新型混合捕收劑在細(xì)粒錫石浮選的試驗(yàn)研究與應(yīng)用

李 英 張 浩 嚴(yán)梓洋

(云錫大屯錫礦，云南 個(gè)舊 661018)

錫石浮選是回收細(xì)粒錫石較為有效的方法。近年來，隨著錫石浮選技術(shù)的發(fā)展，以及錫金屬市場(chǎng)價(jià)格的上升和穩(wěn)定，采用錫石浮選技術(shù)回收細(xì)粒錫石在國內(nèi)、外得到快速推廣及應(yīng)用。云南某選礦廠硫化礦、氧化礦泥礦錫石浮選流程分別于2017年10月底[1]和2018年12月底建成投產(chǎn)，經(jīng)過工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)后一直穩(wěn)定運(yùn)行，相比原來的重選工藝，錫精礦產(chǎn)出金屬量多，錫實(shí)收率高，經(jīng)濟(jì)效益顯著，然而錫石浮選所使用捕收劑為TL-1，單價(jià)成本高，藥劑用量大，配藥需要90 ℃沸水，儲(chǔ)藥要70～80 ℃保溫，統(tǒng)計(jì)2019年硫化礦、氧化礦選別每噸礦的藥劑成本分別為23.76元、23.41元，藥劑成本偏高，如何在提高錫實(shí)收率同時(shí)，盡可能降低藥劑成本，實(shí)現(xiàn)效益最大化，成為相關(guān)科技工作者緊需解決的問題。

為了降低硫化礦、氧化礦細(xì)粒級(jí)錫石浮選工藝藥劑成本，根據(jù)科技文獻(xiàn)、國內(nèi)外選廠實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，尋找高效、低耗、價(jià)優(yōu)、環(huán)保的捕收劑，分別找出TL-1、GX-4、SN-2、YA-1、SN-705+YT-1、SN-2+YT-1、SN-2+GX-4、SN-2+TL-1等8種捕收劑，通過開展不同捕收劑種類對(duì)比試驗(yàn)，篩選出一種較為適宜的捕收劑SN-2，該藥劑是一種混合長碳鏈羥肟酸，含一定的活性成分，其藥劑單價(jià)較目前生產(chǎn)上在用TL-1低15%左右，捕收力強(qiáng)，用量可降至TL-1的80%。在指標(biāo)相當(dāng)?shù)臈l件下，SN-2與TL-1混合使用，其形成的混合捕收劑較TL-1有較大的成本優(yōu)勢(shì)，可大幅降低藥劑成本。

1 試驗(yàn)物料采集及制備

試驗(yàn)物料取自生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)氧錫石浮選給礦，含錫0.532%、硫0.217%、鐵10.15%，礦樣中-37+10 μm的粒級(jí)及錫金屬分布率在84%左右(見表1)，每組試驗(yàn)稱取500 g(按干礦量計(jì))進(jìn)行SN-2+TL-1混合藥劑條件試驗(yàn)，所用浮選機(jī)分別為XFD-1.5 L、XFD-1 L、XFD-0.75 L、XFD-0.5 L四種規(guī)格。

表1 錫石浮選給礦粒度分析Table 1 Sieve analysis results of cassiterite flotation

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 混合捕收劑不同配比試驗(yàn)

SN-2與TL-1混合使用，比單獨(dú)使用其中任意一種的效果好，兩種藥劑結(jié)構(gòu)和性能的差異、碳鏈的長短，促進(jìn)了它們之間的互補(bǔ)作用，使得組合藥劑在礦物表面的吸附更加均勻，增強(qiáng)了礦粒與氣泡間的粘附能力，從而改善和提高了浮選過程的效果。為了找出兩者最佳用量，開展混合捕收劑不同配比試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

圖1 條件試驗(yàn)流程Fig.1 The flowsheet of conditional test

表2 混合捕收劑用藥選別指標(biāo)Table 2 Floatation indexes of combined collectors test

試驗(yàn)結(jié)果表明，混合捕收劑采用SN-2∶TL-1=2∶1時(shí)，混合精礦富集比、錫回收率最高?；旌暇V錫回收率比用TL-1提高約2個(gè)百分點(diǎn)的同時(shí)，藥劑用量比TL-1少150 g/t。

