微细粒锡石浮选药剂筛选及选矿工艺研究

汪泰，胡真，李汉文

（广东省资源综合利用研究所,稀有金属分离与综合利用国家重点实验室,广东省矿产开发与综合利用重点实验室,广东 广州 510650）

组成复杂的含锡多金属硫化矿，锡石不仅嵌布粒度细、与硫化矿致密共生，而且锡石与硫化矿比重较为接近，此时采用单一重选工艺难以实现有用矿物的分离[1]，研究发现，泥矿重选设备对-0.037 mm微米粒级的回收甚微，回收率不到20%[2]。因此，如何回收细粒锡石成为人们关注的重点。近年来，随着选矿工艺的发展，浮选法回收细粒锡石成为可能[3]，并在处理锡细泥等领域取得了工业实践[4]。

内蒙某锡多金属硫化矿中锡石嵌布粒度较细，-0.037 mm微细粒级锡石金属占有率高达50%以上，采用重选法不仅回收率低，而且需要投入大量摇床等重选设备，在生产可操控性和管理等方面存在不足。本文基于工艺矿物学研究基础，进行了锡石浮选试验研究，着重对锡石浮选含钙脉石矿物的抑制剂和锡石高效捕收剂进行了筛选对比，力求实现该试料中细粒锡石的高效回收。

1 矿石性质

1.1 多元素分析和矿物组成测定

以内蒙某多金属硫化矿浮硫尾矿旋流器溢流部分（主要为-0.074 mm粒级，浮硫尾矿沉砂进入锡石重选作业）为研究对象。试料多元素分析结果见表1，并采用MLA对试料的矿物组成进行了测定，结果见表2。

表1 试料多元素分析结果/%Table 1 Multi-element analysis results

表2 试料矿物组成测定结果Table 2 Determination of mineral composition results

检测结果显示，本次试料锡品位为0.55%，主要以锡石形式存在。主要脉石矿物为石英，矿物含量达到50%以上。值得关注的是，试料中存在大量的如绢云母、长石等易泥化的含铝脉石矿物形成次生矿泥不仅消耗大量浮选药剂，而且影响浮锡精矿品位。此外，试料中还存在方解石、萤石等含钙矿物，以及电气石等含铁矿物，容易与锡石浮选捕收剂发生竞争吸附，影响锡石浮选指标。

1.2 粒度组成分析

对试料的粒度组成和锡在各粒级金属分布进行了测定，结果见表3。

表3 试料粒度组成和锡金属分布测定结果Table 3 Results of particle size composition and distribution of Sikkim

从表3数据分析可知，对于选硫尾矿-0.043 mm累计回收率高达76.70%，这部分锡石通过重选回收效果较差，尤其是-0.02 mm很难回收，为了保证锡石的回收效果，对于选硫尾矿不建议采用重选富集。

2 试验结果及分析

该试料锡主要以锡石形式存在，主要脉石矿物为石英，存在绢云母、长石等极易泥化的含铝脉石矿物，形成的次生矿泥若不及时有效脱除，势必对锡石浮选作业带来不利，因此，预先脱泥也是重要环节。试料中有少量黄铁矿、磁黄铁矿等硫化矿物，由于硫化矿物普遍具有良好的可浮性，在锡石浮选作业之前必须脱除硫化矿物[5]，一方面减少硫化矿物对锡石浮选药剂的消耗，二是尽量消除硫化矿物对锡精矿品质的影响，为此，将开展浮选脱硫试验研究。值得关注的是，试料中存在电气石、钙铁辉石、方解石、萤石为主的含钙脉石矿物势必给锡石浮选作业带来不利影响，因此，含钙脉石抑制剂的选择以及高选择性的锡石捕收剂的筛选对锡石浮选至关重要。基于矿石性质特点，在锡石浮选作业前通过“脱泥”、“脱硫”等工艺预处理，优化锡石浮选环境，并开展锡石浮选药剂筛选、比对，强化锡石与脉石矿物的可浮性差异，从而实现微细粒锡石富集。

2.1 预先脱泥试验

根据试料粒度组成结果，采用水力旋流器将试料中-0.01 mm粒级矿泥脱除，减少锡石浮选矿泥含量，脱泥试验结果见表4。

表4 旋流器脱泥试验结果Table 4 Desliming test results of cyclone

从表4数据可知，旋流器可以脱除产率36.22%的矿泥，锡在矿泥中损失率为15.15%，锡的入选品位从0.55%提高至0.73%，具有事半功倍效果。

2.2 硫化物预先脱除试验研究

试料中含有少量的黄铁矿和磁黄铁矿。考虑到在前续选铜作业中加入了大量药剂抑制硫铁矿，因此，在浮硫作业中还需考虑加入适量活化剂解抑此类硫铁矿，保证硫化物的有效脱除，为锡石浮选奠定良好基础。浮选脱硫试验结果见表5。

表5 浮选脱硫试验结果Table 5 Flotation desulfurization test results

从表5数据可知，沉砂经过浮硫脱硫后，进入锡石浮选S品位从0.88%降至0.24%，硫的脱除率达到73.66%，达到了锡石浮选要求，此外，锡在脱硫作业损失率仅为1.41%。

