汪泰，胡真，李漢文

（廣東省資源綜合利用研究所,稀有金屬分離與綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東省礦產(chǎn)開發(fā)與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510650）

組成復(fù)雜的含錫多金屬硫化礦，錫石不僅嵌布粒度細(xì)、與硫化礦致密共生，而且錫石與硫化礦比重較為接近，此時采用單一重選工藝難以實(shí)現(xiàn)有用礦物的分離[1]，研究發(fā)現(xiàn)，泥礦重選設(shè)備對-0.037 mm微米粒級的回收甚微，回收率不到20%[2]。因此，如何回收細(xì)粒錫石成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。近年來，隨著選礦工藝的發(fā)展，浮選法回收細(xì)粒錫石成為可能[3]，并在處理錫細(xì)泥等領(lǐng)域取得了工業(yè)實(shí)踐[4]。

內(nèi)蒙某錫多金屬硫化礦中錫石嵌布粒度較細(xì)，-0.037 mm微細(xì)粒級錫石金屬占有率高達(dá)50%以上，采用重選法不僅回收率低，而且需要投入大量搖床等重選設(shè)備，在生產(chǎn)可操控性和管理等方面存在不足。本文基于工藝礦物學(xué)研究基礎(chǔ)，進(jìn)行了錫石浮選試驗(yàn)研究，著重對錫石浮選含鈣脈石礦物的抑制劑和錫石高效捕收劑進(jìn)行了篩選對比，力求實(shí)現(xiàn)該試料中細(xì)粒錫石的高效回收。

1 礦石性質(zhì)

1.1 多元素分析和礦物組成測定

以內(nèi)蒙某多金屬硫化礦浮硫尾礦旋流器溢流部分（主要為-0.074 mm粒級，浮硫尾礦沉砂進(jìn)入錫石重選作業(yè)）為研究對象。試料多元素分析結(jié)果見表1，并采用MLA對試料的礦物組成進(jìn)行了測定，結(jié)果見表2。

表1 試料多元素分析結(jié)果/%Table 1 Multi-element analysis results

表2 試料礦物組成測定結(jié)果Table 2 Determination of mineral composition results

檢測結(jié)果顯示，本次試料錫品位為0.55%，主要以錫石形式存在。主要脈石礦物為石英，礦物含量達(dá)到50%以上。值得關(guān)注的是，試料中存在大量的如絹云母、長石等易泥化的含鋁脈石礦物形成次生礦泥不僅消耗大量浮選藥劑，而且影響浮錫精礦品位。此外，試料中還存在方解石、螢石等含鈣礦物，以及電氣石等含鐵礦物，容易與錫石浮選捕收劑發(fā)生競爭吸附，影響錫石浮選指標(biāo)。

1.2 粒度組成分析

對試料的粒度組成和錫在各粒級金屬分布進(jìn)行了測定，結(jié)果見表3。

表3 試料粒度組成和錫金屬分布測定結(jié)果Table 3 Results of particle size composition and distribution of Sikkim

從表3數(shù)據(jù)分析可知，對于選硫尾礦-0.043 mm累計(jì)回收率高達(dá)76.70%，這部分錫石通過重選回收效果較差，尤其是-0.02 mm很難回收，為了保證錫石的回收效果，對于選硫尾礦不建議采用重選富集。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

該試料錫主要以錫石形式存在，主要脈石礦物為石英，存在絹云母、長石等極易泥化的含鋁脈石礦物，形成的次生礦泥若不及時有效脫除，勢必對錫石浮選作業(yè)帶來不利，因此，預(yù)先脫泥也是重要環(huán)節(jié)。試料中有少量黃鐵礦、磁黃鐵礦等硫化礦物，由于硫化礦物普遍具有良好的可浮性，在錫石浮選作業(yè)之前必須脫除硫化礦物[5]，一方面減少硫化礦物對錫石浮選藥劑的消耗，二是盡量消除硫化礦物對錫精礦品質(zhì)的影響，為此，將開展浮選脫硫試驗(yàn)研究。值得關(guān)注的是，試料中存在電氣石、鈣鐵輝石、方解石、螢石為主的含鈣脈石礦物勢必給錫石浮選作業(yè)帶來不利影響，因此，含鈣脈石抑制劑的選擇以及高選擇性的錫石捕收劑的篩選對錫石浮選至關(guān)重要。基于礦石性質(zhì)特點(diǎn)，在錫石浮選作業(yè)前通過“脫泥”、“脫硫”等工藝預(yù)處理，優(yōu)化錫石浮選環(huán)境，并開展錫石浮選藥劑篩選、比對，強(qiáng)化錫石與脈石礦物的可浮性差異，從而實(shí)現(xiàn)微細(xì)粒錫石富集。