2.2 混合捕收劑用量試驗(yàn)

浮選過程中，準(zhǔn)確添加藥劑用量，對(duì)浮選過程的穩(wěn)定、最大限度降低藥耗、獲得最佳的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有著重要的影響[2]。捕收劑用量不足，礦物疏水性不好，回收率低；藥劑用量過大，藥劑成本增加，且部分被抑制的礦物上浮，致使精礦質(zhì)量下降[3]，并給后續(xù)浮選產(chǎn)品濃縮、過濾、銷售帶來影響。因此在確定混合藥劑最佳配比的條件下，開展錫石浮選混合捕收劑用量試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 混合捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Test results of mixed collector dosage

試驗(yàn)結(jié)果表明，1)混合捕收劑用量從270 g/t增加到320 g/t，混合精礦產(chǎn)率、回收率均明顯增加；2)從320 g/t增加到420 g/t混合精礦產(chǎn)率、回收率略有增加，富集比下降，說明混合捕收劑用量320 g/t時(shí)，能上浮的錫石已基本上浮，再增加藥劑，對(duì)指標(biāo)提升意義不大，反而增加藥劑成本，因此，適宜的混合捕收劑用量為320 g/t。

2.3 輔助捕收劑(兼起泡劑)P86用量試驗(yàn)

羥肟酸類藥劑價(jià)格較高，因此P86常被用作錫石浮選時(shí)的輔助捕收劑，研究發(fā)現(xiàn)其可以促進(jìn)羥肟酸在錫石表面的吸附[4]，降低捕收劑用量，同時(shí)還可以加強(qiáng)-10 μm粒級(jí)細(xì)粒錫顆粒的凝聚，從而改善泡沫的礦化度[5]。但P86過量，會(huì)降低礦漿的表面張力，導(dǎo)致泡沫表層脆化、不穩(wěn)定，影響浮選效果。為此在粗選、掃選確定混合捕收劑為320 g/t的條件下，進(jìn)行P86用量對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 P86用量試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Test results of P86 dosage

試驗(yàn)結(jié)果表明，P86用量由120 g/t增至160 g/t，混合精礦產(chǎn)率由20.63%逐漸增加至23.55%，錫回收率由93.51%增加至96.02%；但P86用量由160 g/t增至200 g/t時(shí)，混合精礦產(chǎn)率、錫回收率，不僅不升反而降了，說明適宜的P86用量為160 g/t，可同時(shí)提高混合精礦的品位和回收率。

2.4 混合捕收劑配藥方式試驗(yàn)

水楊羥肟酸類捕收劑，通常用助溶劑氫氧化鈉或碳酸鈉配制，其中SN-2用氫氧化鈉溫水配制，TL-1用碳酸鈉沸水配制。為了簡化配藥流程，混合捕收劑需選擇一種助溶劑配制。用碳酸鈉熱水配制，靜置一會(huì)有沉淀析出；用氫氧化鈉溫水配制，藥劑清澈，靜置一會(huì)無沉淀析出。為了查明不同助溶劑配制混合捕收劑，對(duì)錫石浮選指標(biāo)影響，在粗選、掃選確定混合捕收劑用量為320 g/t、P86用量為160 g/t的條件下，采用不同助溶劑配制進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 混合捕收劑配藥方式試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Test results of mixed collector dispensing method

由表5可知，混合捕收劑采用不同助溶劑配制，混合精礦上浮產(chǎn)率、錫回收率相近，考慮到碳酸鈉沸水配制，靜置一會(huì)有沉淀析出，應(yīng)用于生產(chǎn)時(shí)，藥劑易于儲(chǔ)藥箱沉淀，降低藥劑濃度，影響藥效，故采用氫氧化鈉作為助溶劑。

2.5 錫石浮選全流程開路試驗(yàn)

在粗、掃選確定最佳藥劑條件下，混合捕收劑用氫氧化鈉作為助溶劑，以SN-2∶TL-1=2∶1的比例，開展錫石浮選全流程開路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果如表6。

