白沙子嶺錫石硫化礦選礦工藝試驗研究

肖今林

(二十三冶建設集團有限公司,湖南長沙 410014)

白沙子嶺錫石硫化礦選礦工藝試驗研究

肖今林

(二十三冶建設集團有限公司,湖南長沙 410014)

通過對試樣的工藝礦物學研究,著重進行了先浮選脫硫、重選丟尾和搖床尾礦脫泥浮選的選礦工藝試驗研究,獲得較好選礦指標(原礦含錫0.41%)。搖床錫精礦:錫品位63.65%,回收率65.52%;浮選錫精礦:錫品位8.32%,回收率5.10%,錫總回收率為70.62%。試驗中綜合回收的銅精礦銅品位18.62%,回收率69.47%,提供了最佳選礦工藝流程,為選礦廠設計提供了科學依據。

選礦工程;優先浮選;銅砷分離;重選拋尾;細泥浮選

湖南省常寧市白沙子嶺礦區位于礦區大義山巖體侵位中心的南東部,區域內以錫、鎢、銅、鉛、鋅、硅灰石、硼為主的礦產較豐富,以錫為主的多金屬礦床成因與花崗巖漿侵位、分異演化,熱液蝕變及構造活動等因素直接相關。

本礦區礦石的特點是:(1)錫石的嵌布粒度總體上較粗,0.074 mm以上達75%,適合重選回收。但錫石的嵌布粒度不均勻,從0.01 mm以下至5 mm以上都有分布,礦石需篩分為多個粒級分別進行搖床重選;(2)部分錫石與黃鐵礦、毒砂、黃銅礦等硫化物接觸嵌生或被包裹,礦石硫化物含量雖然不是很多,但其總量還是遠高于錫石,搖床重選的主要干擾礦物是這些硫化物。因此,需要預先脫硫或者重選錫粗精礦再脫硫,有部分錫石與黃鐵礦、毒砂、黃銅礦等硫化物接觸嵌生或被包裹,重選錫粗精礦需要再磨;(3)礦石中銅具有綜合回收價值,主要的銅礦物黃銅礦嵌布粒度相對較細,將有較多損失在尾礦中,不管是從錫粗精礦中回收銅,還是從硫化礦中回收銅都需要再磨。研究從試樣工藝礦物學入手,在查明礦石性質的基礎上,制定了浮選脫硫、重選收錫、搖床尾礦浮選收細粒錫原則工藝流程。

1 礦物工藝學研究

1.1 化學組成

1.1.1 光譜分析

對試樣進行了熒光光譜分析,結果見表1。

表1 綜合樣熒光光譜半定量分析結果%

光譜分析結果表明,最主要的組成元素是O、Si、Al、K等,其次為Fe、Ca、F以及Na、S、Sn、Cu、Pb、Zn、As等。

1.1.2 化學多元素分析

根據熒光光譜半定量分析的結果和選礦試驗的要求,對試樣進行了化學多元素分析,結果見表2。

表2 綜合樣化學多元素分析結果%

從多元素分析結果可知,礦石主要化學成分是SiO2、Al2O3、K2O、Fe,其次為As、Na2O、CaO、S、MgO等。主要有價元素為Sn,可考慮綜合回收Cu、As、Ag,其它有色金屬元素Zn、Pb、Mo等含量很低。

1.2 礦物組成

試樣的礦物組成相對較簡單,主要的金屬礦物為毒砂、黃鐵礦,其次為磁鐵礦、褐鐵礦、錫石,少量黃銅礦、閃鋅礦(鐵閃鋅礦)、方鉛礦、斑銅礦、磁黃鐵礦、輝銅礦、銅藍,以及赤鐵礦、黑鎢礦、鈦鐵礦等。

非金屬礦物主要為石英、白云母、長石,少量或微量的黑云母(金云母)、角閃石、螢石、絹云母、高嶺石、黃玉、方解石、綠泥石、黑電氣石、綠簾石、磷灰石等。

1.3 礦石結構構造

1.3.1 礦石構造

礦石構造主要為浸染狀構造,毒砂等硫化物偶見脈狀構造等。

1.浸染狀構造。錫石及主要的金屬礦物毒砂、黃鐵礦,以及磁鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等呈團粒狀、星點狀分布于石英、云母、長石等脈石礦物組成的脈石基底中,屬稀疏浸染狀分布。

2.脈狀構造。偶見毒砂、黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物及其集合體呈細脈狀嵌于石英、云母、長石等礦物組成的脈石基底中,沿礦石微裂隙呈細脈狀分布。部分毒砂等硫化物與炭質物共生,夾生于炭質物脈中部。

1.3.2 礦石結構

礦石結構主要為他形晶粒狀結構、他形-半自形晶粒狀結構、半自形-自形晶粒狀結構、包含結構、交代侵蝕結構等。

1.他形晶粒狀結構、他形-半自形晶粒狀結構、半自形-自形晶粒狀結構。它們為一種連續過渡系列的礦物結晶結構。主要的金屬硫化物毒砂、黃鐵礦、錫石、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等一般沒有好晶面,主要呈他形晶粒狀結構;有些毒砂、黃鐵礦、錫石等具備部分完好晶面,向半自形晶粒狀結構過渡;部分黃鐵礦呈完全的立方體晶形,毒砂呈棱柱狀晶形、錫石呈四方柱狀晶形,表現出自形晶粒狀結構。閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦等其他硫化物則主要呈他形晶粒狀結構。

2.包含結構。部分石英等脈石礦物被包裹于黃鐵礦中,偶見包裹于毒砂中,這些被包含的石英粒度從0.005～0.15 mm不等;錫石也有部分被黃鐵礦、毒砂、黃銅礦等包裹,被包裹的錫石多在0.02 mm以下。

