钒钛磁铁矿选铁尾矿中硫钴资源综合回收研究
作者：董礼辉师文裕
来源：《科技风》2018年第26期
摘要：钒钛磁铁矿是一种多元共生矿物，有多种化合价。
我国富源辽阔，资产丰富，钒钛磁铁矿资源储量非常大且分布较广。
本文主要分析了在钒钛磁铁矿的选铁尾矿中对硫钴资源进行综合回收，以避免硫钴资源在磁铁矿的选矿过程中大量损失。
关键词：钒钛磁铁矿；选铁尾矿；硫钴资源；综合利用
随着全球进入工业时代以来，各个国家为满足工业需求，大量开发矿产资源从中提炼金属元素服务于工业生产。
但是面对地球上有限的资源与人类无限的开发利用，各种矿产資源日益贫乏，对矿产资源进行节约再利用成为了当前实现经济可持续发展的重要有效措施，对尾矿资源的开发再利用不仅能够节约矿产资源，还能够为社会生产增加财富，同时也减少了废弃的矿产资源对环境的破坏。
钒钛磁铁矿的选铁尾矿中硫钴元素如果不能得到有效的回收利用，会造成矿产资源的大量浪费，也会使得对尾矿的处理成本更高，本文对钒钛磁铁矿选铁尾矿中硫钴资源的综合回收方法进行研究分析，对节约资源，保护环境，实现经济可持续发展有非常重要的意义。
1 钒钛磁铁矿
以铁元素、钒元素、钛元素三种元素为主要组成部分的钒钛磁铁矿是一种多元共生铁矿。
由于铁元素与钛元素能够紧密共生，大部分的钒元素与铁矿物以类质同像的形式存在于钛磁铁矿中，所以我们将以这三种元素为主要构成部分的矿产资源称之为钒钛磁铁矿。
在大自然中，钒钛磁铁矿主要存在于基性或超基性的岩体中，同时还伴随着金属氧化物、硅酸盐矿物、硫化矿、砷化合物，磷酸盐矿物等多种化合物。
2 实验样品和实验方案
2.1 实验样品分析
本文所用到的实验样品取自于某选矿厂的选铁尾矿，该选铁尾矿中除了含有大量的碳元素以外，同时还含有钴镍铜等少量的有色金属元素。
其中钴元素占比0.016%，与其他有色金属元素相比品相略高，是本次选铁尾矿中的主要回收元素。
该选铁尾矿中还含有大量的硫、二氧化硅、氧化钙等多种非金属元素及其化合物，其中硫元素占比0.62%，可以进行综合回收。
各元素具体分布情况如下表。
通过对钴元素的物相分析，其中硫化钴在选铁尾矿中的分布率占比为48.86%，氧化钴在选铁尾矿的分布与占比为27.84%，还有23.30%硅酸盐中的钴分布在选铁尾矿中。
这其中48.86%的硫化钴中的沽元素是最容易回收，而氧化物和硅酸盐中的钴元素则难以回收。
为了对选铁尾矿中矿样的硫化矿物存在形式进行分析，我们借助于光学显微镜和X射线，MLA测试等方法确定了矿样中各元素的含量。
其中选铁尾矿中的硫化矿物总量仅含1.2%，含量最大的为黄铁矿和磁黄铁矿，其占比分别为0.46%和0.75%，另外还分布着硫钴黄铁矿、钛磁铁矿、钛铁矿等，而分布含量最广的长石和辉石分别占比22.12%和30.2%。
对于含钴元素的矿物进行探测，其中硫钴黄铁矿中钴元素达到41.66%，属于含量非常高的矿物，但是却由于硫钴黄铁矿物质在选铁尾矿矿物含量分布中只占0.01%，占比非常小，难以作为单独的钴元素回收对象进行回收，只能根据具体情况尽可能的对其进行回收。
而钴元素在黄铁矿和磁黄铁矿中的占比为0.20%和和0.21%，占比非常接近，但是同样含量很低，所以想要作为单独精矿选出来进行硫钴元素的回收非常困难。
