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高效抑制剂在微细粒锡石浮选工艺中的试验研究

2021-08-25欧乐明兰希雄

矿冶 2021年4期
关键词:精矿回收率矿物

莫 峰 谢 贤 童 雄 欧乐明 兰希雄

(1.昆明理工大学 国土资源工程学院,昆明 650093;2.云南锡业股份有限公司大屯锡矿,云南 红河 654400;3.中南大学 资源与生物工程学院,长沙 410083;4.云南华联锌铟股份有限公司,云南 文山 663701)

云南文山都龙锌锡多金属矿区,富含有锡、铜、锌、铁、铟、银等多种有价金属资源,其中锡资源储量超过30万t,含锡矿物主要以锡石为主。但是由于其中的锡石嵌布粒度微细,矿石含泥量高,多金属回收造成部分锡石损失,最终导致锡石综合回收率偏低。近十年来,针对微细粒级-37+10 μm锡石采用重选工艺回收率偏低的问题,采用脱泥+浮选工艺对微细粒级锡石(原矿含锡0.2%~0.4%)进行处理,获得锡石浮选作业回收率超过70%,浮选精矿含锡超过8%的较好指标,并在生产中进行全面推广应用,经济效益显著[1-4]。为进一步提高锡石浮选的精矿品位,提升锡石浮选技术的产品竞争力和经济效益,本文主要研究应用一种新型高效抑制剂,减少进入浮选精矿的杂质,特别是减少含镁脉石矿物和矿泥进入精矿的几率,从而提高精矿品位。

1 原矿性质

现对该原生锡、铜、锌多金属矿石进行多元素分析和矿物组成及含量测定,为下一步的技术研究工作提供参考依据。

1.1 化学多元素分析

矿物的化学多元素分析结果列于表1。由表1中结果可以看出,原矿中锡品位为0.31%,主要脉石成分是SiO2,其次是Al2O3、CaO、MgO和K2O,脉石总量为57.25%。

表1 矿物的主要元素组成

1.2 矿物组成及含量

矿物经光学显微镜镜下鉴定、X射线衍射分析、扫描电镜分析检测,采用MLA对-3 mm原矿中主要矿物的含量进行了统计,结果列于表2。综合分析发现该矿的矿物组成种类十分复杂,金属矿物主要是磁黄铁矿和闪锌矿,其次为黄铜矿、黄铁矿、锡石和毒砂,偶见斑铜矿、铜蓝、方铅矿、辉银矿、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、钛铁矿和金红石零星分布;非金属矿物以绿泥石和云母(包括金云母、黑云母和白云母)为主,其次是角闪石、辉石、石英、钾长石、滑石、方解石、白云石、萤石、黝帘石、绿帘石、石榴石和榍石,其他微量矿物尚见硅镁石、锆石、磷灰石、电气石、独居石和黄钾铁矾等。

表2 -3 mm原矿中主要矿物含量

2 技术方案确定

原矿石中脉石矿物种类繁多,主要可分为镁质和非镁质两类,前者包括绿泥石、金云母、黑云母、角闪石、辉石、滑石、白云石和少量铁滑石及蛇纹石,它们在矿石中合计含量达56.27%,而非镁质脉石(包括石英、钾长石、白云母、绢云母、方解石、萤石、黝帘石、绿帘石和石榴石等)仅为23.01%,镁质矿物和非镁质矿物的含量比达2.45。由于矿石中镁质脉石含量高、分布广泛,导致镁质脉石矿物容易进入锡石浮选精矿产品中。因此,能否使锡石与镁质脉石得到有效分离是获得较高品位锡精矿的关键。特别是锡石浮选药剂一般采用的是氧化矿类捕收剂,对镁质脉石矿物也有一定的捕收效果,从而增加锡石与镁质脉石分离的难度。

锡石浮选给矿是该矿区内原生锡、铜、锌多金属共生矿石经过浮铜—浮锌—粗细分级之后,细粒级物料(-0.037 mm,分级溢流)经过旋流器脱泥、浮选除硫和磁选除铁处理所得。通过对现场锡石浮选粗精矿样品MLA检测分析发现,粗精矿中除锡石以外,其他金属矿物仅磁黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿等铁矿物较常见;非金属矿物以滑石、角闪石、绿泥石、石榴石和黝帘石居多,次为辉石、云母、蛇纹石、石英、方解石等。本技术方案重点研究选择合适的抑制剂,既能达到对微细粒矿石颗粒具有一定的分散作用,同时又能对含镁和硅铝酸盐脉石矿物和矿泥有选择性抑制作用,从而达到提高精矿品位的目的。

