昌寧含鐵低品位高泥錫石礦重-磁選工藝研究

王普蓉 ，徐國印 ,2，蘇剛

（1. 攀枝花學(xué)院釩鈦學(xué)院, 四川 攀枝花 617000；2. 釩鈦資源綜合利用四川省重點實驗室, 四川 攀枝花 617000）

錫石作為重要的載錫礦物，其性脆，在破碎和磨礦過程中易產(chǎn)生過粉碎現(xiàn)象，給錫石的分選工藝帶來較大困難，易造成錫金屬在尾礦中的流失[1-2]。由于錫石密度較大，錫石礦存在著貧、細、雜及多金屬共伴生的特點，因此錫石礦最主要的選礦方法為重選法，同時將重選與磁選、電選、浮選和化學(xué)選礦法適當聯(lián)合，以獲得良好的錫精礦指標，并兼顧其它有價組分的回收。錫石重選的方法主要有重介質(zhì)選礦、跳汰選礦、搖床選礦、螺旋選礦、離心選礦和皮帶溜槽等[3]。其中，因搖床具有設(shè)備操作簡單、選礦富集比高、能夠使錫在精礦中得到有效富集、分選效果易觀察、產(chǎn)品易收集等突出特點，而成為錫石重選的最主要方法。搖床有效回收錫的粒度范圍一般為0.019 ～2 mm，是中細粒錫石重選回收的理想方法，對于-0.019 mm的細粒錫礦物回收效果不佳，且過細粒對錫石礦磨礦后全粒級搖床重選效果影響較大[4]，因此，原礦本身含泥情況及磨礦產(chǎn)品的粒度對錫石搖床重選有著重要影響。

含鐵錫石礦中，錫石往往與（磁）黃鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦等鐵礦物伴生[5-6]，單一重選法可丟棄大部分尾礦，但由于這些鐵礦物的密度與錫石較接近，單一重選法難以實現(xiàn)錫石與它們的分離，而導(dǎo)致難以獲得合格錫精礦。因此，對于低品位高泥含鐵錫石礦的分選，應(yīng)重視其它選礦方法與重選法的聯(lián)合使用，同時盡量減少物料過磨、在正式分選前增加預(yù)先脫泥拋尾作業(yè)。其中，減少物料過磨的方法主要有：磨礦前預(yù)先洗礦分級、階段磨礦階段選別和精確化裝補鋼球等[7]；正式分選前增加預(yù)先脫泥拋尾作業(yè)有助于提高下一步正式分選的給礦品位、改善正式分選過程、提高正式分選的精礦指標，重選預(yù)先脫泥拋尾的方法主要有：旋流器預(yù)先拋尾、螺旋溜槽預(yù)先拋尾等。隨著世界各國對錫資源需求的日益增加及錫富礦的不斷開采與不足，貧、細、雜難選錫礦的開發(fā)利用具有重要的現(xiàn)實意義。

云南昌寧錫石礦主要有用金屬礦物為錫石，其次為褐鐵礦等，Sn品位為0.166%，-0.074 mm礦泥含量為23.25%（其中-0.019 mm礦泥含量為12.74 %），含TFe 4.74%,屬含鐵低品位高泥難選錫石礦，儲量大，可露天開采。長期以來由于經(jīng)濟技術(shù)不可行，該礦石一直未得到開發(fā)利用，本文旨在對該礦樣進行試樣性質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，開展該錫石礦重-磁選工藝研究，為該礦的開發(fā)利用提供技術(shù)方案與依據(jù)。

1 試樣性質(zhì)

試樣主要金屬礦物為錫石及褐鐵礦；主要脈石礦物為石英。錫石：無色帶淡黃色，半自形錐柱狀、板狀，橫切面八邊形近圓形，正突起很高，糙面顯著，具一組解理，但裂紋十分發(fā)育，正交下干涉色很高，具近似珍珠暈彩，聚片雙晶發(fā)育，平行消光，在具雙晶的切面上斜消光,主要分布于晚期石英脈中，亦有少量充填于褐鐵礦之孔隙中，嵌布粒最大為2.5 mm，最小為0.003 mm，一般為0.06～0.20 mm。褐鐵礦：褐紅色，脈狀、膠狀，正突起很高，反光下具褐紅色金屬光澤，多沿次生裂隙充填，其中可包裹石英、電氣石、絹云母，主要為次生，嵌布粒最大為1.8 mm，最小為0.005 mm，一般0.03～0.25 mm。石英：一般粒度為0.2～2 mm。試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1、錫物相分析結(jié)果見表2、3，試樣破碎至-12 mm后的粒度組成分析結(jié)果見表4。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果/%Table 1 Multi-element analysis results of test samples

表2 試樣錫物相分析結(jié)果Table 2 Analysis results of tin phases

表4表明，原礦礦泥含量較高，各個粒級錫含量不均，-0.037 mm細粒級的錫品位遠低于+0.037 mm粗粒級的錫品位，可考慮對原礦進行洗礦分級與預(yù)先脫泥拋尾。