2.1 預(yù)先脫泥試驗(yàn)

根據(jù)試料粒度組成結(jié)果，采用水力旋流器將試料中-0.01 mm粒級礦泥脫除，減少錫石浮選礦泥含量，脫泥試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 旋流器脫泥試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Desliming test results of cyclone

從表4數(shù)據(jù)可知，旋流器可以脫除產(chǎn)率36.22%的礦泥，錫在礦泥中損失率為15.15%，錫的入選品位從0.55%提高至0.73%，具有事半功倍效果。

2.2 硫化物預(yù)先脫除試驗(yàn)研究

試料中含有少量的黃鐵礦和磁黃鐵礦?？紤]到在前續(xù)選銅作業(yè)中加入了大量藥劑抑制硫鐵礦，因此，在浮硫作業(yè)中還需考慮加入適量活化劑解抑此類硫鐵礦，保證硫化物的有效脫除，為錫石浮選奠定良好基礎(chǔ)。浮選脫硫試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 浮選脫硫試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Flotation desulfurization test results

從表5數(shù)據(jù)可知，沉砂經(jīng)過浮硫脫硫后，進(jìn)入錫石浮選S品位從0.88%降至0.24%，硫的脫除率達(dá)到73.66%，達(dá)到了錫石浮選要求，此外，錫在脫硫作業(yè)損失率僅為1.41%。

2.3 含鈣脈石抑制劑的選擇

針對含鈣礦物可浮性良好，進(jìn)行了抑制劑篩選試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，水玻璃對鈣鐵輝石、螢石和方解石等脈石礦物具有良好的抑制效果，由于其價(jià)格低廉，來源廣泛，是最常用的抑制劑之一；此外，GLP是錫礦石浮選中含鈣、含鐵脈石礦物的常用的抑制劑，它能吸附在含鈣、含鐵脈石礦物表面，與表面的鈣、鐵離子生成絡(luò)合物，從而減少脈石礦物與陰離子捕收劑作用的機(jī)會，起到選擇性抑制的效果。在捕收劑GXH用量1000 g/t，輔助捕收劑P86用量100 g/t，2號油用量15 g/t的藥劑制度下，分別對抑制劑水玻璃和GLP進(jìn)行了試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果分別見圖1、2。

圖1 抑制劑水玻璃用量結(jié)果Fig .1 Water glass dosage result

由圖1可知，隨著水玻璃的用量增加，錫粗精礦品位呈現(xiàn)增大趨勢，但是錫的回收率降幅十分明顯，說明水玻璃對錫石產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制，故不推薦使用水玻璃。

