錫礦泥浮選工藝研究及工業(yè)化應(yīng)用①

汪 泰， 胡 真， 何名飛， 姚艷清， 楊凱志

（1.廣東省資源綜合利用研究所，廣東 廣州510650； 2.稀有金屬分離與綜合利用國家重點實驗室，廣東 廣州510650； 3.廣東省礦產(chǎn)開發(fā)與綜合利用重點實驗室，廣東 廣州510650）

隨著易采易選的砂錫礦開采殆盡，復(fù)雜難選錫多金屬硫化礦成為今后錫金屬重要來源，但是該類資源普遍存在硫含量高、礦泥含量高、錫嵌布粒度較細(xì)等特點，細(xì)粒錫石回收效果差。 以我國云南都龍［1］等國內(nèi)大型錫礦床為例，礦石中-0.02 mm 細(xì)粒錫石高達(dá)70%以上，而重選設(shè)備對-0.037 mm 微米粒級回收率不到20%［2］，浮選是回收細(xì)粒礦物的有效方法。 因此，研究錫礦泥浮選對細(xì)粒難選錫資源的開發(fā)、提高錫資源利用率具有重要意義。

本文以某錫礦泥為研究對象，開展了錫石選礦試驗研究，并進(jìn)行了工業(yè)試驗，為微細(xì)粒錫石高效開發(fā)提供了技術(shù)支撐。

1 礦石性質(zhì)

對錫礦泥進(jìn)行了化學(xué)多元素分析，結(jié)果見表1。從表1 可知，錫礦泥中Sn 品位0.58%，但S 品位達(dá)到0.63%，Cu、Pb 和Zn 含量較低，綜合回收價值不高。SiO2和Al2O3含量分別為64.30%和18.33%。 礦物測定結(jié)果顯示，主要脈石為石英和電氣石，以及絹云母、綠泥石、長石和高嶺石等易泥化礦物。

表1 錫礦泥多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）／%

對錫礦泥進(jìn)行了篩水析試驗，結(jié)果見表2。 結(jié)果表明，該錫礦泥中-0.005 mm 微細(xì)粒級產(chǎn)率高達(dá)46.50%，錫金屬占有率為29.23%。 然而，大量礦泥的存在不僅會消耗浮選藥劑，而且影響浮選精礦品位，干擾錫石浮選指標(biāo)。 因此，選錫前需要考慮微細(xì)礦泥的脫除。

表2 錫礦泥篩水析試驗結(jié)果

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 原則流程的確定

重選對-0.037 mm 粒級錫礦泥的回收率僅為20%左右，而通常浮選作業(yè)回收率能達(dá)到重選的3 倍。 近年來，錫石浮選在云南都龍、個舊大屯選廠等地得到應(yīng)用，但是受浮選藥劑成本以及浮選藥劑綠色環(huán)保等因素制約，錫石浮選還未能實現(xiàn)大規(guī)模推廣實施。 本礦石具備易泥化礦物含量高、含鈣鎂礦物多等特征，加上硫化礦浮選作業(yè)殘留了被抑制的硫化礦等因素，導(dǎo)致選錫難度大。 有研究表明，脫泥作業(yè)的流程結(jié)構(gòu)、設(shè)備選擇和粒度界限，以及硫化物含量對錫石浮選指標(biāo)的影響尤為顯著［3］。 因此，微細(xì)粒錫石浮選需要解決3個關(guān)鍵問題：一是選錫前的脫泥；二是硫化物的脫除；三是錫浮選高效藥劑篩選，包括鈣鎂礦物高效抑制劑以及綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效的錫捕收劑。 這也是錫石浮選工業(yè)實踐推廣的關(guān)鍵。

綜上所述，本試驗確定了“脫泥?浮硫?浮錫”的原則流程回收微細(xì)粒錫石。

2.2 選擇性絮凝脫泥

錫礦泥中-0.005 mm 粒級含量占46.50%，-0.01＋0.005 mm 粒級產(chǎn)率達(dá)到19.48%，累計高達(dá)65.98%，金屬量達(dá)到49.64%。 因此，脫泥作業(yè)需要考慮如何將微細(xì)粒級礦泥選擇性脫除，同時盡可能減少錫在礦泥中的損失。 近年來，選擇性絮凝脫泥在微細(xì)粒礦泥脫除方面取得了一定進(jìn)展［4-5］，脫泥效果好。 對此，本文采用分散劑水玻璃增加石英、綠泥石、絹云母等礦物表面電荷的排斥力，使錫礦泥呈穩(wěn)定的懸浮分散狀態(tài)；然后加入選擇性絮凝劑GX（自主研發(fā)的改性聚丙烯酰胺類絮凝劑），將錫石等目的礦物有選擇地絮凝，最后通過旋流器脫除微細(xì)粒礦泥。 本文對選擇性絮凝劑GX用量進(jìn)行了研究，試驗流程見圖1，結(jié)果見圖2。

圖1 選擇性絮凝脫泥試驗流程

圖2 選擇性絮凝脫泥試驗結(jié)果

從圖2 可知，未添加GX 時，脫除礦泥產(chǎn)率為58.50%，礦泥中錫金屬占有率高達(dá)41.63%；當(dāng)GX 用量為30 g／t 時，可以脫除產(chǎn)率48.75%礦泥，錫金屬占有率也降至31.09%，表明選擇性絮凝脫泥效果明顯優(yōu)于常規(guī)脫泥。

