高硅细粒锡石的试验研究.pdf

2 0 1 8 年第1 期有色金属 选矿部分 4 3 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 1 ．0 0 9 高硅细粒锡石的试验研究 何名飞1 ’2 ⋯，高玉德1 ’2 ⋯，孟庆波1 ’2 ’3 ，左珍新1 ’2 ’3 1 ．广东省资源综合利用研究所，广州5 1 0 6 5 0 ； 2 ．稀有金属分离与综合利用国家重点实验室，广州5 1 0 6 5 0 ； 3 ．广东省矿产资源开发和综合利用重点实验室，广州5 1 0 6 5 0 摘要提高尾矿资源综合利用水平是选矿技术未来的发展趋势，针对重选后的高硅细粒级锡石尾矿，采用一 种新的环保高效选矿工艺，大幅度提高了该尾矿锡石的综合回收。当给矿锡品位1 ．2 4 ％时，全流程闭路试验可获得 锡精矿含锡3 2 ．1 7 ％，回收率7 5 ．3 8 ％的选矿指标。 关键词高硅细粒锡石；浮选；立磨机；水杨羟肟酸 中图分类号T D 9 5 2 ．4 ；文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 8 0 1 - 0 0 4 3 - 0 5 T h eS t u d yo fH i g hS i l i c o nF i n eC a s s i t e r i t eF l o t a t i o nP e r f o r m a n c e H EM i n g f e i 7 2 ⋯，G A OY u d e 。’2 ⋯，M E N GQ i n g b 0 7 ’2 ⋯，Z U OZ h e n x i n 7 ’2 ，3 J ．G u a n g d o n gI n s t i t u t eo fR e s o u r c e sC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o n ，G u a n g z h o u5 1 0 6 5 0 ，C h i n a ； 2 ．S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fR a r eM e t a l sS e p a r a t i o na n dC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o n ，G u a n g z h o u5 1 0 6 5 0 ，C h i n a ； 3 ．G u a n g d o n gP r o v i n c eK e yL a b o r a t o r yo fM i n e r a lR e s o u r c e sD e v e l o p m e n ta n d C o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o n ，G u a n g z h o u5 1 0 6 5 0 ，C h i n a A b s t r a c t I ti sat r e n di nd e v e l o p m e n to fm i n e r a lp r o c e s s i n gt e c h n o l o g yt oi m p r o v et h el e v e lo ft a i l i n g s c o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o ni nt h ef u t u r e ．T h i st h e s i sf o c u s e so nt h eh i g hs i l i c o nf i n ec a s s i t e r i t e ，w h i c hi st h et a i l i n g s o fg r a v i t ys e p a r a t i o n ，d e v e l o p e dan e wk i n do fe n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na n dh i g he f f i c i e n c ym i n e r a lp r o c e s s i n g t e c h n o l o g y ．