云南某錫尾礦脫硫-浮錫探索試驗(yàn)研究

楊采文 毛瑩博 范興祥 李自靜 何云龍

摘 要：本文以云南某錫尾礦為研究對(duì)象，該礦石主要有價(jià)成分為錫石，此外還含少量其他有價(jià)伴生元素和脈石礦物。其中錫含量為2.8%、鐵含量為14%、硫含量為2%，脈石礦物SiO2為25%。根據(jù)物料性質(zhì)，試驗(yàn)先采用“一粗一掃”浮選工藝脫除硫化礦物，再將礦漿倒入浸出攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，并用硫酸將礦漿pH值調(diào)整為6～6.5后依次加入芐基胂酸和腐殖酸鈉后高速攪拌30min，最后將礦漿倒入浮選機(jī)中，添加730A起泡劑進(jìn)行“一粗一掃”的浮錫試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，在磨礦細(xì)時(shí)間為2min、硫酸銅用量100g/t、丁基黃藥用量100g/t和腐殖酸鈉用量100g/t的條件下，最終獲得錫礦品位為9.82%，回收率為19.04%。為該類低品位復(fù)雜錫尾礦資源的綜合利用提供一定的試驗(yàn)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 錫尾礦;脫硫;浮選

在我國(guó)這些含錫礦物主要分布在云南個(gè)舊、廣西大廠、湖南柿竹園、江西、廣東和內(nèi)蒙古等地區(qū)[1]，其中云南個(gè)舊是世界聞名的“錫都”，其錫約占全國(guó)產(chǎn)量的70%，居全國(guó)第一。國(guó)外錫礦資源較豐富的國(guó)家有巴西、馬來(lái)西亞、印度尼西亞和泰國(guó)等[2]。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，錫礦石中“貧、細(xì)、雜、難”問(wèn)題隨著人們對(duì)礦產(chǎn)資源的不斷開采和利用越來(lái)越明顯[3]。特別是人們對(duì)礦產(chǎn)資源的不斷利用使錫礦資源越來(lái)越少，對(duì)微細(xì)粒級(jí)錫礦和錫尾礦二次資源開發(fā)利用受到人們的廣泛關(guān)注。本文以云南某錫尾礦為研究對(duì)象，先采用“一粗一掃”浮選工藝脫除硫化礦物，再采用“一粗一掃”的浮錫試驗(yàn)研究。得到了較好的選別指標(biāo)，為解決礦產(chǎn)資源和環(huán)境制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等問(wèn)題，開發(fā)錫尾礦資源和提高二次資源利用率方面提供一定的參考。

一、礦石性質(zhì)

試驗(yàn)礦樣來(lái)自云南某地錫尾礦，該礦中的主要有價(jià)成分為錫、鐵、硫、二氧化硅，此外還含少量其他有價(jià)伴生元素。其中，錫含量為2.8%、鐵含量為14%、硫含量為2%，二氧化硅25%，其他脈石礦物為56.2%，考慮回收的主要對(duì)象為錫。錫尾礦多元素分析見表1。

二、試驗(yàn)研究

2.1試驗(yàn)過(guò)程

以云南某錫尾礦為研究對(duì)象，每次試驗(yàn)稱取300g錫尾礦于球磨機(jī)內(nèi)，磨礦后倒入浮選機(jī)，先采用“一粗一掃”浮選工藝脫除硫化礦物，再將礦漿倒入浸出攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，并用硫酸將礦漿pH值調(diào)整為6～6.5后依次加入芐基胂酸、腐殖酸鈉和羧甲基纖維素后高速攪拌30min，最后將礦漿倒入浮選機(jī)中，添加730A起泡劑進(jìn)行“一粗一掃”的浮錫試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)束后把掃泡和浮選機(jī)中的精礦烘干、裝袋、稱量后送化驗(yàn)分析。

2.2磨礦細(xì)度與磨礦時(shí)間的關(guān)系

為保證試驗(yàn)中錫和硫單體解離，且盡量避免過(guò)粉碎，通過(guò)對(duì)不同粒度礦樣進(jìn)行粒度和錫含量分析，確定了磨礦時(shí)間和礦石粒度。磨礦時(shí)間與產(chǎn)率的關(guān)系圖見圖2。從圖2可看出，隨著磨礦時(shí)間的增加，錫尾礦中錫的產(chǎn)率呈先上升后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)。當(dāng)磨礦時(shí)間為2min時(shí)，錫尾礦中錫的篩下回收率達(dá)到最大值，綜合考慮，選擇最佳磨礦時(shí)間為2min，2min的磨礦時(shí)間錫的篩下產(chǎn)品產(chǎn)率達(dá)94.2%。

