微細(xì)粒錫石選別的研究進(jìn)展及思考建議

盧致明，韓 彬

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

錫是一種具有眾多優(yōu)良特性的有色金屬，有著廣泛的用途。我國(guó)錫選別歷史悠久，粗粒級(jí)的錫石選別技術(shù)已處于國(guó)際領(lǐng)先水平。但隨著錫礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，入選品位的日益貧化，嵌布粒度的越來(lái)越細(xì)，且錫石性脆易碎，導(dǎo)致了解離后的錫石粒度小，礦泥含量高，重選不能對(duì)其高效經(jīng)濟(jì)的回收。此外，微細(xì)粒級(jí)中的錫金屬分布率一般較高，目前的選別方法不能對(duì)其很好的分離與富集，因此，微細(xì)粒錫石選別被認(rèn)為是世界性的選礦難題[1-4]。

本文評(píng)述了微細(xì)粒錫石選別的研究進(jìn)展，總結(jié)了微細(xì)粒錫石重選新設(shè)備及細(xì)粒錫石浮選新技術(shù)，分析了微細(xì)粒錫石資源的特點(diǎn)并提出了微細(xì)粒錫石選別的幾點(diǎn)思考和建議，以供參考。

1 微細(xì)粒錫石選別的研究進(jìn)展

錫石的選別方法主要由其自身的物理、化學(xué)特性所決定，由于錫石與脈石礦物的比重存在較大的差異，自古以來(lái)重選就是回收錫石的主要方法。此外，錫石晶體表面或晶格內(nèi)含有不同的雜質(zhì)元素，而使錫石浮游性減弱或磁性增強(qiáng)，例如：錫石的磁性來(lái)源于其晶格中鐵離子。因此，錫石分選回收的選礦方法還有浮選和磁選。下面對(duì)近年來(lái)細(xì)粒錫石在重選和浮選的研究進(jìn)展進(jìn)行評(píng)述。

1.1 重選技術(shù)研究進(jìn)展

細(xì)粒錫石在重選的研究主要集中在重選的新型設(shè)備上，目前研究比較集中在離心選礦機(jī)、礦泥搖床、皮帶溜槽、懸振錐面選礦機(jī)以及一些新型的流膜或復(fù)合立場(chǎng)的新設(shè)備。

喻堅(jiān)意[5]對(duì)回收-10μm粒級(jí)錫石的新設(shè)備、新方法和新工藝進(jìn)行了概述。其中SL型射流離心選礦機(jī)就是一種有效回收微細(xì)粒級(jí)錫石的新設(shè)備，其對(duì)錫石的回收粒度下限降低為3μm～5μm。采用該設(shè)備對(duì)含錫0.46%、-10μm占80.00%的微細(xì)粒錫礦泥進(jìn)行選別，獲得錫粗精礦品位5.25%，回收率52.14%的選礦產(chǎn)品。蒙德榮[6]等人對(duì)給礦含錫0.25%的錫礦泥采用800mm逆流連續(xù)排礦離心機(jī)+皮帶溜槽設(shè)備組合進(jìn)行研究，得到含錫品位4.154%，作業(yè)回收率平均為42.50%的富中礦。與原流程相比（原流程產(chǎn)錫品位30.00%的精礦產(chǎn)品），采用該組合設(shè)備作業(yè)回收率提高18.53%。

懸振錐面選礦機(jī)采用斜面流膜選礦方式，降低回收的礦物粒級(jí)下限低，對(duì)于-0.037+0.019mm粒級(jí)礦物選別效果較好。蒙自白牛選礦廠錫作為鉛鋅的伴生資源，在鉛鋅選別后，采用單一重選流程選別，效果不佳，回收率僅為38%左右，主要原因是錫金屬分布主要集中在-0.045mm粒級(jí)，細(xì)粒錫石回收率非常低。肖日鵬、楊波等人[7]采用懸振錐面選礦機(jī)對(duì)蒙自白牛選礦廠尾礦進(jìn)行錫選別研究，采用搖床選別粗粒級(jí)錫石+懸振錐面選礦機(jī)選別細(xì)粒錫石，有效的提高錫回收率8-10個(gè)百分點(diǎn)。Reichert選礦機(jī)[8]是基于傾斜平面流膜床的原理進(jìn)行工作的，其常用來(lái)進(jìn)行細(xì)粒級(jí)物料的分選，Ardlethan錫石選礦廠使用該設(shè)備分選-0.168mm至+0.043mm粒級(jí)的礦石，在原礦含錫0.4%的條件下，得到錫精礦的回收率為80%。

