选矿尾矿中的石榴子石可选性试验研究

王全亮，吴明海，周虎强，赵建湘，陈树锦

（1.湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100；2.中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙 410083；3.西部矿业控股子公司鑫源矿业有限责任公司，四川成都 610072；4.广东广业云硫矿业有限公司，广东云浮 527343）

选矿尾矿中的石榴子石可选性试验研究

王全亮1，2，吴明海3，周虎强1，赵建湘1，陈树锦4

（1.湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100；2.中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙 410083；3.西部矿业控股子公司鑫源矿业有限责任公司，四川成都 610072；4.广东广业云硫矿业有限公司，广东云浮 527343）

根据矿物性质的差异，对某选矿尾矿中的石榴子石进行了可选性试验研究。结果表明：采用重选、磁选、重选－磁选流程均能获得含量大于90%的石榴子石精矿。

选矿尾矿；石榴子石；工艺流程

在自然界中广泛分布石榴子石矿物，石榴子石属于等轴晶系的一族岛状结构硅酸盐矿物。它的化学通式为：A3B2［SiO4］3，化学式中A代表二价阳离子，主要有镁、铁、锰和钙等；B代表三价阳离子，主要有铝、铁、铬、钛等。B组阳离子间因半径相似而常有类质同象代替，A组阳离子因Ca2＋的半径较大，难以被Mg2＋、Fe2＋、Mn2＋等所代替。因此，石榴子石按成分特征，通常分为铝系和钙系两个系列六个品种，即：（1）铝系石榴子石，包括镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石；（2）钙系石榴子石，包括钙铝榴石、钙铁榴石、钙铬榴石。石榴子石晶体形态特征明显，多呈菱形十二面体、四角三八面体或二者的聚形集合体呈粒状。石榴子石用途广泛，利用其硬度大，磨削能力强的特点，可以作为磨料矿物使用，利用石榴子石的颗粒现状等自然性能特点，可以在过滤领域、水力切割、建筑、道路、涂料、高分子材料填料等方面使用。石榴子石要达到一定的纯度才能更好的应用，本文主要对某选钨尾矿中回收石榴子石进行了研究。

1 试样工艺矿物学研究

1.1 试样化学多元素分析

本次回收石榴子石的原料为某选钨后的尾矿，其化学多元素分析结果列于表1。从表1分析数据可知，试样中主要化学成分为SiO2、CaO、TFe、Al2O3。

表1 试验样品化学多元素分析结果 %

1.2 试样的矿物组成及相对含量

试样中矿物组成及相对含量列于表2。从表2分析数据可知，试样中矿物组成主要由石英、石榴子石等构成，其它矿物含量低。

表2 矿物组成及其相对含量 %

1.3 石榴子石的粒级分布

为查明尾矿中石榴子石的粒级分布，对尾矿进行了筛水析，并分析了石榴子石的含量，石榴子石粒级分布测定结果见表3。

表3 石榴子石粒级分布测定结果

1.4 嵌布特性

经X衍射分析及镜下观察，试样中石榴子石主要为钙铁石榴子石，少量钙铝石榴子石，试样中的石榴子石大部分已单体解离，连生体主要为石榴子石与石英共生；石英是在试样中大量存在的含硅矿物，呈不规则粒状、细粒状。大部分呈单体存在，少部分与石榴子石连生。

2 石榴子石回收试验

2.1 工艺流程的确定

石榴子石的回收工艺随其产出特征和矿石类型不同而有所不同。试样中石榴子石主要为钙铁石榴子石，少量钙铝石榴子石，石英是在试样中大量存在的含硅矿物。根据石榴子石与石英的表面性质的差异，如钙铁石榴子石的零电点分别为5.4左右，而石英的零电点为2.0左右，可以通过浮选工艺实现石榴子石的回收。根据石榴子石与石英的比重及比磁化系数的差异，如石榴子石的比重为3.32～4.19 g／cm3，石英的比重为2.65 g／cm3，可以通过重选、磁选工艺实现石榴子石的回收。考虑到该选矿尾矿试样的性质，采用浮选工艺其流程复杂，成本较高，故本研究只考虑采用重选、磁选工艺实现石榴子石的回收。

