新型錫石捕收劑SN-705浮選試驗研究

葛英勇 魚光輝 鄧 坤 劉順兵 方 紀

（武漢理工大學資源與環境工程學院，湖北武漢430070）

錫礦中的錫石與其它脈石礦物比重差異大，重選工藝一直是處理錫礦最重要的選礦方法，但是重選對于粒度要求高，對-19 μm粒級物料分選效率低。又由于錫石有性質脆的特征，導致其在破碎磨礦作用中易產生較多的微細錫石顆粒，這部分錫石較難回收利用。隨著選礦技術進步，工業上通過浮選來輔助處理細粒錫石，提高了錫石的選礦效率［1］。

國內外對于錫石捕收劑研究顯示，錫石浮選捕收劑主要有脂肪酸類、胂酸類、有機膦酸類、烷基磺化琥珀酸鹽類、羥肟酸類［2-6］。脂肪酸捕收劑最早應用到浮選錫石中，該類捕收劑受礦漿中堿土金屬離子（Ca（Ⅱ）、Mg（Ⅱ））影響大，僅適用硅酸鹽類礦物為主要脈石的錫礦中。胂酸類捕收劑主要有對苯甲胂酸、混合苯甲胂酸、芐基胂酸，該類捕收劑含砷有毒性。有機膦酸類捕收劑中的苯乙烯膦酸（SPA）是具有較好選擇性的錫石捕收劑。烷基磺化琥珀酸鹽類捕收劑主要組成比較復雜，不同藥劑主要的成分一致，主要使用到A-22等。目前研究較多的羥肟酸類捕收劑有烷基羥肟酸和芳香基團羥肟酸（如水楊羥肟酸SHA和苯甲羥肟酸BHA），該類捕收劑由于其烴基結構性質的差異，不同種類羥肟酸對錫石顯示出了不同的選擇性與捕收性，其缺點是藥劑價格貴［7-13］。

隨著易選錫礦資源的不斷減少，在難選的錫石多金屬硫化礦開發利用中，常需要進行分級脫泥、除硫和除鐵后才進行浮選作業，作業環節多、流程長、藥劑單耗高導致選礦成本高［14-16］。因此，錫石浮選中高效環保捕收劑是重要的研究方向。本文研究一種新型羥肟酸類捕收劑SN-705，該藥劑有較長的碳鏈結構，實驗室試驗及工業試驗證明對錫石具有較強捕收能力，與傳統藥劑比較可大幅降低其用量。

1 試驗方法及藥劑簡介

1.1 試驗礦樣

試驗礦樣取自新田選廠-37 μm細粒錫石浮選段，試驗礦樣多元素分析及粒度分析結果見表1和表2。結合工藝礦物學分析結果，礦石主要脈石礦物有石英、綠泥石、云母等硅酸鹽類礦物，黃鐵礦、磁黃鐵礦等硫化礦物，以及方解石、螢石等礦物，其中目的礦物錫石與磁黃鐵礦、黃鐵礦緊密連生，較難分離。表2表明，給礦中-37 μm粒級占比達85.65%，錫金屬主要分布于-37 μm粒級中，占比達95.92%，屬于微細粒嵌布難選型錫礦。

1.2 試驗藥劑和方法

新田選礦廠在細粒錫石浮選段采用浮選—重選聯合作業得到合格錫精礦，舊藥劑方案導致選礦水中砷含量較高，存在安全環保問題。因此，擬通過環保捕收劑SN-705替代原先含砷藥劑組分。實驗室小試主要考察捕收劑SN-705的浮選效果，進行了藥劑制度試驗和開閉路試驗來確定工業試驗藥劑方案。工業試驗直接應用于現場工業生產當中，考察生產班樣指標。實驗室試驗閉路流程見圖1，工業試驗流程見圖2。