3.交代侵蝕結構。黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等一般與毒砂、黃鐵礦共生,嵌于毒砂、黃鐵礦邊部或粒間,并交代侵蝕毒砂、黃鐵礦。多沿毒砂、黃鐵礦的邊部或裂隙進行交代,總體上交代結構可見,但不發育。

2 選礦試驗

從原礦礦石工藝學研究可知,原礦中可供回收的主要有價元素為Sn,可綜合回收的元素有Cu、As等,該礦樣中的錫主要是以錫石的形式存在,銅和砷主要是以硫化物的形式存在。錫石性脆易碎,在礦石的破碎、磨礦過程中錫石易過粉碎,選礦時宜采用階段磨礦、階段選別、“能收早收,能丟早丟”的原則對錫進行回收;硫化銅和砷采用混合浮選再分離的工藝進行回收。在通過大量探索試驗后確定采用預先浮選硫化礦—分級溜槽搖床/搖床粗精礦再磨再搖床—搖床細泥浮選回收錫(硫化礦浮選—錫重選—錫浮選)的工藝流程對原礦中的錫、銅、砷進行綜合回收。

2.1 硫化礦浮選試驗

從原礦礦石工藝學研究結果可以看出,該礦礦石中含有一定量的硫化物,主要有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦及毒砂等,嵌布粒度較粗,礦物比重也較大,對錫的重選回收干擾比較大。原礦中銅的品位達到0.11%,具有較大的回收價值,優先脫除硫化礦既可減少其對主要產品錫石的重選回收干擾,亦能較好地保證銅的回收,因此首先進行硫化礦的浮選。

硫化礦浮選開路試驗工藝流程及條件如圖1所示,試驗結果見表3。

表3 硫化礦浮選開路試驗結果%

2.2 硫化礦浮選全流程閉路試驗

在開路試驗的基礎上,進行硫化礦浮選全流程閉路試驗。試驗的具體工藝流程及藥劑條件如圖2所示,閉路試驗的結果見表4。

圖1 硫化礦浮選開路試驗流程

圖2 硫化礦浮選全流程閉路試驗流程

表4 硫化礦浮選全流程閉路試驗結果%

2.3 重選回收錫試驗

對硫化礦浮選尾礦進行重選回收錫試驗。

重選回收錫全流程試驗工藝流程如圖3所示,搖床尾礦錫浮選流程如圖4所示,試驗結果見表5。

圖3 重選回收錫全流程試驗流程

表5 重選回收錫全流程試驗結果%

2.4 全流程試驗及指標

在以上開路閉路試驗的基礎上,進行浮選—重選—脫泥浮選全流程試驗,試驗結果見表6。

3 結 語

1.白沙子嶺錫礦主要化學成分為SiO2和K、Fe、Ca的鹽類物質,主要有價元素為Sn,可綜合回收Cu、S等。

圖4 搖床尾礦錫浮選流程

表6 全流程閉路試驗結果%

2.先浮選脫硫工藝,即預先浮選脫除硫化礦(硫銅砷混合浮選)、銅與硫砷分離、重選回收錫、細泥搖床尾礦浮選的原則工藝,回收錫獲得的選礦試驗指標(原礦含錫0.41%)為搖床精礦錫精礦:錫品位63.65%,回收率65.52%;浮選錫精礦:錫品位8.32%,回收率5.10%,錫總回收率為70.62%。試驗中綜合回收的銅精礦銅品位18.62%,回收率69.47%。

3.搖床錫精礦的產率較少,預先浮選脫硫砷可以很好地降低搖床錫精礦中的硫砷品位。

4.影響選礦的礦物學因素主要有:(1)錫石的嵌布粒度不均勻,需多段磨礦并分級選礦;(2)部分錫石與黃鐵礦、毒砂、黃銅礦等硫化物接觸嵌生或被包裹。

5.試驗方案從探索試驗、各種因素的條件試驗、開路試驗、閉路試驗、全流程綜合閉路試驗,試驗流程比較穩定,試驗指標具有較好的重現性。試驗方案及流程可以作為本區礦石可選性評價、礦山開發建設可行性研究以及建廠設計依據。

[1] 胡為柏.浮選[M].北京:冶金工業出版社,1989.

[2] 胡熙庚,黃和慰,毛鉅凡.浮選理論與工藝[M].長沙:中南工業大學出版社,1991.

[3] 徐曉萍,易賢榮.江西尖峰坡難選錫石硫化礦選礦工藝的研究[J].材料研究與應用,2007,(3):3-5.

[4] 管則皋,錫鐵礦選礦工藝研究[J].廣東有色金屬學報,2006, (9):2-5.

Abstract:Based on the study of process mineralogy of tin stone suifide ore,it focused on flotation desulfurization, gravity separation and shaking table tailings flotation of mineral processing experimental research,which obtain good dressing indexes(tin stone grade 0.41%):tin grade is 63.65%and the recovery 65.52%of shaking table tin concentrate;tin grade 8.32%,the recovery is 5.10%of tin flotation concentration,and total tin recovery rate is 70.62%.The copper grade of Cu concentrate obtained in the trials is 18.62%and the recovery is 69.47%, which provide the best concentration process for the design of concentration.

Key words:mineral processing engineering;preferential flotation;separation of copper and arsenic;tailings discarding of gravity separation;slime flotation

Experimental Study on Mineral Processing Technology of Tin Stone Suifide Ore in Baishaziling Mining

XIAO Jin-lin
(Ershisanye Construction Group Co.Ltd.,Changsha410014,China)

TD952

A

1003-5540(2012)04-0014-04

2012-06-10

肖今林(1983-),男,助理工程師,主要從事礦山選礦生產技術與管理工作。