表3 試樣鐵物相分析結(jié)果Table 3 Analysis results of iron phases

表4 試樣粒度組成分析結(jié)果Table 4 Particle size analysis of test samples

2 實驗儀器、設(shè)備及方法

2.1 主要儀器與設(shè)備

泰勒標準套篩、實驗室自制水析儀、XP-132簡易雙目偏光顯微鏡、XMQ-2（40×90）mm錐形球磨機、5LL-600螺旋溜槽、XCY-73型（1100×500） mm搖床、TN535-A4523高梯度磁選機、JBTF（120×50）mm攪拌桶。

2.2 實驗原理與方法

該礦為錫石礦，細粒級含量較高，從節(jié)約投資，降低過磨，減少實際生產(chǎn)中粉礦倉的堵塞和提高磨礦給礦的穩(wěn)定性等方面考慮，可以對原礦進行洗礦分級-粗粒磨礦-全粒級重選選錫；另外，試樣本身錫品位很低、可以考慮采用螺旋溜槽等設(shè)備對低品位、高泥錫礦有較好脫泥拋尾作用的設(shè)備[7]，對原礦進行預(yù)先拋尾，以提高下一步正式分選的給礦品位、改善正式分選過程、提高正式分選的精礦指標，因此，首先對原礦進行了洗礦分級-粗粒磨礦-全粒級螺旋溜槽拋尾實驗研究。然后，在原礦洗礦分級-粗粒磨礦-全粒級螺旋溜槽拋尾實驗的基礎(chǔ)上，以搖床這種簡單、常用、選礦富集比高的的重選方法，對溜槽錫精礦進行了搖床分選實驗研究。由于試樣中有一定量褐鐵礦，因其比重亦較高，重選過程中會部分進入重選錫精礦中，因此，其次，根據(jù)褐鐵礦與錫石間的磁性差異，對搖床錫精礦視其含鐵情況進行了強磁選除鐵研究；最后，在以上實驗研究的基礎(chǔ)上，開展了選礦全流程擴大實驗研究。

3 實 驗

3.1 原礦洗礦分級-粗粒磨礦-全粒級螺旋溜槽拋尾實驗

3.1.1 洗礦分級-粗粒磨礦實驗

洗礦分級-粗粒磨礦實驗流程見圖1，實驗條件為：固定螺旋溜槽給礦礦漿濃度30%、給礦礦漿量2.5 m3/h、螺旋溜槽截礦器精礦端寬度70 mm，洗礦分級粒度和洗礦粗粒磨礦細度依次變化，實驗結(jié)果見圖2。由圖2可知，洗礦分級粒度以0.212 mm為宜、洗礦粗粒磨礦細度以-0.074 mm 56%左右為宜，此時獲得的溜槽錫精礦產(chǎn)率為35.19%，錫品位為0.393%，錫回收率為83.35%。

3.1.2 全粒級螺旋溜槽拋尾實驗

（1）截礦器精礦端寬度實驗

螺旋溜槽拋尾的產(chǎn)品由截礦器截取，截礦器精礦端寬寬度對溜槽精礦產(chǎn)率有較大影響，從而影響溜槽精礦其他指標。截礦器精礦端寬度實驗采用的流程見圖1，實驗條件為：固定洗礦分級粒度0.212 mm、+0.212 mm洗礦粗粒磨礦細度-0.074 mm 55.85%、螺旋溜槽給礦礦漿濃度30%、給礦礦漿量2.5 m3/h，螺旋溜槽截礦器精礦端寬度變化，實驗結(jié)果見圖3。由圖3可知，隨著截礦器精礦端寬度的增加，溜槽錫精礦錫品位不斷降低，錫回收率先增加后增幅不大，綜合考慮錫精礦指標，螺旋溜槽截礦器精礦端寬度以55 mm左右為宜。

圖3 螺旋溜槽截礦器精礦端寬度實驗結(jié)果Fig.3 Test results of cutter width for concentrate end of spiral chute

（2）給礦礦漿濃度實驗

實驗條件為固定洗礦分級粒度0.212 mm、+0.212 mm洗礦粗粒磨礦細度-0.074 mm 55.85%、螺旋溜槽截礦器精礦端寬度55 mm、給礦礦漿量2.5 m3/h，螺旋溜槽給礦礦漿濃度變化，實驗結(jié)果見圖4。由圖4可知，隨著給礦礦漿濃度的增加，溜槽錫精礦錫品位與錫回收率均先增加后降低，綜合考慮錫精礦指標，螺旋溜槽給礦礦漿濃度以30%左右為宜。

