云錫卡房銅硫浮選尾礦中細(xì)粒錫石的回收

姚建偉 袁經(jīng)中 汪 泰

(1.云南錫業(yè)股份有限公司卡房分公司，云南 個(gè)舊661005;2.廣州有色金屬研究院 廣東 廣州510650)

錫礦床礦石類型按成分可以分為單一錫石型和錫石－硫化物型2 大類［1-2］。對(duì)于嵌布粒度較粗的單一砂錫礦石，單一重選工藝即可獲得錫精礦;而對(duì)于組成復(fù)雜的難選含錫多金屬硫化礦，不僅錫石嵌布粒度細(xì)、與硫化礦致密共生，而且錫石與硫化礦物密度差小，僅采用單一重選工藝難以實(shí)現(xiàn)有用礦物的分離［3］。對(duì)于此類礦石，如何實(shí)現(xiàn)錫石與硫化礦物的分離，以及如何回收細(xì)粒錫石都是相關(guān)科研工作者關(guān)注的課題。近年來，隨著浮選技術(shù)的發(fā)展，浮選法回收細(xì)粒錫石已成為可能［4-5］。

云錫個(gè)舊卡房錫銅共生礦屬于矽卡巖型含錫多金屬硫化礦，目前采用單一重選工藝回收銅硫浮選尾礦中的錫石，但隨著礦石錫品位從開采初期的1.2%左右降至目前的0.3%左右，以及錫石嵌布粒度越來越細(xì)，現(xiàn)有的單一重選工藝僅能獲得錫品位約為6%、錫回收率約為50%的錫精礦，這不僅影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且造成資源的浪費(fèi)。因此，提高錫精礦品位和回收率是選礦廠面臨的重大課題。

1 試樣性質(zhì)

1.1 試樣主要化學(xué)成分分析

試樣為現(xiàn)場銅硫浮選尾礦，主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果Table 1 Main chemical composition analysis of the sample %

從表1 可知，試樣錫品位為0.35%，有害雜質(zhì)元素鐵含量高達(dá)10.04%。

1.2 試樣主要礦物組成分析

試樣主要礦物組成見表2。

從表2 可知:試樣中的錫主要以錫石的形式存在，并有少量黝錫礦;硫化礦物為少量殘余的磁黃鐵礦、黃鐵礦等;值得關(guān)注的是，試樣中的主要含鐵礦物鈣鐵輝石含量高達(dá)25.04%，該礦物密度大、可浮性好;試樣中的含鈣脈石礦物方解石、螢石等不僅含量高，而且可浮性良好，這些脈石礦物將影響細(xì)粒錫石的回收。

表2 試樣主要礦物組成分析結(jié)果Table 2 Main mineral composition analysis of the sample %

1.3 試樣中錫石的嵌布特征

試樣中錫石的嵌布方式主要有3 種:①呈自形—他形粒狀嵌布于透輝石和石英等脈石礦物中，重選分離困難，見圖1(a)、圖1(b);②錫石與黃銅礦、黃鐵礦密切共生，或被黃銅礦、黃鐵礦包裹，見圖1(c);③錫石呈自形—半自形晶嵌布于褐鐵礦中，見圖1(d)。

試樣中錫石的嵌布粒度較細(xì)(原礦石在－0.074 mm 占65% 的情況下，錫石的解離度不到80%;在－0.043 mm 占75% 的情況下，錫石的解離度達(dá)90%)，試樣粒度篩析結(jié)果見表3。

圖1 錫石的嵌布形式Fig.1 Disseminated form of cassiterite

從表3 可知，74.11%的錫石分布在－0.043 mm粒級(jí)中，尤其－0.02 mm 粒級(jí)仍分布有25.47%的錫石，該粒級(jí)錫石重選工藝難以有效回收。

表3 試樣粒度篩析結(jié)果Table 3 Particle size sieve analysis results of the sample

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 浮選試驗(yàn)

2.1.1 條件試驗(yàn)

2.1.1.1 抑制劑GYP 用量試驗(yàn)

探索試驗(yàn)表明，GYP 較水玻璃有更好的抑制效果，這是因?yàn)樵阱a石的浮選中GYP 能吸附在含鈣、鐵脈石礦物表面，與表面的鈣、鐵離子生成絡(luò)合物，減少脈石礦物與陰離子捕收劑作用的機(jī)會(huì)，從而起到選擇性抑制含鈣、鐵脈石礦物的效果。因此，對(duì)GYP 進(jìn)行了用量試驗(yàn)。試驗(yàn)采用1 次粗選流程，試驗(yàn)固定捕收劑GYS 用量為800 g/t，輔助捕收劑P86 用量為100 g/t，起泡劑2 號(hào)油用量為10 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 抑制劑GYP 用量結(jié)果Fig.2 Test results on dosage of GYP

