锡矿尾矿多金属联合分选综合利用试验研究.pdf

2 0 1 8 年第4 期有色金属 选矿部分4 1 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 8 ．0 4 ．0 0 9 锡矿尾矿多金属联合分选综合利用试验研究 邱丽娜1 ，张旭2 ，赵志强3 ，周锡林4 1 ．中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，昆明6 5 0 0 5 1 ； 2 ．河北地质大学宝石与材料工艺学院，石家庄0 5 0 0 3 1 ； 3 ．北京矿冶科技集团有限公司，北京1 0 0 1 6 0 ； 4 ．中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，昆明6 5 0 0 5 1 摘要对高硫高砷的锡尾矿的矿石性质、工艺矿物学、尾矿中金属元素的赋存状态及共生特性等进行了分析。 根据锡尾矿的矿石特性进行了分选工艺流程及浮选药剂的研究，确定采用“磁选一浮选一重选一浮选”联合分选的工 艺流程，取得较好的选矿指标，达到了综合回收利用的目的。 关键词锡尾矿；联合工艺；选矿指标；综合回收 中图分类号T D 9 5 2 ．4 ；T D 9 2 3文献标志码A文章编号1 6 7 l _ 9 4 9 2 2 0 1 8 0 4 删l 旬5 S t u d yo nC o m p r e h e 璐i v eU t i H z a t i o no fM u l t i ．m e t a lf r o mt h eT i nM i n e T a i l i n g s 稍t haC o m b i n e dS e p a r a t i o nM e t h o d Q l Ub n 8 J 。Z H A N Gx u ‘。z H A oz h 岫泌n g 二，z H o UX a 甜 ，．他凡m 垤脚￡岵D e s 泖慨比M ￡eQ 厂劬￡船Ⅳo 咖r r D w 胁￡o b 慨f 嬲町c 0 ．，厶d ，勋凡施昭舒D 町J ，吼i 胍； 2 ．S c h o o l G e m o l o 酚n n dM 8 钯哟l sT e c h ∞l o g y ，H e b e iG E 0U n 洫r s i t y ，S h 苟池h 眦n g0 5 。0 3i ，C h 飙； 3 ．B G 础M MT e c h n o l 0 到G r o u p ，B e 吗讯gl o o i 6 0 ，C h h m ； 4 缸n 玑啦P r 0 印c ￡垤D 黜咖饥m u 把旷吼i 耽Ⅳ0 咖肋凇舰以，，以瑚町c o ．，儿正，‰n m 吆6 5 0 ∞J ，吼i M A b s t r a c t I nt h i sp a p e r ，o r ep r o p e n i e s ，t e c h n o l o 舀c a lm i n e r a l o g y ，t h eo c c u r r e n c eo ft h em e t a le l e m e n t sw e r e a n a l y z e df b rt h eh i g hs u l p h u r i ca n da r s e n i ct i nt a i l i n g s ．A c c o r d i n gt ot h e o r ec h a r a c t e r i s t i c so ft i nt a i l i n g s ，t h e s e p a r a t i o np m c e s sn o wa n dn o t a t i o nr e a g e n t sw e r es t u d i e d ．