白沙子岭锡石硫化矿选矿工艺试验研究

肖今林

(二十三冶建设集团有限公司,湖南长沙 410014)

白沙子岭锡石硫化矿选矿工艺试验研究

肖今林

(二十三冶建设集团有限公司,湖南长沙 410014)

通过对试样的工艺矿物学研究,着重进行了先浮选脱硫、重选丢尾和摇床尾矿脱泥浮选的选矿工艺试验研究,获得较好选矿指标(原矿含锡0.41%)。摇床锡精矿:锡品位63.65%,回收率65.52%;浮选锡精矿:锡品位8.32%,回收率5.10%,锡总回收率为70.62%。试验中综合回收的铜精矿铜品位18.62%,回收率69.47%,提供了最佳选矿工艺流程,为选矿厂设计提供了科学依据。

选矿工程;优先浮选;铜砷分离;重选抛尾;细泥浮选

湖南省常宁市白沙子岭矿区位于矿区大义山岩体侵位中心的南东部,区域内以锡、钨、铜、铅、锌、硅灰石、硼为主的矿产较丰富,以锡为主的多金属矿床成因与花岗岩浆侵位、分异演化,热液蚀变及构造活动等因素直接相关。

本矿区矿石的特点是:(1)锡石的嵌布粒度总体上较粗,0.074 mm以上达75%,适合重选回收。但锡石的嵌布粒度不均匀,从0.01 mm以下至5 mm以上都有分布,矿石需筛分为多个粒级分别进行摇床重选;(2)部分锡石与黄铁矿、毒砂、黄铜矿等硫化物接触嵌生或被包裹,矿石硫化物含量虽然不是很多,但其总量还是远高于锡石,摇床重选的主要干扰矿物是这些硫化物。因此,需要预先脱硫或者重选锡粗精矿再脱硫,有部分锡石与黄铁矿、毒砂、黄铜矿等硫化物接触嵌生或被包裹,重选锡粗精矿需要再磨;(3)矿石中铜具有综合回收价值,主要的铜矿物黄铜矿嵌布粒度相对较细,将有较多损失在尾矿中,不管是从锡粗精矿中回收铜,还是从硫化矿中回收铜都需要再磨。研究从试样工艺矿物学入手,在查明矿石性质的基础上,制定了浮选脱硫、重选收锡、摇床尾矿浮选收细粒锡原则工艺流程。

1 矿物工艺学研究

1.1 化学组成

1.1.1 光谱分析

对试样进行了荧光光谱分析,结果见表1。

表1 综合样荧光光谱半定量分析结果%

光谱分析结果表明,最主要的组成元素是O、Si、Al、K等,其次为Fe、Ca、F以及Na、S、Sn、Cu、Pb、Zn、As等。

1.1.2 化学多元素分析

根据荧光光谱半定量分析的结果和选矿试验的要求,对试样进行了化学多元素分析,结果见表2。

表2 综合样化学多元素分析结果%

从多元素分析结果可知,矿石主要化学成分是SiO2、Al2O3、K2O、Fe,其次为As、Na2O、CaO、S、MgO等。主要有价元素为Sn,可考虑综合回收Cu、As、Ag,其它有色金属元素Zn、Pb、Mo等含量很低。

1.2 矿物组成

试样的矿物组成相对较简单,主要的金属矿物为毒砂、黄铁矿,其次为磁铁矿、褐铁矿、锡石,少量黄铜矿、闪锌矿(铁闪锌矿)、方铅矿、斑铜矿、磁黄铁矿、辉铜矿、铜蓝,以及赤铁矿、黑钨矿、钛铁矿等。

非金属矿物主要为石英、白云母、长石,少量或微量的黑云母(金云母)、角闪石、萤石、绢云母、高岭石、黄玉、方解石、绿泥石、黑电气石、绿帘石、磷灰石等。

1.3 矿石结构构造

1.3.1 矿石构造

矿石构造主要为浸染状构造,毒砂等硫化物偶见脉状构造等。

1.浸染状构造。锡石及主要的金属矿物毒砂、黄铁矿,以及磁铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等呈团粒状、星点状分布于石英、云母、长石等脉石矿物组成的脉石基底中,属稀疏浸染状分布。

2.脉状构造。偶见毒砂、黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物及其集合体呈细脉状嵌于石英、云母、长石等矿物组成的脉石基底中,沿矿石微裂隙呈细脉状分布。部分毒砂等硫化物与炭质物共生,夹生于炭质物脉中部。

1.3.2 矿石结构

矿石结构主要为他形晶粒状结构、他形-半自形晶粒状结构、半自形-自形晶粒状结构、包含结构、交代侵蚀结构等。

1.他形晶粒状结构、他形-半自形晶粒状结构、半自形-自形晶粒状结构。它们为一种连续过渡系列的矿物结晶结构。主要的金属硫化物毒砂、黄铁矿、锡石、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等一般没有好晶面,主要呈他形晶粒状结构;有些毒砂、黄铁矿、锡石等具备部分完好晶面,向半自形晶粒状结构过渡;部分黄铁矿呈完全的立方体晶形,毒砂呈棱柱状晶形、锡石呈四方柱状晶形,表现出自形晶粒状结构。闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等其他硫化物则主要呈他形晶粒状结构。

2.包含结构。部分石英等脉石矿物被包裹于黄铁矿中,偶见包裹于毒砂中,这些被包含的石英粒度从0.005～0.15 mm不等;锡石也有部分被黄铁矿、毒砂、黄铜矿等包裹,被包裹的锡石多在0.02 mm以下。

