選礦尾礦中的石榴子石可選性試驗(yàn)研究

王全亮，吳明海，周虎強(qiáng)，趙建湘，陳樹(shù)錦

（1.湖南有色金屬研究院，湖南長(zhǎng)沙 410100；2.中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410083；3.西部礦業(yè)控股子公司鑫源礦業(yè)有限責(zé)任公司，四川成都 610072；4.廣東廣業(yè)云硫礦業(yè)有限公司，廣東云浮 527343）

選礦尾礦中的石榴子石可選性試驗(yàn)研究

王全亮1，2，吳明海3，周虎強(qiáng)1，趙建湘1，陳樹(shù)錦4

（1.湖南有色金屬研究院，湖南長(zhǎng)沙 410100；2.中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410083；3.西部礦業(yè)控股子公司鑫源礦業(yè)有限責(zé)任公司，四川成都 610072；4.廣東廣業(yè)云硫礦業(yè)有限公司，廣東云浮 527343）

根據(jù)礦物性質(zhì)的差異，對(duì)某選礦尾礦中的石榴子石進(jìn)行了可選性試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：采用重選、磁選、重選－磁選流程均能獲得含量大于90%的石榴子石精礦。

選礦尾礦；石榴子石；工藝流程

在自然界中廣泛分布石榴子石礦物，石榴子石屬于等軸晶系的一族島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物。它的化學(xué)通式為：A3B2［SiO4］3，化學(xué)式中A代表二價(jià)陽(yáng)離子，主要有鎂、鐵、錳和鈣等；B代表三價(jià)陽(yáng)離子，主要有鋁、鐵、鉻、鈦等。B組陽(yáng)離子間因半徑相似而常有類(lèi)質(zhì)同象代替，A組陽(yáng)離子因Ca2＋的半徑較大，難以被Mg2＋、Fe2＋、Mn2＋等所代替。因此，石榴子石按成分特征，通常分為鋁系和鈣系兩個(gè)系列六個(gè)品種，即：（1）鋁系石榴子石，包括鎂鋁榴石、鐵鋁榴石、錳鋁榴石；（2）鈣系石榴子石，包括鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、鈣鉻榴石。石榴子石晶體形態(tài)特征明顯，多呈菱形十二面體、四角三八面體或二者的聚形集合體呈粒狀。石榴子石用途廣泛，利用其硬度大，磨削能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可以作為磨料礦物使用，利用石榴子石的顆粒現(xiàn)狀等自然性能特點(diǎn)，可以在過(guò)濾領(lǐng)域、水力切割、建筑、道路、涂料、高分子材料填料等方面使用。石榴子石要達(dá)到一定的純度才能更好的應(yīng)用，本文主要對(duì)某選鎢尾礦中回收石榴子石進(jìn)行了研究。

1 試樣工藝礦物學(xué)研究

1.1 試樣化學(xué)多元素分析

本次回收石榴子石的原料為某選鎢后的尾礦，其化學(xué)多元素分析結(jié)果列于表1。從表1分析數(shù)據(jù)可知，試樣中主要化學(xué)成分為SiO2、CaO、TFe、Al2O3。

表1 試驗(yàn)樣品化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

1.2 試樣的礦物組成及相對(duì)含量

試樣中礦物組成及相對(duì)含量列于表2。從表2分析數(shù)據(jù)可知，試樣中礦物組成主要由石英、石榴子石等構(gòu)成，其它礦物含量低。

表2 礦物組成及其相對(duì)含量 %

1.3 石榴子石的粒級(jí)分布

為查明尾礦中石榴子石的粒級(jí)分布，對(duì)尾礦進(jìn)行了篩水析，并分析了石榴子石的含量，石榴子石粒級(jí)分布測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 石榴子石粒級(jí)分布測(cè)定結(jié)果

1.4 嵌布特性

經(jīng)X衍射分析及鏡下觀察，試樣中石榴子石主要為鈣鐵石榴子石，少量鈣鋁石榴子石，試樣中的石榴子石大部分已單體解離，連生體主要為石榴子石與石英共生；石英是在試樣中大量存在的含硅礦物，呈不規(guī)則粒狀、細(xì)粒狀。大部分呈單體存在，少部分與石榴子石連生。

2 石榴子石回收試驗(yàn)

2.1 工藝流程的確定

石榴子石的回收工藝隨其產(chǎn)出特征和礦石類(lèi)型不同而有所不同。試樣中石榴子石主要為鈣鐵石榴子石，少量鈣鋁石榴子石，石英是在試樣中大量存在的含硅礦物。根據(jù)石榴子石與石英的表面性質(zhì)的差異，如鈣鐵石榴子石的零電點(diǎn)分別為5.4左右，而石英的零電點(diǎn)為2.0左右，可以通過(guò)浮選工藝實(shí)現(xiàn)石榴子石的回收。根據(jù)石榴子石與石英的比重及比磁化系數(shù)的差異，如石榴子石的比重為3.32～4.19 g／cm3，石英的比重為2.65 g／cm3，可以通過(guò)重選、磁選工藝實(shí)現(xiàn)石榴子石的回收。考慮到該選礦尾礦試樣的性質(zhì)，采用浮選工藝其流程復(fù)雜，成本較高，故本研究只考慮采用重選、磁選工藝實(shí)現(xiàn)石榴子石的回收。