T h ec o m b i n e ds e p a r a t i o np m c e s s o f ”m a g n e t i c s e p a r a t i o n ．n o a t a t i o n h e a v ys e p a r a t i o n n o t a t i o n ” w a su s e df b rt h et i n t a i l i n g sa n dg o o dm i n e r a lp r o c e s s i n g p e r f o 瑚a n c ea n dc o m p r e h e n s i V er e c o V e r yw e r ea c h i e V e di nt h ep m c e s s ． K e yw o r d s t i nt a i l i n g s ；c o m b i n e dp r o c e s s ；m i n e r a lp r o c e s s i n gp e d ’0 珊a n c e ；c o m p r e h e n s i v er e c o V e r y 随着社会经济的快速发展，传统粗放型矿产开 发方式使得我国矿产资源短缺矛盾越来越突出，且 环境压力越来越大之J 。开发尾矿资源、大力发展 循环经济、提高资源利用率，是解决矿产资源和环境 制约社会经济发展的主要途径‘3 圳。矿产开发中产 生的尾矿既是矿山的固体废弃物，但同时它也是一 种有用的宝贵资源。锡是一种国民经济中重要的金 属原料，随着锡矿资源开发程度的加大，原生锡矿资 源急剧减少，锡矿品位逐年降低，使得锡尾矿二次资 源综合利用显得越发重要∞’5 一o 。锡尾矿中存在铜、 铅、锌、钨、铁、锰等多种金属资源，如何实现多金属 回收利用具有重大的现实意义∽。⋯。个旧锡矿是我 收稿日期2 叭8 旬1 - 2 9修回日期2 0 1 8 _ 0 6 1 3 作者简介邱丽娜 1 9 8 4 一 ，女，云南昆明人，硕士，工程师。 国重要的锡金属生产基地，长期矿产资源开发产生 了大量的锡尾矿，锡尾矿存在品位低，结晶粒度细， 含泥量高，锡石与铁矿物共生关系复杂的特 点卜1 2J 。文中对个旧锡尾矿进行了矿石性质分析， 查明了锡尾矿中锡、铜、砷等元素的赋存状态及共生 特性，进行了选矿综合回收试验。 1 试验 1 ．1 试样矿物性质 试样来自云锡某分公司锡矿尾矿，该试样中含 有 质量分数 铜O ．4 7 ％、锡o ．1 4 ％、铁4 6 ．8 3 ％、硫 3 4 ．0 9 ％和砷2 ．7 4 ％。试样中金属矿物主要为含量 万方数据 ．4 2 ．有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第4 期 占5 0 ％以上的磁黄铁矿，其次为黄铁矿、黄铜矿、铁 闪锌矿、方铅矿、锡石、毒砂，以及少许辉钼矿、白钨 矿、辉铋矿、自然铋、金红石、锆石等。脉石矿物有方 解石、金云母、黑云母、石英、萤石等。试样中黄铜 矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、石英、锡石、长石等矿物 表1 T a b l el 之间共生关系复杂，嵌布粒度细，锡石结晶粒度细。 试样中锡矿物主要以锡石的形式存在，铜矿物主要 为硫化铜，次生硫化铜、原生硫化铜，铁矿物主要为 磁性铁矿 磁铁矿和磁黄铁矿 及黄铁矿，试样中 锡、铜、铁物相分析结果见表l 。 锡、铜、铁物相分析结果 A n a l y s i sr e s u l t so ft i n ，c o p p e ra n di r o np h a s e ／％ 从表1 可以看出，锡矿物主要以锡石锡的形式 存在，其分布率为9 0 ．9 1 ％。铜矿物主要为硫化铜， 原生硫化铜、次生硫化铜的占有率为8 6 ．6 3 ％，结合 铜、氧化铜的占有率分别为3 ．1 2 ％和1 0 ．2 5 ％。铁 矿物主要为磁铁矿、黄铁矿及磁黄铁矿的占有率分 别为6 9 ．