高效抑制劑在微細(xì)粒錫石浮選工藝中的試驗(yàn)研究

莫 峰 謝 賢 童 雄 歐樂明 蘭希雄

(1.昆明理工大學(xué) 國土資源工程學(xué)院，昆明 650093；2.云南錫業(yè)股份有限公司大屯錫礦，云南 紅河 654400；3.中南大學(xué) 資源與生物工程學(xué)院，長沙 410083；4.云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701)

云南文山都龍鋅錫多金屬礦區(qū)，富含有錫、銅、鋅、鐵、銦、銀等多種有價(jià)金屬資源，其中錫資源儲(chǔ)量超過30萬t，含錫礦物主要以錫石為主。但是由于其中的錫石嵌布粒度微細(xì)，礦石含泥量高，多金屬回收造成部分錫石損失，最終導(dǎo)致錫石綜合回收率偏低。近十年來，針對(duì)微細(xì)粒級(jí)-37+10 μm錫石采用重選工藝回收率偏低的問題，采用脫泥+浮選工藝對(duì)微細(xì)粒級(jí)錫石(原礦含錫0.2%～0.4%)進(jìn)行處理，獲得錫石浮選作業(yè)回收率超過70%，浮選精礦含錫超過8%的較好指標(biāo)，并在生產(chǎn)中進(jìn)行全面推廣應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著[1-4]。為進(jìn)一步提高錫石浮選的精礦品位，提升錫石浮選技術(shù)的產(chǎn)品競爭力和經(jīng)濟(jì)效益，本文主要研究應(yīng)用一種新型高效抑制劑，減少進(jìn)入浮選精礦的雜質(zhì)，特別是減少含鎂脈石礦物和礦泥進(jìn)入精礦的幾率，從而提高精礦品位。

1 原礦性質(zhì)

現(xiàn)對(duì)該原生錫、銅、鋅多金屬礦石進(jìn)行多元素分析和礦物組成及含量測定，為下一步的技術(shù)研究工作提供參考依據(jù)。

1.1 化學(xué)多元素分析

礦物的化學(xué)多元素分析結(jié)果列于表1。由表1中結(jié)果可以看出，原礦中錫品位為0.31%，主要脈石成分是SiO2，其次是Al2O3、CaO、MgO和K2O，脈石總量為57.25%。

表1 礦物的主要元素組成

1.2 礦物組成及含量

礦物經(jīng)光學(xué)顯微鏡鏡下鑒定、X射線衍射分析、掃描電鏡分析檢測，采用MLA對(duì)-3 mm原礦中主要礦物的含量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果列于表2。綜合分析發(fā)現(xiàn)該礦的礦物組成種類十分復(fù)雜，金屬礦物主要是磁黃鐵礦和閃鋅礦，其次為黃銅礦、黃鐵礦、錫石和毒砂，偶見斑銅礦、銅藍(lán)、方鉛礦、輝銀礦、磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、鈦鐵礦和金紅石零星分布；非金屬礦物以綠泥石和云母(包括金云母、黑云母和白云母)為主，其次是角閃石、輝石、石英、鉀長石、滑石、方解石、白云石、螢石、黝簾石、綠簾石、石榴石和榍石，其他微量礦物尚見硅鎂石、鋯石、磷灰石、電氣石、獨(dú)居石和黃鉀鐵礬等。

表2 -3 mm原礦中主要礦物含量

2 技術(shù)方案確定

原礦石中脈石礦物種類繁多，主要可分為鎂質(zhì)和非鎂質(zhì)兩類，前者包括綠泥石、金云母、黑云母、角閃石、輝石、滑石、白云石和少量鐵滑石及蛇紋石，它們在礦石中合計(jì)含量達(dá)56.27%，而非鎂質(zhì)脈石(包括石英、鉀長石、白云母、絹云母、方解石、螢石、黝簾石、綠簾石和石榴石等)僅為23.01%，鎂質(zhì)礦物和非鎂質(zhì)礦物的含量比達(dá)2.45。由于礦石中鎂質(zhì)脈石含量高、分布廣泛，導(dǎo)致鎂質(zhì)脈石礦物容易進(jìn)入錫石浮選精礦產(chǎn)品中。因此，能否使錫石與鎂質(zhì)脈石得到有效分離是獲得較高品位錫精礦的關(guān)鍵。特別是錫石浮選藥劑一般采用的是氧化礦類捕收劑，對(duì)鎂質(zhì)脈石礦物也有一定的捕收效果，從而增加錫石與鎂質(zhì)脈石分離的難度。