2.3試驗(yàn)流程的確定

根據(jù)原礦性質(zhì)和參考率其他學(xué)者研究的成果[4]，確定了開路流程，即采用一次粗選、一次掃選和高速攪拌（使錫礦與泥漿分開，礦物與藥劑充分反應(yīng)），浮選后即為錫精礦。由于該礦含硫化物較高，在錫石浮選作業(yè)前必須進(jìn)行脫硫、除鐵和脫泥處理。主要原因是硫化物、含鐵礦物及礦泥在浮選過(guò)程中均會(huì)受錫石浮選捕收劑的作用而上浮，不僅消耗錫石浮選捕收劑，且降低錫石浮選精礦品位[2]。硫化物浮選采用硫酸銅作活化劑活化硫鐵礦，用丁基黃藥作捕收劑捕收硫鐵礦，730A做組合起泡劑。浮選錫時(shí)用硫酸做為pH調(diào)整劑，芐基胂酸作為捕收劑，腐殖酸鈉為抑制劑。浮選試驗(yàn)流程圖見3。

三、試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1活化劑硫酸銅用量的影響

活化劑在浮選過(guò)程中是重要的浮選藥劑之一，對(duì)選別過(guò)程和結(jié)果有很大的影響。試驗(yàn)用硫酸銅作為浮選脫硫試驗(yàn)的活化劑。硫酸銅可以促進(jìn)礦物的捕收作用和消除抑制作用，溶解礦物表面抑制性薄膜，發(fā)生交換吸附或置換的化學(xué)反應(yīng)形成難容的活化膜，還可消除浮選溶液中某些抑制離子的影響。在磨礦細(xì)度為48μm，其他條件不變的情況下，進(jìn)行活化劑硫酸銅藥劑用量對(duì)脫硫浮選錫效果影響的試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。由圖4中可以得出，錫尾礦的品位和回收率受不同硫酸銅用量影響較大。錫尾礦的品位、回收率均隨著活化劑硫酸銅藥劑用量的增大，都呈先上升后下降的趨勢(shì)，其中在硫酸銅用量為100g/t時(shí)達(dá)到最大值;加大藥劑或減少藥劑使用量，其品位和回收率都有明顯下降。綜合考慮，試驗(yàn)確定硫酸銅藥劑用量為100g/t。

3.2捕收劑丁基黃藥用量的影響

試驗(yàn)在磨礦細(xì)度為48μm，其他條件不變的條件下，進(jìn)行捕收劑丁基黃藥的用量對(duì)浮選結(jié)果的影響試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。由圖5可看出，在錫尾礦中錫的品位和回收率均隨著丁基黃藥藥劑用量的增大，可見丁基黃藥對(duì)錫的選擇捕收效果[4]。當(dāng)錫尾礦的品位和回收率在丁基黃藥用量為100g/t后，增大丁基黃藥用量則效果甚微，此時(shí)錫礦品位為9.82%，加大或減少藥劑使用量都達(dá)不到較好的浮選效果，還消耗較多的浮選藥劑。綜合考慮，試驗(yàn)確定選取100g/t作為丁基黃藥用量。

3.3抑制劑腐殖酸鈉用量的影響

腐殖酸是一種天然大分子有機(jī)物質(zhì)，與溶液中的三價(jià)鐵離子發(fā)生螯合作用從而消除鐵離子對(duì)錫石浮選的抑制作用[1]。腐殖酸鈉的使用也有利于芐基胂酸浮選錫石，用混合芐基胂酸作錫石的捕收劑，用于粗精礦的錫鐵分離，作為鐵礦物、石英等脈石的抑制劑。因此在其它條件不變的情況下進(jìn)行了腐殖酸鈉用量試驗(yàn)如圖6所示。由圖6可看出，錫尾礦中錫的品位和回收率受腐殖酸鈉藥劑用量的增加有著明顯的變化，錫的回收率逐漸降低，品位逐漸增加。當(dāng)腐殖酸鈉用量超過(guò)100g/t后，錫品位增大不多，而回收率急劇下降，此時(shí)錫品位為9.82%，加大藥劑或減少藥劑使用量，其效果都不明顯。綜合考慮，試驗(yàn)確定腐殖酸鈉藥劑用量為100g/t。

四、結(jié)論

錫石性脆，易泥化，細(xì)粒錫石回收效果差是錫選礦廠普遍存在的問(wèn)題。試驗(yàn)先采用“一粗一掃”浮選工藝脫除硫化礦物，再將礦漿倒入浸出攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，并用硫酸將礦漿pH值調(diào)整為6～6.5后依次加入芐基胂酸和腐殖酸鈉后高速攪拌30min，最后將礦漿倒入浮選機(jī)中，添加730A起泡劑進(jìn)行“一粗一掃”的浮錫試驗(yàn)研究，最終獲得錫礦品位為9.82%，回收率為19.04%。為該類低品位復(fù)雜錫尾礦資源的綜合利用提供一定的試驗(yàn)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目（編號(hào)：51704104），昆明理工大學(xué)省部共建復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)開放基金項(xiàng)目（編號(hào)：CNMRCUKF1904），中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)：2018M633637XB），云南省教育廳基金項(xiàng)（編號(hào)：2017ZZX121）和云南化學(xué)碩士點(diǎn)建設(shè)學(xué)科開放基金項(xiàng)目（編號(hào)：HXZ1601）。

作者簡(jiǎn)介：楊采文（1987-），男，助理工程師（第一作者）。

通訊作者：毛瑩博（1986-），男，博士。