2 7 ％和1 7 ．8 3 ％，赤 褐 铁矿、菱铁矿等氧 化铁矿的占有率为1 2 ．9 ％。 表2 T a b l e2 1 ．2 试样粒度分析 试样的嵌布粒度大小较为均匀，主要粒度范围 在1 0 ～7 4 斗m 、一7 4 m 的含量达到8 2 ．8 4 ％。铜、 硫、铁、锡金属的分布率主要集中于该粒级，另外铁、 硫品位从粗粒级向细粒级逐渐降低，铜的品位在 一7 4 1 9 斗m 粒级略高，锡品位从粗粒级向细粒级 呈逐渐降低的趋势，小于1 0 m 粒级的有价金属较 难回收，试样粒度分析见表2 。 试样粒度组成分析 A n a l y s i so ft h ec o m p o s i t i o no fs a m p l es i z e ／％ 1 ．3 试验方法 根据该尾矿的矿物学分析，主要针对该试样中 的黄铁矿、硫化铜矿、锡石和毒砂进行分选回收。本 研究采用磁选一浮选一重选一浮选联合选矿流程对 该尾矿进行分选，利用磁选可以得到磁黄铁矿，磁选 后的非磁性产品采用抑砷浮选铜硫的方式实现黄铜 矿和黄铁矿与毒砂的分离，浮选尾矿进行重选分离 得到锡砷混合精矿，锡砷混合精矿浮选分离得到含 锡精矿和含砷精矿，其中含锡精矿可作为锡富中矿 进入其它分选流程。 2 结果与讨论 2 ．1 磁黄铁矿的分选试验 磁黄铁矿的化学组成、物理性质和晶体结构决 定其表面易氧化程度、脆性、易泥化程度等特性，因 此磁铁矿存在往往对浮选流程具有极大影响。同 时，磁黄铁矿具有一定的磁性，通过磁选可以分离磁 黄铁矿，进而回收磁黄铁矿及减少其对后续流程的 影响。磁选采用一次粗选一次扫选流程，在磁场强 度为2 0 0m T 时，磁选结果见表3 。 万方数据 2 0 1 8 年第4 期 邱丽娜等锡矿尾矿多金属联合分选综合利用试验研究 4 3 2 ．2 黄铜矿和黄铁矿的分选试验 磁选脱除磁黄铁矿后，其尾矿采用优先浮选工 艺抑制尾矿中的毒砂分别浮选黄铜矿和黄铁矿，黄 铜矿和黄铁矿的分选试验流程见图1 。浮选采用常 规浮选药剂石灰作为浮选矿浆的p H 值调整剂兼 黄铁矿及毒砂；腐殖酸钠作为黄铁矿和毒砂的抑制 剂；丁基黄药与乙基黄药的混合黄药作为黄铜矿和 黄铁矿的捕收剂；松醇油作为起泡剂。针对混合黄 药 丁基黄药乙基黄药为1 1 药剂用量和腐殖酸 钠用量进行了黄铜矿和黄铁矿的浮选分离试验，粗 选分离试验结果见图2 腐植酸钠3 0 0g ／t 和图3 混合黄药6 0g ／t 。黄铜矿和黄铁矿的浮选分离 后，粗选分离精矿经两次精选得到铜精矿，粗选分离 尾矿进行浮选黄铁矿，经三次浮选得到硫精矿，具体 试验结果见表4 。 药剂 浮选 下同 图l 黄铜矿和黄铁矿的分选试验流程 F i g ．1S e p a r a t i o nt e s tn o wo f c h a l c o p y r i t ea n dp y r i t e 通过图2 混合黄药的用量试验结果可以看出， 随着捕收剂用量增加，铜精矿中铜回收率随着用量 的增加而提高，而铜品位也是随之逐渐降低，考虑铜 粗选回收率及品位变化，当捕收剂用量为6 0g ／t 时， 图2 捕收剂用量对黄铜矿粗选的影响 F i g ．2 C o l l e c t o re f f e c to nc o a r s en o t a t i o n o fc h a l c 叩y r i t e 图3 抑制剂用量对黄铜矿粗选的影响 F i g ．3D e p r e s s o re 能c t0 nc o a r s en o t a t i o n o fc h a l c o p y r i t e 铜粗选精矿的回收率和品位比较符合粗选，以及后 续工序要求，因此黄铜矿粗选采用混合黄药6 0g ／t 较为合适。