錫石浮選試驗主要藥劑有：礦漿pH調整劑Na2CO3，活化劑 KT-51，捕收劑 SN-705、YT-1、JSY-19，輔助捕收劑P86，起泡劑2#油。其中，捕收劑SN-705與YT-1都屬于錫石浮選羥肟酸類捕收劑，試驗中舊捕收劑采用n（YT-1）∶n（JSY-19）=3∶2配比而成。

2 試驗結果及討論

2.1 實驗室試驗

2.1.1 捕收劑用量試驗

捕收劑用量條件試驗結果見圖3。

由圖3可得，隨著捕收劑用量增多，應用SN-705浮選回收率變化趨勢較原捕收劑更緩，捕收劑SN-705用量1 000 g/t時取得最大錫回收率，為84.68%、品位為1.253%，由試驗現象觀察可知，SN-705捕收劑浮選泡沫更豐富。相比較原捕收劑指標，在SN-705用量500 g/t時，可以到達粗選精礦品位與和回收率為2.046%與78.99%。應用現場藥劑指標最佳時，用量為1 000 g/t，此時，錫品位1.772%、回收率78.56%。綜合考慮試驗泡沫情況、回收率及品位指標，選取SN-705用量600 g/t，此時獲得的指標為品位1.808%、回收率82.25%。試驗顯示出了SN-705較好的捕收能力。兩種捕收劑對比可知，開路粗選條件下SN-705在接近同樣指標下可以大幅度地減小捕收劑用量。

2.1.2 礦漿pH試驗

礦漿pH試驗結果見圖4。

由圖4可知，礦漿pH在7～8間時，回收率指標最大，跟相關文獻報道羥肟酸類捕收劑最佳浮選pH值吻合，依據粗選能收早收原則，選擇此條件為最佳pH條件。實際試驗中硫酸的加入會與礦物發生反應，短時間內降低了pH值，硫酸消耗完后pH又會變為7左右，這個過程影響捕收劑與礦物的作用。試驗中發現加入氫氧化鈉調高pH后，在掃選作業中出現泡沫發黏、不易消泡現象。

2.1.3 KT-51用量試驗

在細粒錫石浮選過程中，為了提高浮選效率加入活化劑是一種有效的辦法，研究表明羥肟酸類捕收劑浮選錫石體系中Pb（Ⅱ）是唯一的活化離子，適量的鉛離子對錫石浮選活化效果顯著。KT-51用量條件試驗結果見圖5。

由圖5可知，隨著活化劑KT-51的加入，錫石回收率明顯從零用量時的79.08%提到了400 g/t用量下的83.93%，隨著用量增加活化提升效應減弱。在用量為300 g/t時得到錫品位1.894%、回收率83.88%的精礦產品，其近似于400 g/t的指標且藥劑消耗少，選定KT-51用量為300 g/t。

2.1.4 P86用量試驗

P86用量條件試驗結果見圖6。

由圖6可知，P86的低加入量（10～30 g/t）條件下對于錫石浮選指標幾乎無明顯的影響，其主要起到調節泡沫作用。隨著用量加大，對錫石浮選捕收作用表現明顯，在加入到90 g/t達到最高回收率指標84.31%，此時錫品位1.879%。結合精礦指標及藥劑用量，選擇P86用量為60 g/t。

2.1.5 粗選濃度試驗

粗選濃度條件試驗結果見圖7。

由圖7可知，使用SN-705捕收劑，適當地提高浮選濃度能夠提高浮選回收率，但是試驗中過高的浮選濃度將會導致浮選過程泡沫量過多且發黏，不利于浮選的穩定運行。當粗選濃度40%時，得到的錫礦產品品位1.374%、回收率78.2%。考慮到浮選泡沫狀況，選定35%～40%作為合適的浮選濃度。

2.1.6 精選試驗

進行了1粗2精作業，精選采用空白精選，粗選捕收劑總用量600 g/t，流程如圖8所示，試驗結果見圖9。

圖9表明，兩者混合使用時，隨著YT-1配比的增加能夠大幅度地提高錫精礦的品位。在1∶1配比條件下，可以獲得精礦品位12.67%、回收率28.65%的開路指標。這說明了SN-705與YT-1捕收劑組合有較好的協同效應。

