2＋、Al3＋等［5］。通過試驗研究表明，金屬離子中Pb2＋對該礦石中鉍礦物的活化效果較好，但是考慮到鉛離子的毒性，并結(jié)合大量的試驗研究，最終確定采用CZ（液體無機物）作為該礦石中鉍礦物的活化劑。固定鉍粗選碳酸鈉用量為2 000 g／t，硫化鈉用量為6 000 g／t，乙硫氮用量為300 g／t，BK205用量為40 g／t；掃選1－3乙硫氮用量分別為100 g／t、80 g／t和50 g／t，BK205用量分別為20 g／t、 10 g／t和5 g／t，進行活化劑CZ用量試驗，試驗結(jié)果列于表6，活化劑CZ用量條件試驗工藝流程如圖1所示。

活化劑CZ用量試驗結(jié)果表明，隨著CZ用量的增加，粗精礦中鉍的品位和回收率均大幅度提高，但當CZ用量為3 000 g／t時，再增加其用量時，粗精礦中鉍的選礦指標變化不明顯。因此，綜合考慮鉍的選礦指標，粗選選擇活化劑CZ適宜用量為3 000 g／t左右。

表6 活化劑CZ用量條件試驗結(jié)果

2.5 捕收劑用量條件試驗研究

固定鉍粗選碳酸鈉用量為2 000 g／t，硫化鈉用量為6 000 g／t，CZ用量為3 000 g／t，BK205用量為40 g／t；掃選1－3 BK205用量分別為20 g／t、10 g／t和5 g／t，進行捕收劑用量條件試驗，試驗結(jié)果列于表7，捕收劑用量條件試驗工藝流程如圖1所示。

表7 捕收劑用量條件試驗結(jié)果

捕收劑用量條件試驗結(jié)果表明，采用丁黃藥作為鉍礦物的捕收劑時，脈石上浮量大，因此根據(jù)試驗研究結(jié)果，最終確定采用乙硫氮作為鉍礦物的捕收劑，其適宜用量為300 g／t左右。

2.6 開路試驗研究

在條件試驗的基礎上，進行氧化鉍浮選開路試驗，試驗工藝流程如圖2所示，試驗結(jié)果列于表8。

開路試驗結(jié)果表明，鉍精礦中含鉍5.06%，回收率為51.08%。

圖2 開路試驗工藝流程

表8 開路試驗結(jié)果 %

2.7 全流程閉路試驗

在條件試驗和開路試驗的基礎上進行全流程閉路試驗，試驗流程如圖3所示，試驗結(jié)果列于表9。

全流程閉路試驗結(jié)果表明，鉍精礦中含鉍4.31%，回收率為73.13%。試驗研究獲得的鉍精礦產(chǎn)品可作為下一步冶煉（濕法回收鉍）的原料，先通過選礦預先富集鉍礦物，可大大降低后續(xù)作業(yè)冶煉的成本。

圖3 全流程閉路試驗工藝流程

表9 全流程閉路試驗結(jié)果 %

3 結(jié) 論

1.該鉍礦為熱液充填交代的矽卡巖鉍礦床。由于礦石風化程度重，礦石中的輝鉍礦絕大部分已氧化成泡鉍礦，褐鐵礦的含量較高。礦石中的泡鉍礦嵌布粒度粗細不均，主要與褐鐵礦、石英、粘土礦物緊密連生，且嵌鑲關(guān)系復雜。

2.通過大量的試驗研究，確定采用單一浮選工藝回收該礦石中的鉍礦物，即采用碳酸鈉為分散劑、硫化鈉為硫化劑、CZ為活化劑、乙硫氮為捕收劑、BK205為起泡劑，實現(xiàn)了礦石中鉍礦物的有效回收。

3.在磨礦細度－74μm 85%的條件下，一粗三精三掃的工藝流程，獲得選礦指標為：鉍精礦中含鉍4.31%，回收率為73.13%。試驗研究中獲得的鉍精礦產(chǎn)品可作為下一步冶煉的原料，該工藝采用選礦預先富集鉍礦物，可大大降低后續(xù)作業(yè)冶煉的成本，這為氧化鉍礦的開發(fā)利用開辟一條新的途徑。

研究［J］.礦冶工程，2011，31（2）：30－33.

［2］ 王平.鉍資源及鎢錫礦中伴生鉍的綜合回收［J］.南方冶院科技，1991，（1）：14－18.

［3］ 陳志忠.氧化鉍礦選冶工藝研究及工業(yè)應用［J］.有色金屬（選礦部分），1992，（5）：4－6.

［4］ 高起鵬.鉍鋅鐵多金屬礦石的選礦試驗研究［J］.金屬礦山，2003，（10）：31－33.

［5］ 李愛民.行洛坑鎢礦伴生鉬銅鉍浮選分離新工藝研究［J］.金屬礦山，2012，（4）：74－76.

Processing Research on High－mud Bismuth Oxide Ore of Guangxi

CAO Deng-guo
（Hunan Shizhuyuan NonferrousMetal Co.，Ltd.，Chenzhou 423037，China）

The usefulminerals in Guangxisome bismuth oxide ores ismainly bismuth oxide，and associated with limonite.In order to provide the basis for the development and utilization of themineral resources，dressing experimental study was carried out.For the nature features of oremudding seriously and the high iron content，the bismuth concentrate with the grade of4.31%and the recovery of73.13%is obtained through closed－circuit experiment.This technology has realized the effective recovery of bismuth minerals in the ore，and provided the technology direction to bismuth oxide ore beneficiation.

beneficiation；flotation；bismuth oxide；combination activator

TD864

：A

：1003－5540（2014）06－0010－04

2014－08－11

曹登國（1977－），男，工程師，主要從事有色金屬選礦技術(shù)管理工作。

［1］ 邱顯楊，王成行，胡真，等.極低品位微細粒自然鉍的浮選工藝