图3 的抑制剂 腐殖酸钠 用量试验结 果表明，随着抑制剂用量增加，铜粗选精矿的铜品位 随着药剂用量增加而上升，回收率随着药剂用量增 加而下降，然而，当腐殖酸钠用量增到2 0 0g ／t 后，铜 粗选精矿的铜回收率急剧下降，但铜粗选精矿品位 上升不大，因此腐殖酸钠的用量以2 0 0g ／t 较合适。 根据黄铜矿粗选药剂试验，黄铜矿和黄铁矿的分选 试验流程及药剂制度如图2 ，试验结果见表4 。 万方数据 4 4 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第4 期 表4黄铜矿和黄铁矿的分选试验结果 ％l e4S e p a m t i o nt e s tr e s u l t s0 fc h 如p y l i t ea n dp y l i t e 产品名称 品位／％ 回收率／％ SC uA sS C uA s 3 6 ．1 25 ．8 6O ．2 4 2 ．7 93 1 ．3 8O ．2 5 3 5 ．4 01 ．8 7O ．5 2 7 ．0 42 5 ．7 91 ．3 3 3 5 ．0 3O ．4 61 ．7 82 0 ．4 51 8 ．6 l1 3 ．2 8 3 0 ．1 3O ．1 15 ．9 63 3 ．1 28 ．2 68 1 ．1 3 3 2 ．4 0O ．6 33 ．9 06 2 ．4 08 4 ．0 49 5 ．9 9 铜精矿 铜中矿 硫精矿 尾矿 给矿 磁选尾矿 2 ．3 锡石和毒砂的分选试验 浮选尾矿中锡以锡石的形式赋存，且占整个尾 矿中锡金属的9 0 ．9 l ％，少数的锡石在显微镜下可 见，其大部分的锡石呈细粒或微细粒状态包裹或嵌 布于尾矿的金属和脉石矿物中，还有很少的酸溶锡。 尾矿中的砷矿物主要为毒砂、砷钙铜矿、砷黝铜矿 等，主要为毒砂矿物，毒砂的结晶粒度较粗，单体解 离好，与尾矿中的铜、锡关系密切。根据尾矿中锡石 和毒砂的矿物特点，采用重选一浮选联合工艺处理， 试验流程及药剂制度如图4 。重选一浮选联合工艺 中浮选采用硫酸作为p H 值调整剂，硫酸铜作为活 化剂，混合黄药 丁基黄药乙基黄药 l 1 作为捕 收剂对重选精矿进行浮选分离得到含砷精矿和锡富 中矿，p H 值大小和硫酸铜活化剂用量对含砷矿物浮 选影响分别见图5 硫酸铜用量2 0 0g ／t ，捕收剂 6 0g ／t ，松油1 0g ／t 和图6 p H 值为6 ．0 ，捕收剂 6 0g ／t ，松油1 0g ／t ，锡石与毒砂分选的试验结果见 表5 。 图5p H 值大小对含砷矿物浮选的影响 F i g ．5p He f - f e c t mn o t a t i o nf r o mt h em a t e r i a l s 图6C u s o 。用量对含砷矿物浮选的影响 F i g ．6C u S 0 4e 雎c to nn o t a t i o n f 而mt h em a t e I i a l s 达到2 4 ．2 9 ％的分选效果。硫酸铜活化剂用量对 含砷矿物浮选的影响表明，硫酸铜可以有效活化 物料中的含砷矿物，随着活化剂硫酸铜用量的增 加，砷精矿的回收率明显上升品位逐渐下降，当硫 酸铜用量大于3 0 0g ／t 时，回收率由原来的上升趋 势转为下降，因此，硫酸铜用量3 0 0g ／t 时最为 合适。 表5锡砷物料浮选试验指标 T a b l e5n o I a t i 帆d a t ao ft i na n da I s e m cs u p p h e dH m 耐a l s 图4重选一浮选联合试验流程 产品名称 F i g ．4 n o w s h e e to fg r a v i t ys e p a 饱t i o n n o t a t i o n s e p a r a t i o nc o m b i n e dp D o c e s s 通过p H 值大小对含砷矿物浮选的影响，可以 看出随着p H 值增大，含砷精矿品位逐渐下降，且在 p H 值为6 ．0 以前，品位下降缓慢，回收率逐渐上升， 当p H 值大于6 ．