應(yīng)用重選分離細(xì)粒級(jí)錫石的設(shè)備，目前除了懸振錐面選礦機(jī)以及組合使用臥式離心機(jī)和皮帶溜槽取得了較好的效果外，還未有其他成功的案例?？傊?，重選回收微細(xì)粒級(jí)錫石仍是一個(gè)世界性的難題，也是廣大科研工作者研究的方向之一。

1.2 浮選技術(shù)研究進(jìn)展

針對(duì)重選選別微細(xì)粒錫石回收率偏低的問題，多年以來(lái)，選礦工作者對(duì)細(xì)粒錫石浮選工藝做了大量的研究工作，在細(xì)粒錫石浮選基礎(chǔ)理論研究、藥劑研發(fā)和浮選技術(shù)研究等方面取得了很大進(jìn)步，也證明了細(xì)粒錫石浮選回收效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于重選，通過(guò)廣大選礦工作者的努力，近年來(lái)細(xì)粒錫石浮選取得了一定的成果，也研發(fā)了一系列新技術(shù)。

云南都龍礦區(qū)屬于銅鋅錫復(fù)雜多金屬礦，礦石性質(zhì)復(fù)雜難選，其中錫石嵌布粒度細(xì)（-37μm粒級(jí)含量達(dá)70%以上），建廠以來(lái)一直采用單一的搖床重選工藝流程進(jìn)行選錫，錫石回收率偏低，僅45%左右，主要原因是單一的搖床工藝對(duì)-37μm的細(xì)粒級(jí)錫石回收效果較差。蘭希雄等人[9-10]對(duì)該礦區(qū)的細(xì)粒錫石浮選做了詳細(xì)的研究，采用高效的旋流器組和進(jìn)行脫泥和捕收能力、選擇性能較好的JSY-19和yt-1捕收劑，成功攻克了細(xì)粒錫石浮選工藝藥劑制度、高效脫泥、除硫除鐵等關(guān)鍵技術(shù)并進(jìn)行了實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，達(dá)到了高效回收細(xì)粒錫石的效果，錫綜合回收率提高了10個(gè)百分點(diǎn)左右。

溶氣浮選(DAF)是在壓力下將空氣溶解于水或者礦漿中,再通過(guò)減壓使礦漿析出的細(xì)小氣泡攜帶微細(xì)礦粒目的礦物進(jìn)行浮選的方法。由溶氣產(chǎn)生的微泡與常規(guī)的壓縮空氣或攪拌析出空氣產(chǎn)生的氣泡要小一個(gè)數(shù)量級(jí)，能與微細(xì)粒目的礦物產(chǎn)生很好的吸附作用，因此適用于微細(xì)粒礦物的浮選。英國(guó)的R.J.Gochin[11]等人對(duì)溶氣浮選進(jìn)行了詳細(xì)的研究，研究表明溶氣浮選對(duì)微細(xì)粒錫石具有很好的效果，與一般浮選相比，錫的回收率和精礦品位都有大幅度的提高，證明了溶氣浮選回收細(xì)粒錫石是一種很好的浮選新技術(shù)。