針對脫泥后的旋流器沉砂進(jìn)行了篩水析試驗，結(jié)果見表3。 從表3 可知，旋流器沉砂中-0.005 mm 粒級含量從46.50%降至11.54%，金屬占有率降至5.70%，表明選擇性絮凝脫泥工藝可以將-0.005 mm 微細(xì)粒級有效脫除，為后續(xù)錫石浮選提供了良好條件。

表3 旋流器沉砂篩水析結(jié)果

2.3 脫硫?qū)﹀a石浮選的影響

由于硫化礦物具有良好的可浮性，在錫石浮選之前必須脫除硫化礦物［6］，一方面減少硫化礦物對錫石浮選藥劑的消耗，二是盡量消除硫化礦物對錫精礦品質(zhì)的影響。 為此，進(jìn)行了浮選脫硫試驗研究，試驗流程如圖3 所示，結(jié)果見表4。

圖3 浮選脫硫試驗流程

表4 浮選脫硫試驗結(jié)果

從表4 可知，在給礦S 品位0.67%情況下，脫硫后尾礦S 品位降至0.20%，脫硫率為71.75%，錫在硫精礦中損失率為1.28%，表明浮選脫硫為后續(xù)錫石浮選以及降低錫精礦含硫量奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.4 捕收劑對錫石浮選指標(biāo)的影響

錫細(xì)泥傳統(tǒng)的捕收劑可分為膦酸、胂酸、脂肪酸、羥肟酸、烷基磺化琥珀酰胺酸鹽等幾大類［7-8］。 水楊羥肟酸類錫石浮選捕收劑具有毒性小、選擇性高等優(yōu)勢，與輔助捕收劑磷酸三丁酯組合使用，能發(fā)揮正協(xié)同效應(yīng)，在弱堿性環(huán)境中就能實現(xiàn)細(xì)粒錫石有效回收。為此，試驗采用抑制鈣鎂礦物的無機(jī)鹽GLP 作為調(diào)整劑，磷酸三丁酯作輔助捕收劑，考察了水楊羥肟酸類捕收劑GXH 用量對錫石浮選指標(biāo)的影響，試驗流程如圖4 所示，結(jié)果見圖5。

圖4 捕收劑用量試驗流程

圖5 捕收劑GXH 用量對錫石浮選指標(biāo)的影響

從圖5 可知，增加GXH 用量對于提高錫回收率效果是有利的，當(dāng)用量為700 g／t 時，錫作業(yè)回收率可以達(dá)到78.06%；繼續(xù)增加用量時，回收率基本趨于穩(wěn)定，但錫品位下降明顯，因此，GXH 用量700 g／t 為宜。

2.5 全流程試驗

在條件試驗基礎(chǔ)上，開展了“脫泥?浮硫?浮錫”全流程試驗，試驗流程如圖6 所示，結(jié)果見表5。 從表5可知，在錫給礦品位0.59%的情況下，可獲得錫精礦

圖6 脫泥?浮硫?浮錫全工藝試驗流程

表5 脫泥?浮硫?浮錫全工藝試驗結(jié)果

Sn 品位6.80%、回收率54.70%（作業(yè)回收率80.41%）的技術(shù)指標(biāo)，實現(xiàn)了微細(xì)粒錫石的有效回收。

2.6 錫石浮選工業(yè)驗指標(biāo)

基于小型試驗研究結(jié)果，錫石浮選工業(yè)試驗在規(guī)模700 t／d 浮選廠進(jìn)行。 錫礦泥經(jīng)脫泥后，沉砂浮選脫硫，浮硫尾礦采用“一粗三精三掃”工藝獲得錫精礦和浮錫尾礦，進(jìn)行了3 天共9 個班的穩(wěn)定工業(yè)試驗，并在此期間進(jìn)行了流程考查，將錫石浮選工業(yè)試驗結(jié)果與小型浮選閉路試驗結(jié)果進(jìn)行了對比，詳見表6。

表6 錫石浮選指標(biāo)對比結(jié)果

從表6 可知，工業(yè)試驗在入選錫品位0.85%的情況下，獲得了錫精礦Sn 品位6.59%、作業(yè)回收率79.57%的技術(shù)指標(biāo)，且與流程考查指標(biāo)、小型浮選閉路試驗基本吻合，驗證了錫石浮選工藝流程的穩(wěn)定性和可靠性。

3 結(jié) 論

1） 針對-0.005 mm 粒級產(chǎn)率高達(dá)46.50%錫礦泥，采用選擇性絮凝劑GX，選擇絮凝錫石等目的礦物，然后通過旋流器脫除微細(xì)粒脈石，較常規(guī)脫泥工藝，大大減少了錫在礦泥中的損失，同時為錫石浮選創(chuàng)造了良好的浮選環(huán)境。

2） 水楊羥肟酸類捕收劑GXH 與磷酸三丁酯組合使用對細(xì)粒錫石具有良好的選擇性，在錫給礦品位0.83%的情況下，可獲得錫精礦Sn 品位6.80%、作業(yè)回收率80.41%的技術(shù)指標(biāo)，在700 t／d 規(guī)模錫石浮選廠進(jìn)行工業(yè)試驗，取得了與小型試驗基本一致的技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)一步驗證了該浮選工藝流程的穩(wěn)定性和可靠性。