云南某低品位高泥氧化錫礦石選礦試驗(yàn)

王普蓉 王 舉2

（1.攀枝花學(xué)院釩鈦學(xué)院，四川攀枝花617000；2.中材萍鄉(xiāng)水泥有限公司，江西萍鄉(xiāng)337000）

錫金屬具有熔點(diǎn)低、可塑性好、耐腐蝕、抗疲勞、無毒等優(yōu)點(diǎn)［1］，廣泛應(yīng)用于國(guó)防建設(shè)、現(xiàn)代工業(yè)等方面。我國(guó)錫資源較為豐富，主要分布在云南、廣西、江西、湖南等省區(qū)［2］。錫石作為大多數(shù)氧化錫礦的主要含錫礦物，性脆，容易在碎磨過程中產(chǎn)生過粉碎現(xiàn)象，導(dǎo)致錫精礦錫回收率低（一般為30%～60%），宜采用多段磨礦、多段選別作業(yè)［3-4］。

錫石密度較大、化學(xué)成分復(fù)雜、共伴生有價(jià)金屬組分較多，選別工藝以重選為主，并配以浮選、磁選、靜電選或焙燒、揮發(fā)、浸出等［5］，以獲得較好的錫精礦指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)有價(jià)組分的綜合回收。我國(guó)80%以上的錫原礦為砂錫礦，含有大量原生礦泥，洗礦脫泥是錫石重選必要的預(yù)先拋尾作業(yè)。這一作業(yè)可以嚴(yán)格控制入選粒度、盡量排除礦泥對(duì)重選的干擾，在錫石重選中起到重要作用。目前采用的脫泥設(shè)備主要有螺旋溜槽、水力旋流器、水槍、洗礦機(jī)、巴特萊-莫茲利翻床等［6］。

云南某氧化錫礦屬低品位、高泥、含鐵氧化錫礦石，礦石中含錫0.170%，-0.019 mm細(xì)泥含量為12.74%，礦石中主要有用礦物為錫石，其次為褐鐵礦，主要脈石礦物為石英，錫主要以錫石及酸溶錫的形式存在，選別難度較大。本研究旨在對(duì)該錫礦進(jìn)行深入的選礦工藝研究，開發(fā)適宜的選別工藝流程并確定最佳工藝條件，為該錫礦床的開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 試樣

1.1 試樣主要化學(xué)成分及錫物相分析

試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，錫物相分析結(jié)果見表2。

由表1、表2可知，試樣中錫含量為0.170%，達(dá)到綜合利用標(biāo)準(zhǔn)，試樣中主要脈石成分為SiO2，雜質(zhì)S、As含量均較低，錫主要存在形式為錫石及酸溶錫。

1.2 試樣礦物組成及解離度分析

試樣中主要金屬礦物為錫石，其次為褐鐵礦；主要脈石礦物為石英。錫石主要分布于晚期石英脈中，亦有少量充填于褐鐵礦孔隙中，嵌布粒度為0.004～3 mm，集中在0.05～0.25 mm；褐鐵礦主要為次生礦物，嵌布粒度為0.006～2 mm，集中在0.02～0.25 mm；石英粒度集中在0.25～2.5 mm。對(duì)原礦不同磨礦細(xì)度產(chǎn)品進(jìn)行了錫礦物的單體解離度測(cè)定，結(jié)果如表3所示。

1.3 試樣粒度組成

將試驗(yàn)礦石破碎至-12 mm，取樣進(jìn)行粒度組成分析，結(jié)果如表4所示。

由表4可知，試樣Sn品位低、含泥較高，且礦泥錫品位與粗粒相比較低，這一性質(zhì)為試樣以洗礦脫泥形式預(yù)先拋尾奠定了良好基礎(chǔ)。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 預(yù)先拋尾試驗(yàn)

2.1.1 預(yù)先拋尾方式試驗(yàn)

試樣錫品位低、氧化程度高、細(xì)粒級(jí)含量高，且細(xì)粒錫品位與粗粒相比較低，可考慮采用重選脫泥進(jìn)行預(yù)先拋尾，提高下一步正式分選的給礦品位，降低投資和生產(chǎn)成本。首先采用重選脫泥常用設(shè)備水力旋流器和螺旋溜槽進(jìn)行了預(yù)先拋尾方式試驗(yàn)。試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