載體浮選又稱背負(fù)浮選或乳化浮選，是選別微細(xì)粒礦物有效的方法之一。其基本原理是以粗礦粒為載體，背負(fù)微細(xì)粒礦物，使其黏附在粗粒礦物表面，然后用常規(guī)泡沫浮選法進(jìn)行分離。作為載體的粗粒礦物，可以是異類礦物，也可以是同類礦物。載體浮選最早應(yīng)用于高嶺土提純，是20世紀(jì)60年代美國(guó)的菲利普礦物和藥劑公司研發(fā)。近年來(lái)對(duì)載體浮選的研究進(jìn)展很快，除了在粘土除雜領(lǐng)域外，在選別細(xì)粒錫石、細(xì)粒金等領(lǐng)域已得到了應(yīng)用。秦華偉等人[12]對(duì)分支載體浮選應(yīng)用于錫細(xì)泥選別的試驗(yàn)研究，取得了良好的效果。

絮凝浮選是指在浮選時(shí)加入高分子化合物，在特定介質(zhì)條件下使有用礦物或脈石礦物進(jìn)行選擇性的絮凝成小團(tuán)，然后加入捕收劑將其浮出的方法。主要包括了選擇性絮凝浮選和剪切絮凝浮選兩種。其中高分子化合物主要有聚丙烯酰胺、淀粉及其改性后的水解產(chǎn)物等。田忠誠(chéng)[13]等對(duì)某錫礦-19μm微細(xì)粒錫石重選尾礦的進(jìn)行了絮凝-浮選試驗(yàn)研究，油酸作為錫石浮選捕的收劑，以腐植酸鈉和氫氧化鈉按一定比例組合作為選擇性絮凝劑，通過(guò)絮凝-浮選方法可得回收率60.26%，錫品位2.18%的錫粗精礦（原礦含錫0.15%左右）。

細(xì)粒錫石浮選工藝經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)，已在部分地區(qū)成功實(shí)現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，也取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，說(shuō)明細(xì)粒錫石浮選工藝有良好的推廣應(yīng)用前景，但細(xì)粒錫石浮選仍存在很多技術(shù)問題，錫石浮選技術(shù)仍然是目前選礦工作者研究細(xì)粒錫石回收的重點(diǎn)。

2 微細(xì)粒錫石選別的特點(diǎn)及建議

2.1 微細(xì)粒錫石資源特點(diǎn)

微細(xì)粒錫石浮選資源存在以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）品位低。微細(xì)粒錫石資源多數(shù)存在錫石重選尾礦中，因此錫的品位較低，含量一般僅為0.12%～0.5%。

（2）共伴生元素多，組分復(fù)雜。我國(guó)錫資源大多數(shù)與其他有價(jià)元素共伴生，其組分非常復(fù)雜。共生及伴生的礦產(chǎn)資源有鋅、銅、鉛、鈮、鉭、鎢、銻、鉬、銀、銦、鐵、硫、鎵、鍺、鎘，以及滑石、方解石、云母、螢石、透閃石等。其中以單一礦產(chǎn)形式出現(xiàn)的錫礦山只占錫資源礦山12%，作為主礦產(chǎn)的錫礦占全國(guó)儲(chǔ)量的66%，做為共伴生的錫礦占全國(guó)總儲(chǔ)量的22%。

（3）含泥量大。大多數(shù)錫資源經(jīng)過(guò)多次磨礦選別后，產(chǎn)生大量的次生礦泥，有些礦山礦物中泥質(zhì)成分含量高，綠泥石、滑石等含量超過(guò)30%，大量的礦泥不僅給硫化礦的浮選帶來(lái)惡劣的影響，同時(shí)也干擾重選過(guò)程中錫石的分選，特別是影響錫石浮選工藝的效率。

（4）錫石嵌布粒度細(xì)，分散率較高。例如全國(guó)錫資源儲(chǔ)量第三的都龍礦區(qū)，礦石中錫石嵌布粒度微細(xì)，55%以上的錫石粒度小于0.02毫米，磨礦產(chǎn)品中-37μm粒級(jí)含量達(dá)45%以上。錫石回收率低的主要原因是-37μm的微細(xì)粒級(jí)錫石回收效果差。此外，錫石分散率較高，細(xì)粒級(jí)錫石主要嵌布在硫化礦物中，粗粒級(jí)錫石則主要嵌布在脈石礦物中，導(dǎo)致錫石容易在硫化礦和脈石中損失。