I tg r e a t l yi m p r o v e sc a s s i t e r i t ec o m p r e h e n s i v er e c y c l i n go ft h et a i l i n g s ．A f t e rc o m p l e t ec l o s e d c i r c u i tf l o w t e s t ，t h et i nc o n c e n t r a t ew i t hS ng r a d eo f3 2 ．1 7 ％a n dr e c o v e r yr a t i oo f7 5 ．3 8 ％w a so b t a i n e d ． K e yw o r d s h i g hs i l i c o nf i n ec a s s i t e r i t e ；f l o t a t i o n ；v e r t i c a ls t i r r e dm i l l ；s a l i c y l h y d r o x a m i ca c i d 锡石传统分选方法一般采用重选，原矿中细粒 嵌布的锡石以及在碎磨过程中泥化的锡矿物，在水 力和机械分级机作用下，微细粒锡石易飘浮在矿浆 表面，不可避免地随溢流而损失，采用重选得不到有 效回收，因此浮选成为回收微细粒锡石、减少锡金属 损失的最有效方法引。经过多年的努力，科研人 员对细粒锡石浮选机理做了大量的研究工作旧引， 研发出多种微细粒锡石浮选新方法、新工艺，比如选 表1 T a b l e1 择性絮凝、载体浮选、油团聚等，微细粒锡石浮选已 经在工业上得到广泛应用。本试验针对高硅细粒锡 石重选尾矿进行浮选试验研究。 1 试验原料及性质 试验原料来自缅甸佤邦矿，经浮选脱硫，重选回 收锡后的尾矿产品，矿物组成及多元素分析结果分 别见表1 、表2 ，粒度分析结果见表3 。 尾矿矿物组成 M i n e r a lc o m p o s i t i o no ft a i l i n g s，％ 基金项目广东省科学院创新人才引进资助专项 2 0 1 7 G D A s c x 旬8 4 0 ；广东省科学院创新平台能力建设项目 2 0 1 6 G D A S P T - 0 2 1 M 收稿日期2 0 1 7 - 0 5 - 0 3修回日期2 0 1 7 - 1 2 1 8 作者简介何名飞 1 9 8 0 ． ，男，湖南永兴人，博士，工程师。 万方数据 “有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第1 期 表3 尾矿粒级分布 T a b l e3P a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o no ft a i l i n g sf ％ 尾矿性质研究结果表明，矿石主要有以下特点 锡的品位较高1 ．2 4 ％；脉石矿物以石英为主，占矿 物总量的7 0 ．1 2 ％，其次是方解石及白云石； 7 4 m 粒级产率占4 7 ．2 1 ％，锡金属分布率占1 2 ．3 9 ％。 2 试验方案、设备及药剂 由表3 粒度分析结果可知， 1 0 0 斗m 粒级产率 大，锡金属分布率低 1 1 ．7 7 ％ ，使用隔筛抛尾，除 去 1 0 0 斗m 以上的粒级矿物。可以丢掉4 7 ．2 1 ％ 的产率，减少再磨量，大大降低磨矿成本；提高人选 品位，筛下产品锡品位提高到2 ．0 5 ％；减少浮选给 矿量及浮选药剂用量，降低选矿成本。筛下产品锡 石的解离度如表4 所示，结果表明，在当前磨矿细度 条件下，锡石的解离情况较差，需进行再磨。矿石粒 级相应进一步减小，如再使用重选的方法回收，其效 果必然不理想；也可采用烟化炉硫化挥发回收锡，由 于硅含量高，在高温条件，石英易熔化成玻璃晶质， 石英中锡矿物挥发困难，回收率很低。本试验方案 考虑浮选回收锡矿物。 表4锡石的单体解离度特征表 T a b l e4T h et a b l eo fm o n o m e rd i s s o c i a t i o n c h a r a c t e r i s t i cf o rt i n s t o n e／％ 解离水平 区间≯肜累计≯膨 采用q 1 5 0 1 0 0 型锥形球磨机和J M - 2 6 0 型立 式螺旋搅拌磨矿机进行磨矿对比试验。浮选条件试 验在1 ．5L 和0 ．5L 单槽浮选机中进行，试验流程 如图1 所示，按抑制剂，活化剂，捕收剂的加药顺序 进行调浆浮选。