2.3 含钙脉石抑制剂的选择

针对含钙矿物可浮性良好，进行了抑制剂筛选试验。研究发现，水玻璃对钙铁辉石、萤石和方解石等脉石矿物具有良好的抑制效果，由于其价格低廉，来源广泛，是最常用的抑制剂之一；此外，GLP是锡矿石浮选中含钙、含铁脉石矿物的常用的抑制剂，它能吸附在含钙、含铁脉石矿物表面，与表面的钙、铁离子生成络合物，从而减少脉石矿物与阴离子捕收剂作用的机会，起到选择性抑制的效果。在捕收剂GXH用量1000 g/t，辅助捕收剂P86用量100 g/t，2号油用量15 g/t的药剂制度下，分别对抑制剂水玻璃和GLP进行了试验研究，试验结果分别见图1、2。

图1 抑制剂水玻璃用量结果Fig .1 Water glass dosage result

由图1可知，随着水玻璃的用量增加，锡粗精矿品位呈现增大趋势，但是锡的回收率降幅十分明显，说明水玻璃对锡石产生强烈的抑制，故不推荐使用水玻璃。

图2 抑制剂GLP用量结果Fig.2 GLP dosage result

从图2中的数据可知，随着GLP的用量增加，锡粗精矿品位呈增加趋势，回收率略有降低，综合考虑GLP适宜用量为100 g/t给矿。

2.4 高效锡石捕收剂的筛选

采用高效抑制剂GLP对含钙矿物抑制后，如何选择高选择性锡石捕收剂是回收细粒锡石的关键。浮选锡石的捕收剂主要分为磷酸类、砷酸类、烷基磺化琥珀盐类、羟肟酸类[6]。曾经在工业上应用的甲苯砷酸、苯乙烯磷酸等由于毒性大，对环境危害严重，逐渐被取消[7-8]，而烷基磺化琥珀盐类捕收剂浮选锡石的矿浆pH值必须是2～3才能取得较好指标[9]，这无疑对浮选设备造成极大的腐蚀作用。最新研制的锡石高效捕收剂GXH，具有毒性小、选择性高等优势，与辅助捕收剂P86组合使用产生正协同效应，在弱碱性环境中就能实现对细粒锡石有效回收。为进一步考察各种捕收剂对浮锡的效果，在GLP用量100 g/t，P86用量100 g/t，2号油用量15g/t的药剂制度下，分别对GXH和苯乙烯磷酸、水杨羟肟酸、苄基砷酸进行了筛选比对试验研究，试验结果见图3～6。

图3 苯乙烯磷酸用量试验结果Fig .3 Styrene phosphoric acid dosage result

图4 水杨羟肟酸用量试验结果Fig. 4 Salicylic acid dosage result

图5 苄基砷酸用量试验结果Fig. 5 Benzyl arsenic acid dosage result

图6 GXH用量试验结果Fig .6 GXH dosage result

从图3 ～ 6数据可知，苄基砷酸的捕收能力和选择性明显比较差，锡回收率很难达到70%以上，且锡品位也不高；虽然使用苯乙烯磷酸能够获得品位比较高的锡精矿，但是回收率很难超过70%；相比而言，水杨羟肟酸和GXH对锡石捕收效果较好，而GXH能获得更高的锡回收率，随着GXH药剂用量的增加，回收率可以达到75%以上，并且锡品位维持在1.50%左右。通过筛选不难发现，GXH的捕收性能明显优于苄基砷酸、苯乙烯磷酸、水杨羟肟酸。结果表明，GXH适宜用量为1250 g/t。

2.5 选锡全工艺流程试验研究

基于条件试验的结果，为了进一步考证抑制剂GLP、捕收剂GXH、P86等药剂在选锡过程中的稳定性以及可靠性，进行了锡石浮选闭路试验，流程见图7，试验结果见表6。

图7 选锡全工艺试验流程Fig .7 Test procedure for the whole process of tin selection

表6 选锡全流程试验结果Table 6 Test results of the whole process of tin selection

从表6试验结果可知，针对浮硫尾矿旋流器溢流部分，采用“脱泥-浮硫-浮锡”的全工艺流程，在入选锡品位0.55%的情况下，可以获得浮锡精矿锡品位6.52%、回收率68.56%的技术指标，实现了细粒锡石的有效富集，为该资源开发提供了技术依据。

3 结 论

（1）浮选是回收细粒物料中锡石的有效方法，浮锡试料中矿泥含量和硫品位要求极为严格，因此，浮锡前预先脱泥、脱硫作业设置显得尤为重要，且必不可少。

（2）锡石浮选药剂筛选是实现低品位细粒锡石高效富集的关键。在进行抑制剂种类选择试验中，发现GLP对脉石的抑制效果良好，而对锡石抑制作用弱；进行捕收剂种类试验发现，与其它三种捕收剂相比，GXH的选择性较佳，采用GXH+P86组合使用，通过药剂之间的正协同效应，能有效的回收细粒锡石矿物。

（3）采用“脱泥-浮硫-浮锡”工艺流程，在入选锡品位0.55%的情况下，可以获得浮锡精矿锡品位6.52%，回收率68.56%的技术指标，实现了细粒锡石的高效回收，为该资源的开发提供了技术依据。