由表5可知，對(duì)該試樣，水力旋流器與螺旋溜槽均能起到一定預(yù)先脫泥拋尾的效果，綜合考慮拋尾的尾礦產(chǎn)率、錫品位及錫粗精礦錫品位等，試樣預(yù)先拋尾方式以螺旋溜槽拋尾為宜，此時(shí)錫粗精礦錫品位為0.416%，錫回收率為77.82%。

2.1.2 螺旋溜槽拋尾條件試驗(yàn)

由試樣單體解離度測(cè)定結(jié)果及前述試樣預(yù)先拋尾方式試驗(yàn)可知：試樣按0.212 mm粒度洗礦分級(jí)，+0.212 mm洗礦粗粒磨后與-0.212 mm洗礦細(xì)粒合并進(jìn)行螺旋溜槽預(yù)先拋尾可獲得較好的預(yù)選指標(biāo)。由于-0.212 mm洗礦細(xì)粒單體解離度高，可不磨預(yù)選，而+0.212 mm洗礦粗粒粒度較粗、單體解離度低，須磨后預(yù)選。

影響螺旋溜槽拋尾試驗(yàn)錫精礦指標(biāo)的主要操作因素有磨礦細(xì)度、螺旋溜槽截礦器精礦端寬度、螺旋溜槽給礦礦漿濃度、螺旋溜槽給礦礦漿速率等［7］，為確定螺旋溜槽拋尾的適宜工藝條件，采用如圖2所示的試驗(yàn)流程依次進(jìn)行了螺旋溜槽拋尾的單因素條件試驗(yàn)研究。

2.1.2.1 洗礦粗粒磨礦細(xì)度試驗(yàn)

為確定+0.212 mm洗礦粗粒的適宜磨礦細(xì)度，采用如圖2所示的試驗(yàn)流程進(jìn)行了+0.212 mm洗礦粗粒磨礦細(xì)度試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為：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%、給礦礦漿速率2.5 m3/h，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，溜槽錫精礦中錫品位逐漸增加，錫回收率先增加后降低，綜合考慮錫精礦指標(biāo)，+0.212 mm洗礦粗粒磨礦細(xì)度以-0.074 mm占55%左右為宜。

2.1.2.2 截礦器精礦端寬度試驗(yàn)

螺旋溜槽預(yù)先拋尾的產(chǎn)品由截礦器來截取，而截礦器精礦端寬度對(duì)溜槽精礦產(chǎn)率有較大影響，最終對(duì)溜槽精礦品位及回收率指標(biāo)有重要影響。為確定螺旋溜槽截礦器適宜的精礦端寬度，采用如圖2所示流程進(jìn)行了螺旋溜槽截礦器精礦端寬度試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為：+0.212 mm洗礦粗粒磨礦細(xì)度為-0.074 mm占56.25%，螺旋溜槽給礦礦漿濃度30%、給礦礦漿速率2.5 m3/h，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

由圖4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(biāo)，螺旋溜槽截礦器精礦端寬度以55 mm左右為宜。

2.1.2.3 給礦礦漿濃度試驗(yàn)

螺旋溜槽給礦礦漿濃度對(duì)螺旋溜槽拋尾過程的礦漿粘度、礦粒分層及礦粒的運(yùn)動(dòng)軌跡有一定影響，最終影響溜槽精礦指標(biāo)［7］。為確定螺旋溜槽適宜的給礦礦漿濃度，采用如圖2所示的試驗(yàn)流程進(jìn)行了螺旋溜槽給礦礦漿濃度試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為：+0.212 mm洗礦粗粒磨礦細(xì)度為-0.074 mm占56.25%，螺旋溜槽截礦器精礦端寬度55 mm，給礦礦漿速率2.5 m3/h，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

由圖5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先增加后降低，綜合考慮錫精礦指標(biāo)，螺旋溜槽給礦礦漿濃度以30%左右為宜。

2.1.2.4 給礦礦漿速率試驗(yàn)

當(dāng)給礦礦漿濃度一定時(shí)，給礦礦漿速率對(duì)給礦量，礦漿在溜槽內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)速度有一定影響，最終影響溜槽精礦指標(biāo)［8］。為確定螺旋溜槽適宜的給礦礦漿速率，采用如圖2所示的試驗(yàn)流程進(jìn)行了螺旋溜槽給礦礦漿速率試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為：+0.212 mm洗礦粗粒磨礦細(xì)度為-0.074 mm占56.25%，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%，試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