圖2 抑制劑GLP用量結(jié)果Fig.2 GLP dosage result

從圖2中的數(shù)據(jù)可知，隨著GLP的用量增加，錫粗精礦品位呈增加趨勢，回收率略有降低，綜合考慮GLP適宜用量為100 g/t給礦。

2.4 高效錫石捕收劑的篩選

采用高效抑制劑GLP對含鈣礦物抑制后，如何選擇高選擇性錫石捕收劑是回收細(xì)粒錫石的關(guān)鍵。浮選錫石的捕收劑主要分為磷酸類、砷酸類、烷基磺化琥珀鹽類、羥肟酸類[6]。曾經(jīng)在工業(yè)上應(yīng)用的甲苯砷酸、苯乙烯磷酸等由于毒性大，對環(huán)境危害嚴(yán)重，逐漸被取消[7-8]，而烷基磺化琥珀鹽類捕收劑浮選錫石的礦漿pH值必須是2～3才能取得較好指標(biāo)[9]，這無疑對浮選設(shè)備造成極大的腐蝕作用。最新研制的錫石高效捕收劑GXH，具有毒性小、選擇性高等優(yōu)勢，與輔助捕收劑P86組合使用產(chǎn)生正協(xié)同效應(yīng)，在弱堿性環(huán)境中就能實(shí)現(xiàn)對細(xì)粒錫石有效回收。為進(jìn)一步考察各種捕收劑對浮錫的效果，在GLP用量100 g/t，P86用量100 g/t，2號油用量15g/t的藥劑制度下，分別對GXH和苯乙烯磷酸、水楊羥肟酸、芐基砷酸進(jìn)行了篩選比對試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果見圖3～6。

圖3 苯乙烯磷酸用量試驗(yàn)結(jié)果Fig .3 Styrene phosphoric acid dosage result

圖4 水楊羥肟酸用量試驗(yàn)結(jié)果Fig. 4 Salicylic acid dosage result

圖5 芐基砷酸用量試驗(yàn)結(jié)果Fig. 5 Benzyl arsenic acid dosage result

圖6 GXH用量試驗(yàn)結(jié)果Fig .6 GXH dosage result

從圖3 ～ 6數(shù)據(jù)可知，芐基砷酸的捕收能力和選擇性明顯比較差，錫回收率很難達(dá)到70%以上，且錫品位也不高；雖然使用苯乙烯磷酸能夠獲得品位比較高的錫精礦，但是回收率很難超過70%；相比而言，水楊羥肟酸和GXH對錫石捕收效果較好，而GXH能獲得更高的錫回收率，隨著GXH藥劑用量的增加，回收率可以達(dá)到75%以上，并且錫品位維持在1.50%左右。通過篩選不難發(fā)現(xiàn)，GXH的捕收性能明顯優(yōu)于芐基砷酸、苯乙烯磷酸、水楊羥肟酸。結(jié)果表明，GXH適宜用量為1250 g/t。

2.5 選錫全工藝流程試驗(yàn)研究

基于條件試驗(yàn)的結(jié)果，為了進(jìn)一步考證抑制劑GLP、捕收劑GXH、P86等藥劑在選錫過程中的穩(wěn)定性以及可靠性，進(jìn)行了錫石浮選閉路試驗(yàn)，流程見圖7，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖7 選錫全工藝試驗(yàn)流程Fig .7 Test procedure for the whole process of tin selection

表6 選錫全流程試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Test results of the whole process of tin selection

從表6試驗(yàn)結(jié)果可知，針對浮硫尾礦旋流器溢流部分，采用“脫泥-浮硫-浮錫”的全工藝流程，在入選錫品位0.55%的情況下，可以獲得浮錫精礦錫品位6.52%、回收率68.56%的技術(shù)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了細(xì)粒錫石的有效富集，為該資源開發(fā)提供了技術(shù)依據(jù)。

3 結(jié) 論

（1）浮選是回收細(xì)粒物料中錫石的有效方法，浮錫試料中礦泥含量和硫品位要求極為嚴(yán)格，因此，浮錫前預(yù)先脫泥、脫硫作業(yè)設(shè)置顯得尤為重要，且必不可少。

（2）錫石浮選藥劑篩選是實(shí)現(xiàn)低品位細(xì)粒錫石高效富集的關(guān)鍵。在進(jìn)行抑制劑種類選擇試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)GLP對脈石的抑制效果良好，而對錫石抑制作用弱；進(jìn)行捕收劑種類試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與其它三種捕收劑相比，GXH的選擇性較佳，采用GXH+P86組合使用，通過藥劑之間的正協(xié)同效應(yīng)，能有效的回收細(xì)粒錫石礦物。

（3）采用“脫泥-浮硫-浮錫”工藝流程，在入選錫品位0.55%的情況下，可以獲得浮錫精礦錫品位6.52%，回收率68.56%的技術(shù)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了細(xì)粒錫石的高效回收，為該資源的開發(fā)提供了技術(shù)依據(jù)。