錫石浮選給礦是該礦區(qū)內(nèi)原生錫、銅、鋅多金屬共生礦石經(jīng)過浮銅—浮鋅—粗細(xì)分級(jí)之后，細(xì)粒級(jí)物料(-0.037 mm，分級(jí)溢流)經(jīng)過旋流器脫泥、浮選除硫和磁選除鐵處理所得。通過對(duì)現(xiàn)場錫石浮選粗精礦樣品MLA檢測分析發(fā)現(xiàn)，粗精礦中除錫石以外，其他金屬礦物僅磁黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦等鐵礦物較常見；非金屬礦物以滑石、角閃石、綠泥石、石榴石和黝簾石居多，次為輝石、云母、蛇紋石、石英、方解石等。本技術(shù)方案重點(diǎn)研究選擇合適的抑制劑，既能達(dá)到對(duì)微細(xì)粒礦石顆粒具有一定的分散作用，同時(shí)又能對(duì)含鎂和硅鋁酸鹽脈石礦物和礦泥有選擇性抑制作用，從而達(dá)到提高精礦品位的目的。

3 試驗(yàn)研究內(nèi)容及結(jié)果分析

試驗(yàn)取用的樣品是現(xiàn)場脫硫除鐵尾礦，即錫石浮選給礦，在本試驗(yàn)研究中統(tǒng)稱為原礦。首先對(duì)原礦樣品進(jìn)行調(diào)漿，加入碳酸鈉攪拌2 min調(diào)整礦漿pH值至8，然后加入KT-51活化錫石并攪拌調(diào)漿2 min，再加入錫石捕收劑和輔助捕收劑P86攪拌調(diào)漿5 min，之后通過分別添加四種不同抑制劑攪拌3 min調(diào)漿，進(jìn)行不同用量對(duì)比的浮選試驗(yàn)。四種抑制劑分別是木質(zhì)素、六偏磷酸鈉、水玻璃和OL-1C，具體試驗(yàn)情況如下。

3.1 抑制劑選擇實(shí)驗(yàn)

在現(xiàn)場藥劑條件下進(jìn)行抑制劑的種類和用量浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程和藥劑制度見圖1，試驗(yàn)中所用的捕收劑為現(xiàn)場制備的錫石浮選捕收劑。

圖1 抑制劑的種類和用量浮選試驗(yàn)流程

3.1.1 木質(zhì)素用量試驗(yàn)

木質(zhì)素用量試驗(yàn)結(jié)果見表3，由表中結(jié)果可知，當(dāng)木質(zhì)素用量為100～500 g/t時(shí)，隨著木質(zhì)素用量的增加，精礦中Sn、S和Fe的回收率總體呈現(xiàn)下降趨勢，Sn的品位呈先小幅上升后下降的趨勢，而MgO的品位和回收率均呈現(xiàn)升高的趨勢。由此說明木質(zhì)素對(duì)錫石有一定的抑制作用，對(duì)鎂質(zhì)脈石和礦泥沒有明顯抑制作用。

表3 木質(zhì)素用量試驗(yàn)結(jié)果

3.1.2 六偏磷酸鈉用量試驗(yàn)

六偏磷酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果見表4。由表中結(jié)果可知，當(dāng)六偏磷酸鈉用量為20～100 g/t時(shí)，隨著六偏磷酸鈉用量的增加，精礦產(chǎn)品中Sn品位和回收率呈急劇下降的趨勢，說明六偏磷酸鈉對(duì)錫石具有強(qiáng)烈的抑制作用；當(dāng)六偏磷酸鈉用量為20 g/t時(shí)，相對(duì)于用量為0 g/t時(shí)，精礦產(chǎn)品中Sn的品位提高了1.12個(gè)百分點(diǎn)，但回收率卻降低了17.77個(gè)百分點(diǎn)。精礦中S、MgO和Fe的品位均呈現(xiàn)升高的趨勢，其回收率均有所降低。說明六偏磷酸鈉對(duì)原礦中脈石有一定的抑制作用，但同時(shí)對(duì)錫石也有較強(qiáng)的抑制作用。

表4 六偏磷酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

3.1.3 水玻璃用量試驗(yàn)

水玻璃是方解石、石英等脈石的有效抑制劑，為了驗(yàn)證水玻璃對(duì)浮選指標(biāo)的影響，進(jìn)行了水玻璃用量試驗(yàn)，結(jié)果見表5。由表5中結(jié)果可知，當(dāng)添加100～300 g/t的水玻璃時(shí)，隨著水玻璃用量的增加，精礦產(chǎn)品中Sn、S、Fe的品位均呈下降趨勢，而回收率卻均在用量為200 g/t時(shí)最高；對(duì)比不添加和添加100 g/t的水玻璃，能使精礦中Sn品位從6.75%提高到7.92%，但回收率卻降低了16.18個(gè)百分點(diǎn)。

表5 水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果

3.1.4 新型抑制劑OL-1C用量和全流程開路試驗(yàn)

