唐雪峰， 趙洪冬

(長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司,湖南 長(zhǎng)沙410012)

錫石是目前工業(yè)上提取金屬錫的最主要礦物。 錫石比重大、性脆,在磨礦過程中易過粉碎。 粗?！?xì)粒錫石采用重選工藝能取得良好的選礦技術(shù)指標(biāo),而磨礦過程產(chǎn)生的大量過粉碎微細(xì)粒錫石由于受重選設(shè)備回收粒度下限的制約,回收效果不佳。 微細(xì)粒錫石的高效回收,仍是當(dāng)今選礦領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)難題。 我國(guó)每年流失于尾礦中的微細(xì)粒錫石價(jià)值數(shù)百億元,實(shí)現(xiàn)微細(xì)粒錫石的有效回收［1-5］具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文采用旋流器脫泥-浮選工藝,結(jié)合錫石高效螯合捕收劑與活化劑組合,強(qiáng)化了極微細(xì)粒錫石的富集回收,為含錫石細(xì)泥固廢資源的合理利用提供了技術(shù)支撐。

1 礦石性質(zhì)

試驗(yàn)礦樣化學(xué)成分較為復(fù)雜,可供選礦進(jìn)一步回收的組分主要是錫,而錫主要賦存于錫石中；脈石組分主要為SiO2,其次是Al2O3。 礦樣化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1,礦樣中錫化學(xué)物相分析結(jié)果見表2。

表1 礦樣化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%

表2 錫化學(xué)物相分析結(jié)果

鏡下鑒定、XRD 和MLA 分析綜合研究結(jié)果查明,礦樣中錫礦物主要為錫石；銅礦物含量較低,為黃銅礦；鉛礦物主要為水磷鋁鉛礦；鋅礦物為閃鋅礦；其他金屬硫化物包括黃鐵礦、毒砂等；鐵礦物可見褐鐵礦和菱鐵礦；脈石礦物主要為石英,其次為電氣石和白云母,含少量高嶺石、蒙脫石、長(zhǎng)石、方解石、白云石、綠泥石等。 礦石中主要礦物含量見表3。

表3 礦樣礦物組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%

采用MLA 對(duì)礦樣中錫石的解離度進(jìn)行了測(cè)定,發(fā)現(xiàn)礦樣中呈單體產(chǎn)出的錫石為87.66%,其余部分則以各種形式與其他礦物嵌連,且包裹型連生體居多,嵌連礦物主要是石英,其次是電氣石和云母。

為查明試驗(yàn)礦樣的粒級(jí)分布情況,對(duì)其進(jìn)行了粒度篩析,結(jié)果見表4。

表4 試驗(yàn)礦樣粒度篩析結(jié)果

表4 結(jié)果表明,礦樣中-19 μm 粒級(jí)含量占89.72%,而-10 μm 粒級(jí)含量卻占了79.30%,-10 μm 粒級(jí)錫金屬分布率為87.69%。 可見,礦樣中錫金屬量絕大部分分布于-10 μm 過粉粒級(jí)中。

2 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)礦樣中-10 μm 過粉粒級(jí)占比高,微細(xì)礦物顆粒質(zhì)量小、比表面積大、表面能高,浮選過程不僅大量消耗浮選藥劑,并嚴(yán)重影響浮選分選效果。 探索試驗(yàn)結(jié)果表明,不預(yù)先脫除部分礦泥,錫石浮選難以有效分選。

隨著精確分級(jí)技術(shù)快速發(fā)展,采用旋流器脫除-10 μm 粒級(jí)礦泥已工業(yè)應(yīng)用,且脫泥效果良好。 錫石比重大,在旋流器沉砂中可得到反富集,更有利于后續(xù)錫石的選別與回收。 礦樣中存在較多的硫化礦物,需要采用浮選脫硫工藝給予預(yù)先脫除,以消除硫化礦對(duì)錫石選別的影響。 受重選設(shè)備回收粒度下限制約,采用浮選流程有利于強(qiáng)化微細(xì)粒級(jí)錫石的回收。 綜上所述,本次試驗(yàn)按照旋流器脫泥-浮選脫硫-浮錫工藝方案進(jìn)行,試驗(yàn)原則流程見圖1。

圖1 試驗(yàn)原則流程

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 旋流器脫泥試驗(yàn)