但是换个角度，通过对磁黄铁矿颗粒中的钴含量进行分析，有将近70%的黄铁矿颗粒中钴含量低于0.1%，但是也有，=少量的约7%的黄铁矿中钴元素含量可以大于1%，所以为了得到能够有效回收的硫钴精矿需要选铁尾矿的含部黄铁矿进行富集与分离。
2.2 实验方案
通过以上对钒钛磁铁矿选铁尾矿中的硫钴元素分布情况与含量多少进行分析，要想得到能够有效回收的合格硫钴精矿，需要首先对硫化矿物进行富集处理，然后再对富集的硫化矿物进行分离，从而得到合格的硫钴精矿产品。
而本实验主要对硫钴精矿的分离进行分析。
2.3 实验结果与讨论
（1）硫钴粗精矿富集试验。
对选铁尾矿中的硫化物进行分析其品位较低，一般的氧化时间为半个月，使得硫化矿物的浮性大大降低，然后运用硫酸、捕收剂、起泡剂对硫钴精矿中的硫化矿物进行富集挑选，其中硫酸为酸碱调整济兼活化剂，捕收剂采用的是丁基黄药，起泡剂采用的是松醇油，然后在保证粗精矿中硫的品位的同时对硫钴精矿经过初选程序、扫选程序，一次提高硫化矿物中的硫回收效率，通过上述操作程序得到的硫钴精矿中，硫元素和钴元素得品位分别为6.53%和0.063%。
（2）硫钴元素分离试验。
通过以上的初选和扫选程序，得到的硫钴精矿中，硫钴品位仍然相对较低，所以要对硫元素和钴元素进行分离，首先要对含钴黄铁矿进行分类，经过多方研究与经验借鉴，我们运用浮选和磁选得方法对含钴黄铁矿和磁黄铁矿进行分离，以此提高分离效率。
在对含钴黄铁矿和磁黄铁矿进行浮选分离的时候，经过考察研究运用石灰作为分离抑制剂，可以取得良好的分离效果。
因为运用少量的石灰，可以使硫钴精矿中的硫品位从以前的6.53%上升到40%左右，这个数据可以表明黄铁矿通过浮选分离在硫钴精矿中富集。
接下来为了进一步对富集的硫钴精矿进行硫钴分离，运用磁选分离法，运用不同的磁场强度对矿物的分选效率影响，最终得出带有磁性的产品为硫精矿，不带磁性的产品为硫钴精矿，而通过运用不同的词性对硫钴分离的影响，磁场越强流过精矿中的硫品位越高，在磁场强度为0.8T时，硫钴精矿中的硫品位能够达到46.16%。
但是磁场强度对钴的品位影响较低，不同的磁场强度，钴的品位一直维持在稳定状态。
最后运用MLA探测程序对浮选分离，磁选分离之后的硫精矿和硫钴精矿中的矿物成分进行探测分析，得出硫化矿物在经过磁选之后的产品中占比非常大，能够达到矿物含量的70%以上，这个结果说明，浮选磁选程序对于黄铁矿和磁黄铁矿分离效率非常高。
但是这一步程序中主要是提高了硫品位，而钴品位没有多大变化。
继续加大磁场达到1.5T，进行高磁场强分选以后，硫钴精矿中的钴品位提升到了0.4%，硫的品位为50.45%，这个结果已经完全达到了钴硫精矿的质量要求。
3 实验结果
将以上通过精选分离得到的钴硫精矿，硫精矿和尾矿进行矿物组成分析，精矿产品中硫化物含量非常高，有效的对黄铁矿和磁黄铁矿进行了分离，而且经过浮选，尾矿中的硫化矿物含量低，运用浮选磁选工艺实现了硫钴的高效分离，最后在1.5T的高强度磁场下，有效的提高钴的品位，总体结果说明，运用以上工艺，能够实现选铁尾矿中硫钴资源的综合回收利用。
参考文献：
[1]陈达.钒钛磁铁矿综合回收试验研究[J].矿产综合利用，2015.
[2]张渊.钒钛磁铁矿中硫钴粗精矿综合利用研究[J].现代矿业，2014.
[3]戴向东.粗硫钴精矿精选的实验室研究[J].钢铁钒钛，2014.。
