0  引言

我国硫铁矿储量丰富，可大致分为普通金属硫铁矿和煤系硫铁矿，其中煤系硫铁矿储量占50%左右，该类矿石中硫铁矿嵌布粒度极不均匀，脉石矿物主要是粘土和碳质，选矿比较复杂、困难。云南某硫铁矿含硫平均品位为15.00%左右，含碳平均品位为6.00%左右。将储量丰富的煤系硫铁矿中的硫、碳资源充分利用起来，不仅可以提高资源利用率，还将产生巨大的经济效益、社会效益和环境效益。因此，本文在对矿石性质进行研究的基础上，对云南某煤系硫铁矿开展了选矿工艺试验研究，实现了煤、硫铁矿的综合回收。

1  矿石性质及特征

试样的多元素分析结果表明。硫铁矿原矿含硫15.44%，铁17.15%，碳5.52%，灰分76.22%，水分1.41%，挥发分15.72%。主要矿物有黄铁矿、煤，其次有针铁矿、赤铁矿、锐钛矿；脉石矿物主要有高岭石、石英等。

试样的硫物相分析结果表明。此煤系硫铁矿煤中硫的赋存状态以黄铁矿硫为主，其次是少量有机硫，硫酸盐硫含量很少。

2  选矿试验

2.1  螺旋溜槽一摇床重选试验

煤系硫铁矿矿石中黄铁矿体积质量4.5—5.1，莫氏硬度6～6.5，与煤矿的体积质量差异大，适宜用重选方法分选，考察了不同粒度（即磨矿细度）入选矿样的重选试验。矿样磨至需要粒度后，通过螺旋溜槽预先抛尾，后筛分成5个粒级+0.5 mm、0.5～0.2 mm、0.2～0.074 mm、0.074—0.038 mm、-0.037 mm分别进行摇床重选试验（磨细后的矿样没有粗级别），此流程矿样获得4个产品：精矿、次精矿、中矿、尾矿（入选粒度-0.074 mm占80%得到的是精矿、中矿、尾矿）。试验结果见表1。

不同入选粒度得到较好的选矿指标，需将矿石磨细至-200目80%以上，以使矿样充分解离。螺旋溜槽一摇床重选试验表明，原矿磨至-1 mm摇床试验即可得到品位较高的硫精矿，但回收率不太高。随着磨矿细度的增加，硫精矿回收率提高，说明该矿样硫铁矿呈粗细不均匀嵌布。硫回收率不高的原因可能是螺旋溜槽没有起到抛弃炭的作用，而且造成了部分硫损失在螺旋溜槽尾矿里，最终入选摇床的硫产率低，通过重选试验得不到煤产品，煤不能富集。

2.2  浮选试验

重选试验可以得到较好质量的硫产品，但是硫回收率偏低而且不能回收其中的煤．由于试验矿样中含有的目的矿物黄铁矿以及煤可浮性都很好，因此将采用浮选流程以达到综合回收其中的硫铁矿和煤的目的。煤系硫铁矿在浮选时硫铁矿很容易和煤一起上浮进入泡沫产品，影响煤和硫铁矿的分别回收。本次试验将采用优先浮选流程，先浮选煤并强力抑制硫铁矿，然后再活化浮选硫铁矿。根据螺旋溜槽一摇床重选试验结果，粒度过粗，硫铁矿未充分解离，不能很好地回收；粒度过细，煤精矿的后续处理复杂，因此浮选试验取磨矿细度为-200目占80%。

2.2.1  石灰用量试验

煤矿物是表面疏水的天然易选矿物。药剂的使用与选择可以提高煤表面的疏水性和煤粒在气泡上的粘附性、黏着的牢固度，常用的捕收剂为非极性的烃类化合物。此次煤浮选阶段选用的捕收剂为烃类化合物——柴油。在矿物优先浮选时，用石灰提高矿浆的pH值，可以使黄铁矿受到抑制。因此选用石灰（氧化钙）以及水玻璃作为抑制剂，抑制硫铁矿以及脉石矿物，松油作为起泡剂。先进行了煤浮选作业石灰用量试验，试验流程图见图1（图中药剂用量单位为g/t，下同），试验结果见表2。煤精矿中硫物相分析结果见表3。