2.1.7 閉路試驗

基于開路試驗，按圖1所示閉路試驗流程開展捕收劑配比閉路試驗。保持捕收劑總用量600 g/t不變，SN-705與YT-1的用量比分別為1∶0、3∶1和1∶1。捕收劑不同配比閉路試驗結果見表3。

由表3可知，隨YT-1占比的提高有利于提高浮選錫精礦的品位，而錫回收率則隨著YT-1的比例提高而下降，兩者混合使用既能保證精礦品位和回收率，又可以適當降低藥劑總用量。

2.2 工業試驗

工業試驗作業流程如圖2所示，試驗進行了第一階段調優試驗和第二階段為期一個月時段的穩定運行試驗。工業調優試驗中發現，使用捕收劑SN-705時，捕收劑單耗低，但存在泡沫量大、泡沫發黏問題；使用YT-1捕收劑生產穩定性好，但單耗高，經過不斷調整改進捕收劑使用條件，最終確定組合比例方案進行穩定生產工業試驗，捕收劑使用方案為：n（YT-1）∶n（SN-705）∶n（NaOH）∶n（Na2CO3）=4∶1∶1∶2，該條件下實現了現場穩定生產運行，試驗指標統計如圖10與圖11所示。

新藥劑制度統計時間為2019年11月11日至12月10日為期一個月時間段，舊藥劑制度統計時間為2019年1月初至8月底累計。由表4和表5可知，工業試驗證實了新型錫石SN-705捕收劑對都龍礦區錫石的適用性，新的環保組合藥劑制度捕收劑單耗比舊藥劑制度相對原礦低了93.30 g/t，節約了錫石浮選捕收劑消耗，并且加入強捕收能力的SN-705捕收劑后，新藥劑富集比為19.12比舊藥劑22.67稍低，但錫石作業回收率提高了3.042個百分點，浮選指標良好。

2.3 環境及經濟效益

螯合捕收劑SN-705本身無對環境有毒有害元素，且捕收劑的生產合成中不含有害組分原料，理論上滿足對捕收劑的環保無害要求。由水質樣化驗結果表6可知，在選廠水循環使用中，給礦水質As含量由舊藥劑0.527 mg/L降低至0.040 mg/L，新捕收劑方案使用后As含量較原藥劑降低一個數量級以上，符合選廠對藥劑的安全環保要求，其它檢測指標均無較大波動。因此，新型錫石浮選藥劑SN-705的使用不會對環境造成負面影響，且能有效降低選礦水中的砷含量，滿足選礦廠對藥劑的安全環保要求，環保效益顯著。

表7為采用新藥劑后計算得到的經濟效益，新藥劑制度較舊藥劑制度相對原礦處理上單位礦量節約藥劑成本2.2元，按照新田選礦車間日處理原礦量8 000 t，年生產330 d計算，可節約藥劑成本：8 000×330×2.2=580.08萬元/a，經濟效益顯著。

3 結 論

（1）小型試驗證明捕收劑SN-705有較強捕收能力，YT-1有較優選擇性，兩者組合使用，在保證Sn品位的同時，既能提高錫石回收率，又能降低藥劑用量。工業試驗捕收劑使用方案為：n（YT-1）∶n（SN-705）∶n（NaOH）∶n（Na2CO3）=4∶1∶1∶2，結果表明，新藥劑富集比為19.12比舊藥劑22.67稍低，但錫石作業回收率提高了3.042個百分點，浮選指標良好，發揮了YT-1和SN-705組合使用的協同作用。

（2）選礦水質樣化驗結果表明新藥劑相比舊藥劑大幅度降低了選礦水中砷含量，其中尾礦水中砷含量從0.565 mg/L降至0.049 mg/L，環保效益顯著。同時，由于新型捕收劑SN-705的強捕收能力，在組合捕收劑條件下，降低了浮選藥劑單耗，據測算年可節約生產成本約580萬元，經濟效益顯著。