浮选捕收剂有水杨羟肟酸、苄基胂 酸、苯乙烯磷酸、G Y B ，浮锡脉石抑制剂有木质素、水 玻璃、六偏磷酸钠、氟硅酸钠，锡石活化剂硝酸铅。 给矿 3 抑制剂 3 活化剂 2 捕收剂 粗 选 药剂用量单位g ／t ； 搅拌、浮选时间单位m i n 下同 产品尾矿 图1 浮选条件试验工艺流程图 F i g ．1 H o ws h e e to ff l o t a t i o nc o n d i t i o n a lt e s t 3 试验研究及结果 3 ．1 磨矿试验 综上所述，锡石嵌布粒度细，单体解离度低，需 进行再磨矿，本试验选用两种不同的再磨设备，锥形 球磨机与立磨机，进行磨矿效率对比试验。一1 0 0 斗m 粒级不分级直接入磨，再磨后的粒级分布及单 体解离度结果分别见表5 ～表8 。 经球磨机再磨后一7 5 1 0 斗m 粒级产率占 6 0 ．3 8 ％，此粒级区间锡金属分布率5 9 ％；而立磨机 再磨后一7 5 1 0 斗m 粒级产率占7 0 ．5 ％，该区间锡 金属分布率7 0 ．3 6 ％。锡石矿物在一7 5 1 0 肛m 粒 级区间可浮性较好，粒度大于7 5 斗m 或小于1 0 m 不利于锡矿物的浮选。锡石的区间解离度结果表 明，立磨机3 ／4 完全累计解离度为8 1 ．6 2 ％，球磨机 累计解离度只有为6 9 ．8 7 ％，立磨机明显占优。 立磨机是一种立式螺旋搅拌磨机，因其磨矿效 率高、能耗低、磨矿介质单耗低、维修管理方便等优 点，广泛应用于物料细磨∞剖。结合上述分析结果， 使用立磨机做为本次试验的再磨设备。 万方数据 2 0 1 8 年第1 期何名飞等高硅细粒锡石的试验研究 4 5 表5球磨机再磨后粒级及金属量分布率 T a b l e5P a r t i c l es i z ea n dm e t a lc o n t e n t d i s t r i b u t i o na f t e rb a l lm i l lr e g r i n d i n g ，％ 表6球磨机再磨后锡石的单体解离度特征 T a b l e6M o n o m e rd i s s o c i a t i o nc h a r a c t e r i s t i c a f t e rb a l lm i l lr e g r i n d i n g／％ 解离水平 区间 影累计≯影 表7立磨机再磨后粒级及金属量分布率 T a b l e7P a r t i c l es i z ea n dm e t a lc o n t e n td i s t r i b u t i o n a f t e rv e r t i c a lm i l lr e g r i n d i n g／％ 表8立磨机再磨后锡石的单体解离度特征 T a b l e8M o n o m e rd i s s o c i a t i o nc h a r a c t e r i s t i c a f t e rv e r t i c a lm i l lr e g r i n d i n g，％ 解离水平 区间解离度／累计解离度／ ％％ 3 ．2 浮选试验 细粒锡石浮选回收，国内外选矿科研人员开发 了很多效果较好的工艺及药剂‘9 ，1 0 1 ，主要的浮锡捕 收剂有胂酸类和磷酸类，水杨羟肟酸因其捕收能力 强，选择性好，毒性低等优点，应用最广泛；浮锡脉石 抑制剂有木质素，水玻璃，六偏磷酸钠，氟硅酸钠等， 锡石活化剂应用最多的是硝酸铅；本试验研究针对 高硅细粒锡石特点，进行了不同种类的捕收剂，抑制 剂的浮选试验，以及活化剂硝酸铅的用量试验，选择 最佳的药剂制度。 3 ．2 。l 不同种类捕收剂用量试验 选择水杨羟肟酸，苄基胂酸，苯乙烯磷酸，G Y B 作锡石矿物的捕收剂，考查其用量对锡石回收率及 品位的影响，试验条件及结果如图2 和图3 所示。 图2 不同种类捕收剂用量对 锡石浮选回收率的影响 p I - I 值7 ．2 F i g ．2 T h ei n f l u e n c eo fc o l l e c t o r sd o s a g eo n r e c o v e r yo fc a s s i t e r i t ef l o t a t i o n p Hv a l u e7 ．2 图3 不同种类捕收剂用量对 锡石浮选品位的影响 p I - I 值7 ．2 F i g ．