2.2 重選工藝回收石榴子石

試樣經(jīng)過(guò)螺旋溜槽預(yù)先脫尾后，再用搖床回收石榴子石。采用重選工藝回收尾礦中石榴子石的工藝流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖1 重選回收石榴子石工藝流程圖

表4 重選回收石榴子石試驗(yàn)結(jié)果 %

2.3 磁選工藝回收石榴子石

由于石榴子石是弱磁性礦物，它的比磁化系數(shù)與石英等脈石有差異，故采用強(qiáng)磁選方法可以將它與石英等脈石礦物分離。尾礦中采用磁選工藝回收石榴子石的工藝流程如圖2所示。

圖2 磁選回收石榴子石工藝流程圖

控制磁選濃度為20%，不同磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，石榴子石的含量逐步降低，石榴子石回收率不斷增加。綜合考慮品位及回收率，適宜的磁場(chǎng)強(qiáng)度為95.5×104A／m。

控制磁場(chǎng)強(qiáng)度為95.5×104A／m，不同濃度試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。濃度試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著濃度的增加石榴子石的含量逐步降低，石榴子石回收率不斷增加。綜合考慮品位及回收率，適宜的磁選濃度為15%～20%。

控制磁選濃度為17%，磁場(chǎng)強(qiáng)度為95.5×104A／m，采用磁選工藝回收尾礦中石榴子石的工藝流程如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

圖3 不同磁場(chǎng)強(qiáng)度回收石榴子石試驗(yàn)結(jié)果

圖4 不同磁選濃度回收石榴子石試驗(yàn)結(jié)果

表5 磁選回收石榴子石試驗(yàn)結(jié)果 %

2.4 重選－磁選聯(lián)合工藝回收石榴子石

試樣經(jīng)過(guò)螺旋溜槽預(yù)先脫尾后，再用磁選回收石榴子石。采用重選－磁選聯(lián)合工藝回收尾礦中石榴子石的工藝流程如圖5所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。從表4、表5、表6可知，重選－磁選聯(lián)合工藝獲得的石榴子石精礦的品位及回收率稍好于單一的重選、磁選流程。

圖5 重選－磁選聯(lián)合回收石榴子石工藝流程圖

表6 重選－磁選聯(lián)合回收石榴子石試驗(yàn)結(jié)果 %

2.5 石榴子石產(chǎn)品質(zhì)量分析

對(duì)石榴子石的應(yīng)用及銷(xiāo)售而言，產(chǎn)品質(zhì)量高的要求是純度高、有良好的粒度及粒度分布，而常常是物理特性比化學(xué)純度更重要，石榴子石的主要物理性質(zhì)包括無(wú)毒性、惰性、硬度和比重。

石榴子石精礦的化學(xué)多元素分析結(jié)果列于表7，石榴子石精礦物理性能測(cè)定結(jié)果列于表8。從表7、表8可知：采用重選、磁選、重選－磁選聯(lián)合流程所得石榴子石精礦均能滿足作為燒制道路水泥原料的要求。

表7 石榴子石精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果%

表8 石榴子石精礦物理性能測(cè)定結(jié)果

3 結(jié) 語(yǔ)

1.某鎢選礦尾礦主要由SiO2、CaO、TFe、Al2O3等組成，主要礦物為石榴子石、石英等，有回收價(jià)值的礦物主要為石榴子石。

2.根據(jù)尾礦物質(zhì)成分研究結(jié)果采用重選、磁選、重選－磁選聯(lián)合流程回收石榴子石的試驗(yàn)流程，可使尾礦中的石榴子石得到較好的回收，重選－磁選聯(lián)合工藝獲得的石榴子石精礦的品位及回收率稍好于單一的重選、磁選流程。

［1］ 汪鏡亮.石榴子石應(yīng)用概述［J］.礦產(chǎn)綜合利用，1993，（4）：15－23.

［2］ 徐向明.石榴子石的應(yīng)用研究及選礦工藝［J］.礦產(chǎn)綜合利用，1992，（1）：27－32.

［3］ 詹健，王毓華，李崇德.從永平銅礦浮選尾礦中回收石榴子石的研究［J］.有色金屬（選礦部分），2003，（2）：9－11.

［4］ 孫傳堯，印萬(wàn)忠.硅酸鹽礦物浮選原理［M］.北京：科學(xué)出版社，2001.

The Beneficability Research of Garnet from Tailings

WANGQuan-liang1，2，WUMing-hai3，ZHOU Hu-qiang1，ZHAO Jian-xiang1，CHEN Shu-jing4
（1.Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China；2.School of Minerals Processing and Bioengineering，Central South University，Changsha 410083，China；3.Westeren Mining Corporation Subsidiary Xinyuan Mining Co.，Ltd.，Chengdu 610072，China；4.Guangdong Guangye Yunliu Mining Indusrty Co.，Ltd.，Yunfu 527343，China）

According to the difference of differentmineral property，an investigation wasmade of the garnet separability from a tailing.The results show that the content ofmore than 90%of the garnet concentrate can be obtained by gravity separation，magnetic separation and gravity separation－magnetic separation flowsheet from a tailing.

tailings；garnet；flowsheet

TD926.4＋2

：A

：1003－5540（2014）04－0013－03

2014－04－17

湖南有色研究基金資助項(xiàng)目（YSZN2013CX04）

王全亮（1974－），男，高級(jí)工程師，主要從事固體廢棄物資源綜合利用與選礦工藝研究工作。