2.2 重选工艺回收石榴子石

试样经过螺旋溜槽预先脱尾后，再用摇床回收石榴子石。采用重选工艺回收尾矿中石榴子石的工艺流程如图1所示，试验结果见表4。

图1 重选回收石榴子石工艺流程图

表4 重选回收石榴子石试验结果 %

2.3 磁选工艺回收石榴子石

由于石榴子石是弱磁性矿物，它的比磁化系数与石英等脉石有差异，故采用强磁选方法可以将它与石英等脉石矿物分离。尾矿中采用磁选工艺回收石榴子石的工艺流程如图2所示。

图2 磁选回收石榴子石工艺流程图

控制磁选浓度为20%，不同磁场强度试验结果如图3所示。磁场强度试验结果表明，随着磁场强度的增加，石榴子石的含量逐步降低，石榴子石回收率不断增加。综合考虑品位及回收率，适宜的磁场强度为95.5×104A／m。

控制磁场强度为95.5×104A／m，不同浓度试验结果如图4所示。浓度试验结果表明，随着浓度的增加石榴子石的含量逐步降低，石榴子石回收率不断增加。综合考虑品位及回收率，适宜的磁选浓度为15%～20%。

控制磁选浓度为17%，磁场强度为95.5×104A／m，采用磁选工艺回收尾矿中石榴子石的工艺流程如图2所示，试验结果见表5。

图3 不同磁场强度回收石榴子石试验结果

图4 不同磁选浓度回收石榴子石试验结果

表5 磁选回收石榴子石试验结果 %

2.4 重选－磁选联合工艺回收石榴子石

试样经过螺旋溜槽预先脱尾后，再用磁选回收石榴子石。采用重选－磁选联合工艺回收尾矿中石榴子石的工艺流程如图5所示，试验结果见表6。从表4、表5、表6可知，重选－磁选联合工艺获得的石榴子石精矿的品位及回收率稍好于单一的重选、磁选流程。

图5 重选－磁选联合回收石榴子石工艺流程图

表6 重选－磁选联合回收石榴子石试验结果 %

2.5 石榴子石产品质量分析

对石榴子石的应用及销售而言，产品质量高的要求是纯度高、有良好的粒度及粒度分布，而常常是物理特性比化学纯度更重要，石榴子石的主要物理性质包括无毒性、惰性、硬度和比重。

石榴子石精矿的化学多元素分析结果列于表7，石榴子石精矿物理性能测定结果列于表8。从表7、表8可知：采用重选、磁选、重选－磁选联合流程所得石榴子石精矿均能满足作为烧制道路水泥原料的要求。

表7 石榴子石精矿化学多元素分析结果%

表8 石榴子石精矿物理性能测定结果

3 结 语

1.某钨选矿尾矿主要由SiO2、CaO、TFe、Al2O3等组成，主要矿物为石榴子石、石英等，有回收价值的矿物主要为石榴子石。

2.根据尾矿物质成分研究结果采用重选、磁选、重选－磁选联合流程回收石榴子石的试验流程，可使尾矿中的石榴子石得到较好的回收，重选－磁选联合工艺获得的石榴子石精矿的品位及回收率稍好于单一的重选、磁选流程。

［1］ 汪镜亮.石榴子石应用概述［J］.矿产综合利用，1993，（4）：15－23.

［2］ 徐向明.石榴子石的应用研究及选矿工艺［J］.矿产综合利用，1992，（1）：27－32.

［3］ 詹健，王毓华，李崇德.从永平铜矿浮选尾矿中回收石榴子石的研究［J］.有色金属（选矿部分），2003，（2）：9－11.

［4］ 孙传尧，印万忠.硅酸盐矿物浮选原理［M］.北京：科学出版社，2001.

The Beneficability Research of Garnet from Tailings

WANGQuan-liang1，2，WUMing-hai3，ZHOU Hu-qiang1，ZHAO Jian-xiang1，CHEN Shu-jing4
（1.Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China；2.School of Minerals Processing and Bioengineering，Central South University，Changsha 410083，China；3.Westeren Mining Corporation Subsidiary Xinyuan Mining Co.，Ltd.，Chengdu 610072，China；4.Guangdong Guangye Yunliu Mining Indusrty Co.，Ltd.，Yunfu 527343，China）

According to the difference of differentmineral property，an investigation wasmade of the garnet separability from a tailing.The results show that the content ofmore than 90%of the garnet concentrate can be obtained by gravity separation，magnetic separation and gravity separation－magnetic separation flowsheet from a tailing.

tailings；garnet；flowsheet

TD926.4＋2

：A

：1003－5540（2014）04－0013－03

2014－04－17

湖南有色研究基金资助项目（YSZN2013CX04）

王全亮（1974－），男，高级工程师，主要从事固体废弃物资源综合利用与选矿工艺研究工作。