3 T h ei n f l u e n c eo fc o l l e c t o r sd o s a g eo n g r a d eo fc a s s i t e r i t ef l o t a t i o n p Hv a l u e7 ．2 水杨羟肟酸对高硅锡石的捕收能力最强，然后 依次是G Y B 、苄基胂酸，苯乙烯磷酸。水杨羟肟酸用 量1 ．2k g ／t 时，给矿经一次粗选，锡的回收率 万方数据 ．4 6 ．有色t - , t L 选矿部分 2 0 1 8 年第1 期 一 7 6 ．3 5 ％，品位1 0 ．5 ％，增加其用量，锡石回收率基本 不变，而品位逐渐下降。水杨羟肟酸用量1 ．2k g ／t 时 较合适。 3 ．2 ．2 活化剂硝酸铅用量试验 P b 2 对锡石浮选具有一定的活化作用“，随 其用量的增加，锡石上浮率逐渐升高 见图4 ，当 用量达到0 ．2k g ／t 时，锡的回收率达到8 0 ．2 1 ％， 再增加其用量，锡石上浮率升高缓慢。添加O ．2 k g ／t 的硝酸铅活化锡石矿物，回收率提高了 3 ．8 6 ％，活化效果显著。 眯 姆 擎 国 图4 活化剂硝酸铅用量对锡石浮选 回收率的影响 F i g ．4 T h ei n f l u e n c eo fP b N 0 3 2d o s a g eo n r e c o v e r yo fc a s s i t e r i t ef l o t a t i o n 3 ．2 ．3 不同种类抑制剂用量试验 锡与硅属同一主族元素，其性质有很多相似之 处，锡石与石英又都属亲水性很强的氧化矿，给浮选 分离带来很大困难。该矿硅含量高，脉石矿物较单 一，在抑制剂选择上主要考虑抑制石英，本试验选用 木质素、水玻璃、六偏磷酸钠作抑制剂，分别考查它 们的抑制效果，试验结果如图5 、图6 所示。 水玻璃对锡石有很强的抑制作用，随着用量增 大，锡的回收率大幅度下降；六偏磷酸钠在整个用量 范围内，锡的回收率保持在8 0 ％p 21 - _ ，随着用量增 加，粗选产品锡的品位也相应升高，当用量在0 ．2 5 k g ／t 时，锡的品位提高到1 3 ．8 3 ％；木质素用量0 到 O ．2k g ／t 范围内，锡的品位从1 0 ．5 ％提高到 1 5 ．3 2 ％，说明木质素对石英具有很强的抑制作用， 且锡石回收率保持不变，如再增加其用量，回收率与 品位同时下降。木质素用量在0 ．2k g ／t 时，抑制效 果最好。闭路试验选用木质素与六偏磷酸钠配合使 用，抑制效果更好。 抑制剂用量“始‘r 1 图5 不同种类抑制剂用量对锡石浮选 回收率的影响 F i g ．5 T h ei n f l u e n c eo fd e p r e s s a n t sd o s a g eo n r e c o v e r yo fc a s s i t e r i t ef l o t a t i o n 冰 国 碹 抑制剂用量， k g r 1 图6 不同种类抑制剂用量对锡石 浮选品位的影响 F i g ．6 T h ei n f l u e n c eo fd e p r e s s a n t sd o s a g eo n g r a d eo fc a s s i t e r i t ef l o t a t i o n 3 ．2 ．4 闭路试验 针对该高硅细粒锡石矿物，预先进行筛分分级， 抛去 1 0 0 斗m 粒级物料，提高入选品位；使用立磨 机提高锡石矿物的单体解离度；再进行浮选闭路试 验，工艺流程图及试验条件如图7 ，结果见表9 。此 工艺获得了较好的选矿指标，锡精矿的品位 3 2 ．1 7 ％，回收率7 5 ．3 8 ％。 表9闭路试验结果 T a b l e9 T e s t i n gr e s u l t so fc l o s e dc i r c u i tf l o t a t i o n ，嚷 万方数据 2 0 1 8 年第1 期何名飞等高硅细粒锡石的试验研究 4 7 4结论 给矿 锡精矿 尾矿 图7 浮锡闭路试验工艺流程图 F i g ．7 F l o ws h e e to fc l o s e d - c i r c u i tt e s tf o r c a s s i t e r i t ef l o t a t i o n 重选后的高硅细粒级锡石尾矿，锡石矿物嵌布 粒度细，单体解离度低，为提高锡石的综合利用率， 预先对其进行筛分分级，抛去粗粒级物料，提高人选 品位，再通过立磨机提高锡石矿物的单体解离度，选 用水杨羟肟酸作捕收剂，硝酸铅作活化剂，木素质与 六偏磷酸钠配合使用抑制脉石矿物，经一次粗选、两 次扫选、两次精选浮选流程，取得了较好的选矿指 标，锡精矿的品位3 2 ．