圖2 開路試驗(yàn)流程Fig.2 Flowsheet of open circuit test

表6 開路試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Results of open circuit test

由表6可知，錫石浮選給礦含錫0.532%，經(jīng)一粗二掃三精錫石浮選工藝，得到錫精礦品位為6.57%，錫回收率為72.56%，尾礦含錫為0.032%的試驗(yàn)指標(biāo)。損失于中2、中3的錫金屬約19%，這一部分金屬在精選作業(yè)適當(dāng)補(bǔ)加捕收劑以及閉路返回時(shí)將得到進(jìn)一步的回收。

2.6 錫石浮選閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)及開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行混合藥劑及TL-1閉路試驗(yàn)指標(biāo)及成本的對(duì)比，試驗(yàn)流程見圖3，試驗(yàn)結(jié)果及成本分析見表7。

表7 混合藥劑與TL-1閉路對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Closed-circuit comparison test results of mixed agent and TL-1

圖3 閉路試驗(yàn)流程Fig.3 Flowsheet of closed circuit test

試驗(yàn)結(jié)果表明，錫石浮選采用不同捕收劑，兩者指標(biāo)相當(dāng)。其中采用混合藥劑相比TL-1，藥劑單耗可降低21.74%，選別每噸礦的藥劑成本可降低6.04元。

3 混合藥劑工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)

室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明，錫石浮選的捕收劑采用混合藥劑與現(xiàn)用TL-1指標(biāo)相當(dāng)?shù)臈l件下，藥劑用量少，藥劑成本降低明顯，為此在氧化礦錫石浮選流程開展新藥劑SN-2與TL-1混合藥劑的工業(yè)試驗(yàn)。經(jīng)過兩個(gè)月的生產(chǎn)調(diào)試，工業(yè)試驗(yàn)效果達(dá)到并超過室內(nèi)試驗(yàn)小試指標(biāo)，工業(yè)試驗(yàn)前后錫石浮選技術(shù)指標(biāo)、藥劑成本對(duì)比見表8。

表8 SN-2∶TL-1=2∶1混合捕收劑的工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果Table 8 SN-2∶TL-1=2∶1 industrial test results of the mixed collector

由表8可知，氧錫石浮選使用混合捕收劑的穩(wěn)定試驗(yàn)期，與單獨(dú)使用TL-1相比，在錫石浮選技術(shù)指標(biāo)略優(yōu)的情況下，藥劑單耗可降低23.70%，選別每噸礦的藥劑成本可降低7.51元。參照2019年氧錫石浮選流程處理量108 802 t，使用混合捕收劑后，氧錫石浮選流程可減少藥劑費(fèi)用81.7萬元，藥劑成本降幅明顯。

4 結(jié)論

1)氧錫石浮選流程，原采用TL-1捕收劑，單價(jià)高，藥劑用量大，采用碳酸鈉及沸水皂化溶解，配制好的藥劑在溫度降低后會(huì)有沉淀物析出，為此需在帶有保溫措施的儲(chǔ)藥箱中存儲(chǔ)，維持溫度在70～80 ℃。

2)SN-2捕收性強(qiáng)、藥劑價(jià)格低，與TL-1混合使用，相比單獨(dú)使用TL-1，一方面可減少藥劑用量，降低能耗；另一方面，該混合藥劑采用氫氧化鈉及溫水皂化溶解，配制好的藥劑無沉淀物析出、無需保溫，可簡化配藥流程及儲(chǔ)藥裝置。

3)氧錫石浮選采用SN-2+TL-1混合捕收劑，相比原單獨(dú)使用TL-1，在錫精礦品位、錫回收率指標(biāo)相當(dāng)?shù)臈l件下，選別每噸錫石浮選給礦，可節(jié)省23%的藥劑用量，可減少7元的藥劑成本。以2019年氧化礦錫石浮選處理量計(jì)算，使用混合捕收劑后，該流程每年可節(jié)約80萬元藥劑費(fèi)用，大大降低選礦成本，后期該組合藥劑將在本廠其它錫石浮選流程推廣應(yīng)用。