采用CZ-ZF 型旋流器,在旋流器給礦濃度17%、給礦壓力0.15 MPa 條件下進(jìn)行了沉砂嘴直徑脫泥條件試驗(yàn),結(jié)果見圖2。 試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)沉砂嘴直徑為16 mm 時(shí),獲得的旋流器沉砂產(chǎn)率42.37%、-10 μm 粒級(jí)含量63.16%,錫品位僅為0.48%,沉砂中錫富集效果不明顯；當(dāng)逐漸減小排礦嘴直徑至12 mm 時(shí),獲得的旋流器沉砂產(chǎn)率降至25.41%,-10 μm 粒級(jí)含量44.03%,沉砂錫品位提高至0.70%,錫回收率45.99%；繼續(xù)減小旋流器排礦嘴直徑,沉砂中錫品位仍有上升的趨勢(shì),但錫回收率大幅下降。 綜合考慮,選擇旋流器沉砂嘴直徑為12 mm 較為適宜。

圖2 不同沉砂嘴直徑旋流器脫泥試驗(yàn)結(jié)果

3.2 旋流器沉砂浮選脫硫試驗(yàn)

在旋流器給礦濃度17%、給礦壓力0.15 MPa、沉砂嘴直徑12 mm 條件下進(jìn)行脫泥批量生產(chǎn)試驗(yàn),所得旋流器沉砂產(chǎn)率28.57%、錫品位0.69%、硫含量0.40%、錫回收率48.85%。 脫硫作業(yè)是錫石浮選前的關(guān)鍵作業(yè),浮錫之前脫硫不干凈,不僅會(huì)消耗大量的浮錫藥劑,且浮錫時(shí)大部分的硫?qū)?huì)進(jìn)入錫精礦中,嚴(yán)重影響錫精礦的品質(zhì)。

根據(jù)硫化礦性質(zhì)特點(diǎn),浮選脫硫作業(yè)主要進(jìn)行了硫酸銅、JX(丁基黃藥)與2＃油用量條件試驗(yàn),試驗(yàn)流程為一次粗選一次掃選,最終確定脫硫浮選粗選藥劑用量(對(duì)脫泥沉砂,下同)為:CuSO4266 g/t、JX 400 g/t、2＃油80 g/t,掃選藥劑用量為:CuSO4133 g/t、JX 200 g/t、2＃油40 g/t。 脫硫尾礦作為錫石浮選的給礦。

3.3 脫硫尾礦浮錫條件試驗(yàn)

3.3.1 浮錫捕收劑種類試驗(yàn)

浮錫捕收劑的選擇是影響浮選技術(shù)指標(biāo)的重要因素,針對(duì)浮選脫硫尾礦進(jìn)行了浮錫捕收劑遴選試驗(yàn)(捕收劑CYX-1 和CYW-29［6］為長(zhǎng)沙礦冶研究院研制的羥肟酸型螯合捕收劑；GL 和YSF 為市售工業(yè)品藥劑),捕收劑用量為1 000 g/t,其他藥劑用量為P86 100 g/t、2＃油80 g/t,浮選流程為一次粗選,結(jié)果見圖3。

圖3 浮錫捕收劑種類對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明,使用CYX-1 的浮選效果優(yōu)于CYW-29,CYW-29 的分選效果略優(yōu)于GL,而捕收劑YFS 的分選效果較差。 故選擇高效捕收劑CYX-1 來進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

3.3.2 浮錫粗選調(diào)整劑種類及用量試驗(yàn)

浮選調(diào)整劑的選擇,很大程度將會(huì)決定浮選技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)劣,在浮錫粗選藥劑用量CYX-1 1 000 g/t、P86 100 g/t、2＃油80 g/t 條件下,進(jìn)行了浮錫粗選調(diào)整劑遴選試驗(yàn),結(jié)果見圖4。 結(jié)果表明,在粗選段添加調(diào)整劑硝酸鉛,對(duì)錫石具有較好的活化作用。

圖4 浮錫調(diào)整劑種類對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

在浮選濃度20.89%(下同)、粗選藥劑用量CYX-1 1 000 g/t、P86 100 g/t、2＃油80 g/t 條件下,進(jìn)行了浮錫粗選硝酸鉛用量條件試驗(yàn),浮選流程為一次粗選,結(jié)果見圖5。 結(jié)果表明,浮錫粗選硝酸鉛藥劑用量由0 逐步增加至600 g/t 時(shí),錫粗精礦品位有所下降,但錫粗選回收率指標(biāo)逐漸上升,增幅明顯；繼續(xù)增加硝酸鉛藥劑用量,錫回收率指標(biāo)仍趨于上升,同時(shí)錫粗精礦品位進(jìn)一步下降。 綜合考慮,選擇浮錫粗選硝酸鉛藥劑用量為600 g/t。