從圖2 可知，隨著GYP 用量的增大，錫粗精礦錫品位先升后降，錫回收率先維持在高位后明顯下降。當(dāng)GYP 用量為100 g/t 時(shí)，錫粗精礦錫品位和錫回收率均處在最高位，因此，確定GYP 的粗選用量為100 g/t。

2.1.1.2 GYS 用量試驗(yàn)

錫石浮選的捕收劑主要分為磷酸類、砷酸類、烷基磺化琥珀鹽類、羥肟酸類［6］。曾經(jīng)在工業(yè)上應(yīng)用的甲苯砷酸、苯乙烯磷酸等由于毒性大，對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重，逐漸被取消［7］。而烷基磺化琥珀鹽類捕收劑浮選錫石的礦漿必須在pH=2 ～3 的區(qū)間才能取得較好的指標(biāo)［8］，這無疑會(huì)對(duì)浮選設(shè)備造成極大的腐蝕。廣州有色金屬研究院自主研發(fā)的錫石高效捕收劑GYS 具有毒性小、選擇性高等優(yōu)勢，與輔助捕收劑P86 組合使用，通過正協(xié)同效應(yīng)，在弱堿性環(huán)境中就能實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)粒錫石的有效回收。GYS 用量試驗(yàn)采用1 次粗選流程，試驗(yàn)固定GYP 用量為100 g/t，P86 為100 g/t，2 號(hào)油為10 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 GYS 用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Test results on dosage of GYS

從圖3 可知，隨著GYS 用量的增大，錫粗精礦錫品位呈先慢后快的下降趨勢，錫回收率呈先快后慢的上升趨勢。綜合考慮，確定GYS 的粗選用量為800 g/t。

2.1.1.3 P86 試驗(yàn)

輔助捕收劑P86 不僅能強(qiáng)化GYS 在錫石礦物表面的作用，而且能減少GYS 的用量，但是P86 與錫石礦物表面作用較為緩慢，因此在GYP 用量為100 g/t，GYS 為800 g/t，2 號(hào)油10 g/t 的情況下，采用1次粗選流程進(jìn)行了P86 用量試驗(yàn)，并在確定的P86 用量情況下進(jìn)行了P86 作用時(shí)間試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分別見圖4、圖5。

圖4 P86 用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Test results on dosage of P86

從圖4 可知:在不添加P86 的情況下，雖然錫粗精礦錫品位較高，但錫回收率僅為56.95%;隨著P86用量的增大，錫粗精礦錫品位下降、錫回收率上升。綜合考慮，確定P86 的粗選用量為100 g/t，對(duì)應(yīng)的錫粗精礦錫回收率為77.08%。

從圖5 可知:加入P86 后，隨著攪拌時(shí)間的延長，錫粗精礦錫品位和錫回收率先顯著上升后維持在高位。因此，確定加入P86 后的攪拌時(shí)間為10 min，這顯著長于加入其他藥劑所需要的攪拌時(shí)間。

2.1.2 浮選閉路流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了浮選閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表4，浮選錫精礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表5。

圖6 閉路浮選試驗(yàn)流程Fig.6 The closed circuit process of flotation tests

表4 閉路浮選試驗(yàn)結(jié)果Table 4 The results of closed circuit process of flotation tests %

表5 浮選錫精礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果Table 5 Main chemical composition analysis of tin concentrate from flotation %

從表4 可知，采用圖6 所示的浮選閉路流程處理試樣，可獲得錫品位為8.26%、錫回收率為83.51%的浮選錫精礦。

從表5 可知，浮選錫精礦中SiO2、CaO 等含量均較高，分別達(dá)23.16%和9.36%。結(jié)合試樣礦物組成成分分析，浮選錫精礦中的這些雜質(zhì)成分主要以方解石、螢石以及輝石的形式存在，其密度與錫石有較大差異，因此，可通過重選工藝對(duì)浮選錫精礦進(jìn)行進(jìn)一步的提質(zhì)降雜。

2.2 浮選錫精礦搖床精選試驗(yàn)

浮選錫精礦采用1 次搖床重選工藝處理，6－S 云錫型搖床的沖程為12 mm，沖次為360 次/min，床面橫向和縱向傾角分別為5°和3°，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表6 浮選錫精礦搖床重選試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Results of shaking table gravity separation on tin concentrate from flotation %