2.2 思考及建議

實(shí)現(xiàn)細(xì)粒級(jí)錫石的高效回收，需解決以下4個(gè)關(guān)鍵問題：

（1）預(yù)先脫除可浮性好的硫化礦物。由于脫硫不徹底，微細(xì)粒級(jí)錫石與硫化鐵重礦物及錫石連生體的可選性相近，給選錫作業(yè)帶來(lái)較大干擾；錫石與硫化物比重接近，導(dǎo)致床面分帶不清，精礦帶混入大量硫、鐵等重礦物，嚴(yán)重影響重選分選效率和錫精礦品位。因此，有效脫除硫化物是錫重選、浮選的前提和關(guān)鍵。

（2）預(yù)先脫除與比重較大的鐵礦物。鐵礦物對(duì)錫石浮選影響很大，會(huì)消耗大量的浮選藥劑，隨著錫粗精礦上浮嚴(yán)重影響精礦品位。此外，由于鐵礦物比重與錫石接近，入選物料中含量較多的鐵礦物會(huì)干擾并影響重選錫精礦品位。

（3）預(yù)先脫除入選物料中的礦泥。大多數(shù)錫資源經(jīng)過(guò)多次磨礦選別后，產(chǎn)生大量的次生礦泥，有些礦山礦物中泥質(zhì)成分含量高，綠泥石、滑石等含量超過(guò)30%，大量的礦泥不僅給硫化礦的浮選帶來(lái)惡劣的影響，同時(shí)也干擾重選過(guò)程中錫石的分選，特別是影響錫石浮選工藝的效率。

（4）預(yù)先隔除粗粒級(jí)，細(xì)粒窄粒級(jí)分選。無(wú)論是新型重選設(shè)備還是錫石浮選，對(duì)物料的入選粒度有著嚴(yán)格的要求，入選細(xì)度過(guò)粗會(huì)影響重選分選過(guò)程以及錫石浮選泡沫的狀態(tài)，進(jìn)而大大降低錫石作業(yè)回收率，因此，隔除粗粒是錫石浮選的必要條件，實(shí)踐研究證明，錫石浮選粒級(jí)控制在-0.037mm占65-80%為宜。

3 研究的方向

目前，微細(xì)粒錫石選別的規(guī)律和基礎(chǔ)理論的研究相對(duì)較少，且錫的選礦仍以重選為主，細(xì)粒級(jí)的錫石仍不能高效經(jīng)濟(jì)回收。如何提高浮選藥劑的捕收性能和選擇性、實(shí)現(xiàn)錫石與脈石礦物的深度富集與高效分離，如何提高微細(xì)粒錫石的重選和浮選的回收率等，仍將是今后的重點(diǎn)研究課題。在此提出兩點(diǎn)研究方向：

（1）加強(qiáng)對(duì)捕收劑、調(diào)整劑的研究。微細(xì)粒錫石浮選對(duì)浮選藥劑提出了更高的要求。研究開發(fā)環(huán)保、高效、選擇性好的浮選藥劑，或者利用現(xiàn)有藥劑組合提高細(xì)粒錫石的分選效率，是細(xì)粒錫選礦的重要研究方向。此外，錫石的活化劑和脈石的抑制劑同樣具有重要的作用。

（2）加強(qiáng)對(duì)高效浮選設(shè)備和復(fù)合力場(chǎng)重選設(shè)備的研究。采用浮選分選時(shí)，一般浮選機(jī)的攪拌強(qiáng)度、礦漿的循環(huán)方式、起泡大小和數(shù)量均不能滿足微細(xì)粒錫石的選別。采用重選分選時(shí)，由于粒度細(xì)，粘滯阻力增加，沉降速度下降，輕重礦物的速度差減小，搖床選別效果較差；若依靠各種剪切運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生拜格諾力進(jìn)行分選，其單位面積的處理能力又太小，成本較高。因此，強(qiáng)化重選過(guò)程，對(duì)復(fù)合立場(chǎng)選礦設(shè)備和高效浮選設(shè)備的研發(fā)是今后研究的一個(gè)方向。