0 时含砷精矿品位随p H 值增大加 速下降，同时回收率也逐渐下降，综合考虑p H 值为 6 ．O 时，可以实现含砷精矿品位为2 8 ．4 6 ％，回收率 品位／％回收率／％ 砷精矿 锡富中矿 浮选给矿 重选精矿 重选尾矿 重选给矿 3 1 ．2 32 7 ．7 0o ．∞92 ．4 02 7 ．0 8 1 ．3 2 ”．6 21 0 ．6 2 3 ．4 7 20 ．9 44 ．0 72 6 ．0 4 3 1 ．3 3 2 2 ．6 81 ．0 33 ．3 43 1 ．1 52 7 ．3 6 3 1 ．0 44 ．0 8O ．1 4 7 2 9 ．7 8 4 9 ．9 83 4 ．9 3 3 0 ．1 35 ．9 60 ．2 3 4 3 3 ．1 28 1 ．1 36 2 ．2 9 2 ．4 锡矿尾矿多金属联合分选综合利用试验结果 对某锡矿尾矿进行了多金属联合分选试验研 究，结果表明采用“磁选一浮选一重选一浮选”工艺 万方数据 2 0 1 8 年第4 期 邱丽娜等锡矿尾矿多金属联合分选综合利用试验研究4 5 ． 流程 见图1 ，可以获得好的选矿指标。试验产品 主要有铜粗精矿、锡富中矿、硫精矿，除主要金属铜、 表6 T a b l e6 锡得到回收外，硫、铁等也得到回收，具体试验结果 见表6 。 试验汇总指标 T e s ts u m m a r yd a t a 3结论 1 该尾矿含有 质量分数 铜0 ．4 7 ％、锡 0 ．1 4 ％、铁4 6 ．8 3 ％、硫3 4 ．0 9 ％和砷2 ．7 4 ％，均具 有综合利用回收的价值；尾矿中锡矿物主要以锡石 的形式存在，铜矿物主要为硫化铜，铁矿物主要为 磁性铁矿及黄铁矿；尾矿中一7 4 m 的颗粒含量 占8 2 ．8 4 ％，其中主要粒度范围在一7 4 1 0 “m ，需 要选用联合分选的流程对尾矿中多种金属进行 回收。 2 磁选可以分离磁黄铁矿，进而回收磁黄铁矿 及减少其对后续流程的影响，并得到部分硫精矿；磁 选脱除磁黄铁矿后，其尾矿采用优先浮选工艺抑制 尾矿中的毒砂分别浮选黄铜矿和黄铁矿；在石灰 5k g ／t 、混合黄药6 0g ／t 、腐殖酸钠2 0 0g ／t 和松油 1 0g ／t 浮选条件下可以取得较好的粗选分离效果， 粗选分离精矿经两次精选得到铜品位2 ．9 9 ％和回 收率5 7 ．1 7 ％的铜精矿。 3 采用重选一浮选联合工艺处理对浮选黄铜 矿和黄铁矿后的尾矿进行了处理，在一定条件下对 重选精矿进行浮选分离可以得到锡品位3 ．4 7 2 ％和 回收率2 6 ．0 4 ％的锡富中矿。 4 对某锡矿尾矿多金属联合分选综合利用试 验研究表明，采用“磁选一浮选一重选一浮选”联合 分选流程，可以有效回收含铜、锡、硫等伴生元素，实 现了该锡矿尾矿的有效利用。 参考文献 [ 1 ] 常前发，王运敏．我国尾矿综合利用的现状及对策[ J ] ． 中国矿业，1 9 9 9 2 2 0 ．2 4 ． [ 2 ] 孙虎，王建平，王玉峰，等．我国锡矿开发利用现状及 可持续发展建议[ J ] ．资源与产业，2 0 1 2 ，1 4 4 5 8 _ 6 2 ． [ 3 ] 吕昊子，童雄，谢贤，等．含硫低品位锡尾矿的综合 利用[ J ] ．武汉工程大学学报，2 0 1 5 ，3 7 5 1 l 一1 7 ． [ 4 ] R A D z I A HO ，s H A M s u D D I NzH ． G m w t ho fs e s b a n i a m s t r a t ao nd i f k r e n t c o m p o n e n t so f t i n t a i l i n g s[ J ] ． P e n a n i k a ，1 9 9 0 ，1 3 1 9 - 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