由圖6可知，隨著給礦礦漿速率的增加，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(biāo)，螺旋溜槽給礦礦漿速率以3.0 m3/h為宜，此時(shí)獲得了產(chǎn)率為32.65%、錫品位為0.424%、錫回收率為81.43%的良好溜槽精礦指標(biāo)。

2.2 搖床精選試驗(yàn)

搖床作為細(xì)粒物料重選精選常用設(shè)備，具有富集比與分選精度高等特點(diǎn)［9］。為進(jìn)一步研究溜槽精礦的分選效果，采用如圖7所示試驗(yàn)流程對(duì)螺旋溜槽拋尾最佳條件下獲得的溜槽精礦進(jìn)行了搖床精選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

由表6可知，溜槽精礦搖床精選的分選效果較好，所得錫精礦品位較高，鏡下觀察結(jié)果表明，該產(chǎn)品中含有大量已單體解離的褐鐵礦，對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行后續(xù)的除鐵研究，有望獲得高品位合格錫精礦。

2.3 強(qiáng)磁選除鐵試驗(yàn)

搖床錫精礦中褐鐵礦的存在影響了其品位，而褐鐵礦為弱磁性礦物，錫石為非磁性礦物，因此，強(qiáng)磁選設(shè)備可作為搖床錫精礦除鐵的重要方法。為進(jìn)一步獲得高品位合格錫精礦，采用如圖8所示的試驗(yàn)流程對(duì)搖床錫精礦進(jìn)行了強(qiáng)磁選除鐵試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表7所示。

由表7可知，強(qiáng)磁選除鐵試驗(yàn)可獲得對(duì)原礦產(chǎn)率為0.15%、錫品位為47.980%、對(duì)原礦錫回收率為42.43%的磁選錫精礦，搖床錫精礦經(jīng)強(qiáng)磁選除鐵可以獲得高品位合格錫精礦。

3 全流程擴(kuò)大試驗(yàn)

在以上試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，采用如圖9所示的試驗(yàn)流程進(jìn)行了全流程擴(kuò)大試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表8所示，產(chǎn)品多元素分析結(jié)果如表9所示。

由表8、表9可知，全流程擴(kuò)大試驗(yàn)可獲得產(chǎn)率為0.22%、錫品位41.860%、錫回收率為54.17%的錫精礦，及產(chǎn)率為0.68%、錫品位4.950%、錫回收率為19.80%的錫富中礦，錫精礦與錫富中礦累計(jì)回收率為73.97%，選礦產(chǎn)品含雜均不超標(biāo)。

4 結(jié)論

（1）云南某錫礦Sn含量0.170%、Fe含量4.66%，泥化現(xiàn)象嚴(yán)重，錫主要以錫石及酸溶錫形式存在，屬含鐵、低品位、高泥難選錫礦石。

（2）螺旋溜槽拋尾是該礦適宜的預(yù)先拋尾方式，螺旋溜槽預(yù)先拋尾的工藝條件以洗礦分級(jí)+0.212 mm粗粒磨礦至-0.074 mm占56.25%、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%、螺旋溜槽給礦礦漿速率3.0 m3/h為宜，在此基礎(chǔ)上可獲得產(chǎn)率為32.65%、錫品位為0.424%、錫回收率為81.43%的溜槽精礦。

（3）溜槽錫精礦搖床精選可獲得錫品位較高的搖床錫精礦，搖床錫精礦強(qiáng)磁選除鐵可獲得高品位合格錫精礦。

（4）最終推薦采用原礦洗礦分級(jí)，+0.212 mm粗粒磨礦至-0.074 mm占56.25%與-0.212 mm合并經(jīng)“螺旋溜槽預(yù)先拋尾—搖床精選—強(qiáng)磁選除鐵”的聯(lián)合工藝流程，可獲得產(chǎn)率為0.22%，錫品位41.860%，錫回收率為54.17%的錫精礦，及產(chǎn)率為0.68%，錫品位4.950%，錫回收率為19.80%的錫富中礦；錫精礦與錫富中礦累計(jì)回收率為73.97%，選礦產(chǎn)品含雜均不超標(biāo)，較好地實(shí)現(xiàn)了該錫礦的分選。