试验结果表明：石灰用量的增加有助予提高粗煤精矿的回收率，可能是松油的起泡能力随pH值的升高而增大，泡沫携带更多的易浮矿物。但是煤精矿中硫质量分数变化不明显，煤精矿硫质量分数在8%左右。煤精矿的硫物相分析结果表明，煤精矿中硫化铁硫占94.03%，质量分数较大，

2.2.2  煤浮选作业药剂条件试验

由于石灰加入浮选槽硫铁矿未被有效抑制，为了使药剂充分作用，将药剂（氧化钙与水玻璃）添加至磨矿机，以加强对黄铁矿及脉石矿物的抑制。矿样经过粗选得到煤粗精矿与尾矿。人磨石灰用量试验结果见表4，水玻璃用量试验结果见表5．捕收剂用量试验结果见表6．

从表4看出，与石灰加入浮选机相比，在保证硫耩矿品质的同时，将石灰添加至磨矿机能在有效减少石灰用量的同时减少硫在煤精矿中的损失。从表5看出，煤精矿的回收率随水玻璃用量的增加先增加后减少，当水玻璃用量为500 g/t时，煤精矿的回收率最高，为54.34%，煤精矿的品位变化不明显，所以添加适量的水玻璃有利于煤精矿的回收。从表6看出，柴油用量增加，煤精矿品位下降，回收率不断提高，且更多的硫进入了煤    精矿，损失增加。

2.2.3  硫浮选作业药剂条件试验

试验以提高资源综合回收利用率为目的，因此，对选煤作业尾矿再进行浮选以回收硫铁矿，硫浮选阶段采用硫酸铜为活化剂，活化被石灰抑制的黄铁矿，丁基黄药为捕收荆，松油为起泡剂。药剂条件试验流程图见图2，试验结果见表7。

由表7可知，硫精矿品位及回收率随着硫酸铜用量的增加先增加后降低，硫酸铜用量粗选300g/t、扫选200 g/t时，硫精矿品位以及回收率最高，且尾矿中硫含量最低I丁基黄药用量在硫粗选200 g/t，硫扫选100 g/t时，所获得的硫精矿质量最好。

2.2.4  小型浮选闭路试验

根据上述条件试验结果，进行了小型浮选闭路试验。浮选闭路试验1是中矿逐级返回的浮选试验，试验流程图见图3．浮选闭路试验2是在选煤循环尾矿中将一部分难以分选的中矿单独浮选出来后再选硫铁矿，其他中矿逐级返回的浮选试验。试验流程图见图4。小型浮选闭路试验结果见表8。浮选闭路试验2硫精矿、煤精矿多元素分析结果见表9．

浮选闭路试验1流程可能是选煤尾矿中有一部分煤和硫的连生体，试验在浮选硫铁矿时中矿量很大，尤其是硫中矿，硫精选I的中矿产率有37.53%，硫回收率为37.83%；硫精选Ⅱ的中矿产率为28.01%，硫回收率为51.81%。同时在实验室试验中，流程操作不易稳定，不利于现场生产。与浮选闭路试验1比较，在浮选闭路试验2中，将一部分难以分选的中矿单独浮选出来的闭路试验，浮选指标基本没有降低，碳精矿的回收率增加，硫精矿中碳含量减少，且流程畅通。通过浮选闭路试验2可以得到煤精矿产率为5.38%，碳品位为40.32%，含硫7.05%．碳回收率为33.76%．为高硫煤；硫精矿产率为24.00%．硫品位为47.59%，含碳9.64%，硫回收率为72.74%。其中硫精矿砷、氟含量很低，有价元素铁质量分数为42.46%，杂质含量少．Si02质量分数为2.58%，Al2O3的质量分数为2.53%，实现了煤精矿与硫精矿的综合回收。

3  结论

a．煤系硫铁矿通过螺旋涸槽一摇床重选试验，可以回收硫精矿，但是硫回收率低，而且碳不能富集，得不到煤产品。

b．对云南某煤系硫铁矿通过优先浮选试验，可以得到产率5.38%，碳品位40.32%，含硫7.05%，碳回收率33.76%的煤精矿；产率24.00%，硫品位47.59%，含碳9.64%，硫回收率72.74%的硫精矿，可以实现煤和硫铁矿的综合回收。

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