從表6 并結(jié)合4 可知，浮選錫精礦通過搖床精選，可獲得錫品位為40.70%、作業(yè)回收率為82.56%、對(duì)試樣回收率為68.95%的重選精礦，以及錫品位為1.72%、作業(yè)回收率為17.44%、對(duì)試樣回收率為14.56%的重選尾礦，該重選尾礦可作為煙化工藝回收錫的原料。

3 結(jié) 論

(1)試樣為云錫個(gè)舊卡房公司銅硫浮選尾礦，錫品位為0.35%，主要以錫石的形式存在，與透輝石、石英、黃銅礦、黃鐵礦以及褐鐵礦等嵌布關(guān)系緊密，且嵌布粒度微細(xì)，原礦石在－0.043 mm 占75%的情況下，錫石的解離度達(dá)90%。試樣中殘余的磁黃鐵礦、黃鐵礦等硫化礦物含量較低，密度大、可浮性好的含鐵脈石礦物鈣鐵輝石含量高達(dá)25.04%，可浮性良好的含鈣脈石礦物方解石、螢石等含量也較高，這給錫石的浮選或重選回收帶來了較大的困難。

(2)采用1 粗2 精2 掃、中礦順序返回浮選流程處理該試樣，可獲得錫品位為8.26%、錫回收率為83.51%的浮選錫精礦;浮選錫精礦采用1 次搖床重選，可獲得錫品位為40.70%、回收率為68.95%的重選精礦，以及錫品位為1.72%、回收率為14.56%的重選尾礦，該重選尾礦可作為煙化工藝回收錫的原料。

［1］ 《礦產(chǎn)資源綜合利用手冊》編委會(huì). 礦產(chǎn)資源綜合利用手冊［M］.北京:科學(xué)出版社，2000.

Handbook of Comprehensive Utilization of Mineral Resources Edition Board.Handbook of Comprehensive Utilization of Mineral Resources［M］.Beijing:Science Press，2000.

［2］ 肖軍輝，樊珊萍，王 振，等.云南銅、錫、鐵多金屬尾礦綜合利用試驗(yàn)研究［J］.稀有金屬，2013，37(6):984-992.

Xiao Junhui，F(xiàn)an Shanping，Wang Zhen，et al. Comprehensive utilization research on polymetallic tailings with copper，tin and iron in Yunnan［J］. Chinese Journal of Rare Metals，2013，37(6):984-992.

［3］ 胡熙庚. 有色金屬硫化礦選礦［M］. 北京:冶金工業(yè)出版社，1987.

Hu Xigeng.Processing of Non-ferrous Metal Sulfide Ore［M］. Beijing:Metallurgical Industry Press，1987.

［4］ 莫 峰，何慶浪，蘭希雄.都龍礦區(qū)細(xì)粒錫石浮選實(shí)驗(yàn)研究［J］.礦冶工程，2012(4):59-61.

Mo Feng，He Qinglang，Lan Xixiong.Experimental research on flotation of fine-grain cassiterite from Dulong Mine［J］.Mining and Metallurgical Engineering，2012(4):59-61.

［5］ 董天頌.提高車河選廠選礦指標(biāo)的研究［J］. 廣東有色金屬學(xué)報(bào)，1993(1):8-14.

Dong Tiansong.On improvement of the mineral processing results in Chehe Concentrator［J］. Journal of Guangdong Non-ferrous Metals，1993(1):8-14.

［6］ 羅建中.連苯三酚調(diào)整難選錫石浮選行為的研究［J］. 礦冶工程，1990(4):28-31.

Luo Jianzhong.A study on effect of pyrogallol on flotation of refractory cassiterite［J］. Mining and Metallurgical Engineering，1990(4):28-31.

［7］ 張 慧.組合捕收劑浮選細(xì)粒錫石作用機(jī)理及應(yīng)用研究［D］.長沙:中南大學(xué)，2010.

Zhang Hui.Study on Mechanisms and Application of Combined Collectors in Fine Cassiterite Flotation［D］.Changsha:Central South University，2010.

［8］ 劉 杰，韓躍新，朱一民，等. 細(xì)粒錫石選礦技術(shù)研究進(jìn)展及展望［J］.金屬礦山，2014(10):76-81.

Liu Jie，Han Yuexin，Zhu Yimin，et al.Research status and prospective on separation technology of fine cassiterite［J］. Metal Mine，2014(10):76-81.