1 7 ％，回收率7 5 ．3 8 ％。 参考文献 [ 1 ] SIP O L K I N ，SFL A P T E V ，LPM A T S U E B ，e ta ．L 细粒锡石 浮选理论和实践[ J ] ．国外金属矿选矿，1 9 7 3 1 2 1 - 1 1 ． [ 2 ] EAK I R I L L O V A ，TSY U S U P O V ．I n f l u e n c eo fm e c h a n i c a l a c t i v a t i o no f f l o t a t i o n o f c a s s i t e r i t e [ J ] ．S o v i e tM i n i n g S c i e n c e ，1 9 9 0 ，2 6 1 ，8 l - 8 4 ． [ 3 ] sIA N G A D I ，HS R E E N I V A S ，HJ E O N ，e ta 1 ．Ar e v i e wo f c a s s i t e r i t eb e n e f i e i a t i o nf u n d a m e n t a l sa n dp l a n tp r a c t i c e s [ J ] ．M i n e r ．E n g ．2 0 1 5 ，7 0 1 7 8 - 2 0 0 ． [ 4 ] W E N Q I N GQ I N ，L I U Y IR E N ，Y A N G B A OX U ，e t a 1 ． A d s o r p t i o nm e c h a n i s mo fm i x e ds a l i c y l h y d r o x a m i ca c i da n d t r i b u t y lp h o s p h a t e c o l l e c t o r si nf i n ec a s s i t e r i t ee l e c t r o - f l o t a t i o ns y s t e m [ J ] ．J o u m a lo fC e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y ， 2 0 1 2 ，1 9 6 1 7 1 1 1 7 1 7 ． [ 5 ] 何名飞，罗朝艳，陈玉平，等．细粒锡石浮选研究[ J ] ．矿 冶工程，2 0 0 8 4 2 9 - 3 1 ． [ 6 ] 周宏喜，卢世杰，何建成．立磨机磨矿机理研究[ J ] ．中 国矿业，2 0 1 4 5 1 4 6 - 1 4 8 ，1 5 3 ． [ 7 ] 张国旺，赵湘，肖骁，等．大型立磨机研发及其在金 属矿山选矿中的应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 3 ， 增刊1 1 9 1 1 9 4 ，2 0 5 ． [ 8 ] 肖正明，王鑫，伍星，等．塔磨机运行参数优化匹配的 仿真分析与试验研究[ J ] ．中国机械工程，2 0 1 6 4 4 8 3 - 4 8 7 ． [ 9 ] M A T I SKA ，G A L L I O SGP ，K Y D R O SKA ．S e p a r a t i o no f f i n e sb yf l o t a t i o nt e c h n i q u e s [ J ] ．S e p a r a t i o n sT e c h n o l o g y ， 1 9 9 3 ，3 2 7 6 - 9 0 ． [ 1 0 ] K H A N G A O N K A RPR ，K A M A R U D I NH ．S t u d i e so nt h e c a s s i t e r i t e s u l p h o s u c c i n a m a t e f l o t a t i o n s y s t e m [ J ] ． I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ，1 9 9 4 ，4 2 1 2 9 9 1 1 0 ． [ 1 1 ] 宫贵臣，刘杰，韩跃新．金属离子对微细粒锡石浮选 行为的影响[ J ] ．矿产综合利用，2 0 1 6 4 4 3 4 7 ． 万方数据