圖4 螺旋溜槽給礦礦漿濃度實驗結(jié)果Fig.4 Test results of pulp density for spiral feed

（3）給礦礦漿量實驗

實驗實驗條件為：固定洗礦分級粒度0.212 mm、+0.212 mm洗礦粗粒磨礦細度-0.074 mm 55.85%、螺旋溜槽截礦器精礦端寬度55 mm、螺旋溜槽給礦礦漿濃度30%，給礦礦漿量變化，實驗結(jié)果見圖5。由圖5可知，隨著給礦礦漿量的增加，溜槽錫精礦錫品位與錫回收率先增加后降低，綜合考慮錫精礦指標，螺旋溜槽給礦礦漿速率以 3.0 m3/h左右為宜，此時獲得的溜槽錫精礦產(chǎn)率為32.91%、錫品位為0.424%、錫回收率為84.06%。

圖5 螺旋溜槽給礦礦漿量實驗結(jié)果Fig.5 Test results of pulp quantity for spiral feed

3.2 溜槽錫精礦搖床分選實驗

原礦洗礦分級后經(jīng)螺旋溜槽拋尾，錫在溜槽精礦中得到一定富集，同時拋棄了大量細粒尾礦，經(jīng)螺旋溜槽預(yù)先富集的溜槽錫精礦錫品位尚不高，需要進一步進行搖床分選，以獲得Sn品位較高的錫精礦。溜槽錫精礦搖床分選采用的實驗流程見圖6、實驗結(jié)果見表5。由表5可知，搖床分選獲得的搖床錫精礦Sn品位較高，且尾礦中錫損失較低、錫精礦對原礦Sn回收率較高?，F(xiàn)有結(jié)果初步表明，對于該錫石礦原礦洗礦分級-粗粒磨礦-全粒級螺旋溜槽拋尾-搖床分選方案能夠獲得相對較好的選別指標，但所獲得搖床錫精礦錫品位尚不達標。經(jīng)顯微鏡鏡下觀察，搖床錫精礦中含有大量單體解離情況較好的褐鐵礦，因此，為進一步獲得合格錫精礦，有必要對搖床錫精礦進行強磁選除鐵。

圖6 溜槽精礦搖床分選實驗流程Fig.6 Test flowsheet of shaking table separation of spiral chute concentrate

表5 溜槽精礦搖床分選實驗結(jié)果Table 5 Test results of shaking table separation of chute concentrate

3.3 搖床錫精礦強磁選除鐵實驗

搖床錫精礦強磁選除鐵實驗流程見圖7、實驗結(jié)果見表6。由表6可知，強磁選除鐵實驗可獲得Sn品位為51.96%、對原礦產(chǎn)率為0.14%、對原礦回收率為42.23%的較好強磁選錫精礦指標。

表6 搖床精礦強磁選除鐵實驗結(jié)果Table 6 Test results of iron removal from shaker concentrate by high-intensity magnetic separation

圖7 搖床精礦強磁選除鐵實驗流程Fig.7 Test flowsheet of iron removal from shaker concentrate by high-intensity magnetic separation

3.4 全流程擴大實驗

根據(jù)以上研究結(jié)果，對原礦進行了全流程擴大實驗研究，最終推薦的選礦工藝流程見圖8，獲得的實驗結(jié)果見表7，選礦產(chǎn)品多元素分析結(jié)果見表8。由表7、表8可知，全流程擴大實驗可獲得產(chǎn)率為0.21%、錫品位41.32%、錫回收率為52.27%的合格錫精礦，及產(chǎn)率為0.75%、錫品位4.750%、錫回收率為21.46%的錫富中礦，錫精礦與錫富中礦累計回收率為73.73%。錫精礦質(zhì)量達到了YS/T339-2011標準中一類Ⅶ品級精礦質(zhì)量要求。

表8 選礦產(chǎn)品化學(xué)分析結(jié)果/%Table 8 Chemical analysis results of mineral processing products

圖8 最終推薦的選礦工藝流程Fig.8 Recommended mineral processing process

表7 全流程擴大實驗結(jié)果Table 7 Expanded test results of the whole process

4 結(jié)論

（1）云南昌寧錫礦含Sn 0.166%，含TFe 4.74%，泥化現(xiàn)象嚴重，錫主要以錫石及酸溶錫形式存在，屬含鐵、低品位、高泥難選錫石礦。

（2）對該錫石礦開展了重-磁選工藝研究，最終采用原礦洗礦分級后螺旋溜槽預(yù)先拋尾-搖床精選-強磁選除鐵的選礦工藝流程，獲得了產(chǎn)率為0.21%，Sn品位41.32%，Sn回收率為52.27%的合格錫精礦，及產(chǎn)率為0.75%，Sn品位4.750%，Sn回收率為21.46%的錫富中礦；錫精礦與錫富中礦Sn累計回收率為73.73%。錫精礦質(zhì)量達到了YS/T 339-2011標準中一類VII品級精礦質(zhì)量要求，較好地實現(xiàn)了該錫石礦的分選。