圖5 硝酸鉛用量試驗(yàn)結(jié)果曲線

3.3.3 捕收劑CYX-1 用量試驗(yàn)

在浮錫粗選藥劑用量硝酸鉛600 g/t、P86 100 g/t、2＃油80 g/t 條件下進(jìn)行了捕收劑CYX-1 用量條件試驗(yàn),浮選流程為一次粗選,結(jié)果見圖6。 結(jié)果表明,CYX-1 用量由200 g/t 增至400 g/t 時(shí),錫粗精礦品位略有下降,但錫回收率指標(biāo)大幅提高,浮選分選效率提高了12.95 個(gè)百分點(diǎn)；繼續(xù)增加CYX-1 用量,錫回收率指標(biāo)仍趨于上升,但錫品位下降幅度較大,且浮選分選效率也趨于下降。 可見,選擇浮錫粗選捕收劑CYX-1用量為400 g/t 即可。

圖6 捕收劑CYX-1 用量與浮選指標(biāo)的關(guān)系

3.3.4 輔助捕收劑P86 用量試驗(yàn)

在浮錫粗選藥劑用量硝酸鉛600 g/t、CYX-1 400 g/t、2＃油80 g/t 條件下進(jìn)行了輔助捕收劑P86 用量條件試驗(yàn),浮選流程為一次粗選,結(jié)果見圖7。

圖7 輔助捕收劑P86 用量試驗(yàn)結(jié)果曲線

結(jié)果表明,P86 用量由0 增至50 g/t 時(shí),錫粗精礦品位略有提高,錫回收率指標(biāo)略有上升,可見添加P86有助于提高浮選分選效率及選擇性；繼續(xù)提高P86 用量至150 g/t 時(shí),錫回收率指標(biāo)提高至66.22%,錫粗精礦品位為2.42%；再進(jìn)一步提高P86 用量至200 g/t時(shí),錫回收率仍趨于上升,但錫粗精礦品位有所下降。綜合考慮,選擇P86 用量150 g/t 即可。

3.4 流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)細(xì)泥礦樣采用旋流器脫泥-浮選脫硫-浮錫工藝進(jìn)行了閉路流程試驗(yàn),試驗(yàn)流程見圖8,結(jié)果見表5。 閉路試驗(yàn)獲得了錫品位11.18%、回收率37.55%(浮錫作業(yè)回收率83.57%)的技術(shù)指標(biāo)。

圖8 全流程試驗(yàn)工藝流程

表5 全流程試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié) 論

1) 細(xì)泥礦樣中可供選礦回收的組分主要是錫。錫礦物主要為錫石,鉛礦物主要為水磷鋁鉛礦,鋅礦物為閃鋅礦,其他金屬硫化物包括黃鐵礦、毒砂,偶見磁黃鐵礦等；脈石礦物主要為石英,其次為電氣石和白云母,含少量高嶺石、蒙脫石、長(zhǎng)石、方解石、白云石、綠泥石等。 樣品中-19 μm 粒級(jí)含量89.72%,而-10 μm 粒級(jí)含量79.30%,-10 μm 粒級(jí)錫金屬分布率87.69%,錫金屬量絕大部分分布于-10 μm 過粉粒級(jí)中。

2) 樣品采用旋流器脫泥效果良好,且錫石在沉砂中的反富集效果明顯。 當(dāng)選擇旋流器排礦嘴直徑為12 mm 時(shí),獲得沉砂產(chǎn)率28.57%、錫品位0.69%、錫回收率48.85%。

3) 采用旋流器脫泥-浮選脫硫-浮錫工藝流程,結(jié)合錫石高效螯合捕收劑CYX-1 與活化劑硝酸鉛的藥劑組合,強(qiáng)化了微細(xì)粒級(jí)錫石的回收,最終取得了錫品位11.18%、回收率37.55%(浮錫作業(yè)回收率83.57%)的技術(shù)指標(biāo),為選廠極微細(xì)粒錫石的回收提供了技術(shù)支撐。