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. 攀枝花學院釩鈦學院, 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生過粉碎現象，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、浮選和化學選礦法適當聯合，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錫石與它們的分離，而導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，應重視其它選礦方法與重選法的聯合使用，同時盡量減少物料過磨、在正式分選前增加預先脫泥拋尾作業。其中，減少物料過磨的方法主要有：磨礦前預先洗礦分級、階段磨礦階段選別和精確化裝補鋼球等[7]；正式分選前增加預先脫泥拋尾作業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，重選預先脫泥拋尾的方法主要有：旋流器預先拋尾、螺旋溜槽預先拋尾等。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、雜難選錫礦的開發利用具有重要的現實意義。

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。長期以來由于經濟技術不可行，該礦石一直未得到開發利用，本文旨在對該礦樣進行試樣性質研究的基礎上，開展該錫石礦重-磁選工藝研究，為該礦的開發利用提供技術方案與依據。

1 試樣性質

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，但裂紋十分發育，正交下干涉色很高，具近似珍珠暈彩，聚片雙晶發育，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。試樣化學多元素分析結果見表1、錫物相分析結果見表2、3，試樣破碎至-12 mm后的粒度組成分析結果見表4。

表1 試樣化學多元素分析結果/%Table 1 Multi-element analysis results of test samples

表2 試樣錫物相分析結果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先脫泥拋尾。

表3 試樣鐵物相分析結果Table 3 Analysis results of iron phases

表4 試樣粒度組成分析結果Table 4 Particle size analysis of test samples

2 實驗儀器、設備及方法

2.1 主要儀器與設備

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，從節約投資，降低過磨，減少實際生產中粉礦倉的堵塞和提高磨礦給礦的穩定性等方面考慮，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備對低品位、高泥錫礦有較好脫泥拋尾作用的設備[7]，對原礦進行預先拋尾，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

螺旋溜槽拋尾的產品由截礦器截取，截礦器精礦端寬寬度對溜槽精礦產率有較大影響，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，經螺旋溜槽預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。現有結果初步表明，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

根據以上研究結果，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，獲得的實驗結果見表7，選礦產品多元素分析結果見表8。由表7、表8可知，全流程擴大實驗可獲得產率為0.21%、錫品位41.32%、錫回收率為52.27%的合格錫精礦，及產率為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%。錫精礦質量達到了YS/T339-2011標準中一類Ⅶ品級精礦質量要求。

表8 選礦產品化學分析結果/%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 全流程擴大實驗結果Table 7 Expanded test results of the whole process

4 結論

（1）云南昌寧錫礦含Sn 0.166%，含TFe 4.74%，泥化現象嚴重，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先拋尾-搖床精選-強磁選除鐵的選礦工藝流程，獲得了產率為0.21%，Sn品位41.32%，Sn回收率為52.27%的合格錫精礦，及產率為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%。錫精礦質量達到了YS/T 339-2011標準中一類VII品級精礦質量要求，較好地實現了該錫石礦的分選。