新型抑制劑OL-1C是由中南大學(xué)研發(fā)的一種多羥基糖類大分子新型高效脈石抑制劑，與硅酸鹽礦物表面極性基發(fā)生氫鍵作用而吸附，對(duì)硅酸鹽類礦物具有很好的分散和抑制作用。通過對(duì)比不同OL-1C用量，確定在粗選作業(yè)添加20 g/t、精選一作業(yè)添加2.5 g/t效果最佳。

重新進(jìn)行不添加和添加OL-1C全流程開路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖2，結(jié)果見表6。表中試驗(yàn)編號(hào)1#為不添加OL-1C的試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)編號(hào)2#為添加OL-1C的試驗(yàn)結(jié)果。由表中試驗(yàn)結(jié)果可知，粗選作業(yè)添加20 g/t、精選一作業(yè)添加2.5 g/t的OL-1C，相比于沒有添加OL-1C，精礦產(chǎn)品中MgO含量降低了2.03個(gè)百分點(diǎn)，含Sn品位提高了1.44個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)尾礦產(chǎn)品中損失Sn的回收率也降低了1.46個(gè)百分點(diǎn)。由此說明添加OL-1C有利于錫石浮選精礦品位和回收率的提高。

圖2 開路試驗(yàn)流程

表6 開路試驗(yàn)結(jié)果

3.2 添加OL-1C閉路驗(yàn)證試驗(yàn)

按照現(xiàn)場藥劑制度，對(duì)添加與不添加OL-1C分別進(jìn)行閉路試驗(yàn)，驗(yàn)證OL-1C的添加對(duì)浮選指標(biāo)的影響。閉路試驗(yàn)所取試驗(yàn)樣均為原礦礦漿樣，礦樣中已含有碳酸鈉和KT-51，因此在試驗(yàn)過程中不再添加。

閉路試驗(yàn)流程見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表7。表中試驗(yàn)編號(hào)1#為不添加OL-1C的試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)編號(hào)2#為添加OL-1C的試驗(yàn)結(jié)果。對(duì)比表中的試驗(yàn)結(jié)果可知，粗選添加OL-1C 20 g/t，精選作業(yè)添加5、2.5、2.5 g/t，相對(duì)于不添加OL-1C時(shí)，精礦中Sn品位提高了2.54個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)Sn的回收率也提高了0.74個(gè)百分點(diǎn)。由此進(jìn)一步驗(yàn)證說明添加OL-1C能對(duì)鎂質(zhì)脈石和礦泥進(jìn)行有效抑制，有利于錫石浮選精礦品位和回收率的提高。

圖3 閉路試驗(yàn)流程

表7 閉路試驗(yàn)結(jié)果

3.3 浮選速率試驗(yàn)

為了考察錫石浮選過程中，添加高效抑制劑的抑制效果，對(duì)浮選過程中Sn、S、MgO和Fe的浮選速率進(jìn)行試驗(yàn)測試，試驗(yàn)流程見圖4(SN為捕收劑，礦漿中已添加碳酸鈉和KT-51)，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖4 浮選速率試驗(yàn)流程

由圖5中的試驗(yàn)結(jié)果可知，Sn和S是同步富集在精礦產(chǎn)品中。從Fe的累計(jì)回收率曲線可知，在浮選過程的前3 min，曲線的斜率在減小，在3 min之后曲線的斜率趨于0，說明原礦中有一部分易浮的含F(xiàn)e礦物在前3 min已經(jīng)基本浮選完，這部分含F(xiàn)e礦物占約30%，初步分析這部分含F(xiàn)e礦物可能是磁黃鐵礦。而其余約70%的含F(xiàn)e礦物則進(jìn)入尾礦中。從MgO的累計(jì)回收率曲線可以看出，MgO是通過夾帶的方式進(jìn)入到精礦產(chǎn)品中，而且含MgO的礦物也不易浮選。綜合分析可知，通過高效抑制劑OL-1C的作用，原本可浮性較好的鎂質(zhì)脈石和礦泥得到了有效的抑制。

圖5 累計(jì)回收率和累計(jì)品位與浮選時(shí)間的關(guān)系

4 結(jié)論

1)采用一粗兩掃三精的浮選工藝，對(duì)都龍錫、鋅、銅多金屬礦中微細(xì)粒級(jí)錫石進(jìn)行回收，可以獲得錫石浮選作業(yè)回收率達(dá)73.76%、浮選精礦含錫11.24%的較好指標(biāo)。

2)通過高效抑制劑OL-1C的適量添加，可以有效改變錫石浮選給礦中鎂質(zhì)脈石和礦泥的可浮性，降低其進(jìn)入浮選精礦的幾率，顯著提高了錫石浮選精礦品位和回收率，精礦中Sn品位提高了2.54個(gè)百分點(diǎn)，回收率提高了0.74個(gè)百分點(diǎn)。