3.交代侵蚀结构。黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等一般与毒砂、黄铁矿共生,嵌于毒砂、黄铁矿边部或粒间,并交代侵蚀毒砂、黄铁矿。多沿毒砂、黄铁矿的边部或裂隙进行交代,总体上交代结构可见,但不发育。

2 选矿试验

从原矿矿石工艺学研究可知,原矿中可供回收的主要有价元素为Sn,可综合回收的元素有Cu、As等,该矿样中的锡主要是以锡石的形式存在,铜和砷主要是以硫化物的形式存在。锡石性脆易碎,在矿石的破碎、磨矿过程中锡石易过粉碎,选矿时宜采用阶段磨矿、阶段选别、“能收早收,能丢早丢”的原则对锡进行回收;硫化铜和砷采用混合浮选再分离的工艺进行回收。在通过大量探索试验后确定采用预先浮选硫化矿—分级溜槽摇床/摇床粗精矿再磨再摇床—摇床细泥浮选回收锡(硫化矿浮选—锡重选—锡浮选)的工艺流程对原矿中的锡、铜、砷进行综合回收。

2.1 硫化矿浮选试验

从原矿矿石工艺学研究结果可以看出,该矿矿石中含有一定量的硫化物,主要有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿及毒砂等,嵌布粒度较粗,矿物比重也较大,对锡的重选回收干扰比较大。原矿中铜的品位达到0.11%,具有较大的回收价值,优先脱除硫化矿既可减少其对主要产品锡石的重选回收干扰,亦能较好地保证铜的回收,因此首先进行硫化矿的浮选。

硫化矿浮选开路试验工艺流程及条件如图1所示,试验结果见表3。

表3 硫化矿浮选开路试验结果%

2.2 硫化矿浮选全流程闭路试验

在开路试验的基础上,进行硫化矿浮选全流程闭路试验。试验的具体工艺流程及药剂条件如图2所示,闭路试验的结果见表4。

图1 硫化矿浮选开路试验流程

图2 硫化矿浮选全流程闭路试验流程

表4 硫化矿浮选全流程闭路试验结果%

2.3 重选回收锡试验

对硫化矿浮选尾矿进行重选回收锡试验。

重选回收锡全流程试验工艺流程如图3所示,摇床尾矿锡浮选流程如图4所示,试验结果见表5。

图3 重选回收锡全流程试验流程

表5 重选回收锡全流程试验结果%

2.4 全流程试验及指标

在以上开路闭路试验的基础上,进行浮选—重选—脱泥浮选全流程试验,试验结果见表6。

3 结 语

1.白沙子岭锡矿主要化学成分为SiO2和K、Fe、Ca的盐类物质,主要有价元素为Sn,可综合回收Cu、S等。

图4 摇床尾矿锡浮选流程

表6 全流程闭路试验结果%

2.先浮选脱硫工艺,即预先浮选脱除硫化矿(硫铜砷混合浮选)、铜与硫砷分离、重选回收锡、细泥摇床尾矿浮选的原则工艺,回收锡获得的选矿试验指标(原矿含锡0.41%)为摇床精矿锡精矿:锡品位63.65%,回收率65.52%;浮选锡精矿:锡品位8.32%,回收率5.10%,锡总回收率为70.62%。试验中综合回收的铜精矿铜品位18.62%,回收率69.47%。

3.摇床锡精矿的产率较少,预先浮选脱硫砷可以很好地降低摇床锡精矿中的硫砷品位。

4.影响选矿的矿物学因素主要有:(1)锡石的嵌布粒度不均匀,需多段磨矿并分级选矿;(2)部分锡石与黄铁矿、毒砂、黄铜矿等硫化物接触嵌生或被包裹。

5.试验方案从探索试验、各种因素的条件试验、开路试验、闭路试验、全流程综合闭路试验,试验流程比较稳定,试验指标具有较好的重现性。试验方案及流程可以作为本区矿石可选性评价、矿山开发建设可行性研究以及建厂设计依据。

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[2] 胡熙庚,黄和慰,毛钜凡.浮选理论与工艺[M].长沙:中南工业大学出版社,1991.

[3] 徐晓萍,易贤荣.江西尖峰坡难选锡石硫化矿选矿工艺的研究[J].材料研究与应用,2007,(3):3-5.

[4] 管则皋,锡铁矿选矿工艺研究[J].广东有色金属学报,2006, (9):2-5.

Abstract:Based on the study of process mineralogy of tin stone suifide ore,it focused on flotation desulfurization, gravity separation and shaking table tailings flotation of mineral processing experimental research,which obtain good dressing indexes(tin stone grade 0.41%):tin grade is 63.65%and the recovery 65.52%of shaking table tin concentrate;tin grade 8.32%,the recovery is 5.10%of tin flotation concentration,and total tin recovery rate is 70.62%.The copper grade of Cu concentrate obtained in the trials is 18.62%and the recovery is 69.47%, which provide the best concentration process for the design of concentration.

Key words:mineral processing engineering;preferential flotation;separation of copper and arsenic;tailings discarding of gravity separation;slime flotation

Experimental Study on Mineral Processing Technology of Tin Stone Suifide Ore in Baishaziling Mining

XIAO Jin-lin
(Ershisanye Construction Group Co.Ltd.,Changsha410014,China)

TD952

A

1003-5540(2012)04-0014-04

2012-06-10

肖今林(1983-),男,助理工程师,主要从事矿山选矿生产技术与管理工作。