3 试验研究内容及结果分析

试验取用的样品是现场脱硫除铁尾矿,即锡石浮选给矿,在本试验研究中统称为原矿。首先对原矿样品进行调浆,加入碳酸钠搅拌2 min调整矿浆pH值至8,然后加入KT-51活化锡石并搅拌调浆2 min,再加入锡石捕收剂和辅助捕收剂P86搅拌调浆5 min,之后通过分别添加四种不同抑制剂搅拌3 min调浆,进行不同用量对比的浮选试验。四种抑制剂分别是木质素、六偏磷酸钠、水玻璃和OL-1C,具体试验情况如下。

3.1 抑制剂选择实验

在现场药剂条件下进行抑制剂的种类和用量浮选试验,试验流程和药剂制度见图1,试验中所用的捕收剂为现场制备的锡石浮选捕收剂。

图1 抑制剂的种类和用量浮选试验流程

3.1.1 木质素用量试验

木质素用量试验结果见表3,由表中结果可知,当木质素用量为100~500 g/t时,随着木质素用量的增加,精矿中Sn、S和Fe的回收率总体呈现下降趋势,Sn的品位呈先小幅上升后下降的趋势,而MgO的品位和回收率均呈现升高的趋势。由此说明木质素对锡石有一定的抑制作用,对镁质脉石和矿泥没有明显抑制作用。

表3 木质素用量试验结果

3.1.2 六偏磷酸钠用量试验

六偏磷酸钠用量试验结果见表4。由表中结果可知,当六偏磷酸钠用量为20~100 g/t时,随着六偏磷酸钠用量的增加,精矿产品中Sn品位和回收率呈急剧下降的趋势,说明六偏磷酸钠对锡石具有强烈的抑制作用;当六偏磷酸钠用量为20 g/t时,相对于用量为0 g/t时,精矿产品中Sn的品位提高了1.12个百分点,但回收率却降低了17.77个百分点。精矿中S、MgO和Fe的品位均呈现升高的趋势,其回收率均有所降低。说明六偏磷酸钠对原矿中脉石有一定的抑制作用,但同时对锡石也有较强的抑制作用。

表4 六偏磷酸钠用量试验结果

3.1.3 水玻璃用量试验

水玻璃是方解石、石英等脉石的有效抑制剂,为了验证水玻璃对浮选指标的影响,进行了水玻璃用量试验,结果见表5。由表5中结果可知,当添加100~300 g/t的水玻璃时,随着水玻璃用量的增加,精矿产品中Sn、S、Fe的品位均呈下降趋势,而回收率却均在用量为200 g/t时最高;对比不添加和添加100 g/t的水玻璃,能使精矿中Sn品位从6.75%提高到7.92%,但回收率却降低了16.18个百分点。

表5 水玻璃用量试验结果

3.1.4 新型抑制剂OL-1C用量和全流程开路试验

新型抑制剂OL-1C是由中南大学研发的一种多羟基糖类大分子新型高效脉石抑制剂,与硅酸盐矿物表面极性基发生氢键作用而吸附,对硅酸盐类矿物具有很好的分散和抑制作用。通过对比不同OL-1C用量,确定在粗选作业添加20 g/t、精选一作业添加2.5 g/t效果最佳。

重新进行不添加和添加OL-1C全流程开路试验,试验流程见图2,结果见表6。表中试验编号1#为不添加OL-1C的试验结果,试验编号2#为添加OL-1C的试验结果。由表中试验结果可知,粗选作业添加20 g/t、精选一作业添加2.5 g/t的OL-1C,相比于没有添加OL-1C,精矿产品中MgO含量降低了2.03个百分点,含Sn品位提高了1.44个百分点,同时尾矿产品中损失Sn的回收率也降低了1.46个百分点。由此说明添加OL-1C有利于锡石浮选精矿品位和回收率的提高。

图2 开路试验流程

表6 开路试验结果

3.2 添加OL-1C闭路验证试验

按照现场药剂制度,对添加与不添加OL-1C分别进行闭路试验,验证OL-1C的添加对浮选指标的影响。闭路试验所取试验样均为原矿矿浆样,矿样中已含有碳酸钠和KT-51,因此在试验过程中不再添加。

闭路试验流程见图3,试验结果见表7。表中试验编号1#为不添加OL-1C的试验结果,试验编号2#为添加OL-1C的试验结果。对比表中的试验结果可知,粗选添加OL-1C 20 g/t,精选作业添加5、2.5、2.5 g/t,相对于不添加OL-1C时,精矿中Sn品位提高了2.54个百分点,同时Sn的回收率也提高了0.74个百分点。由此进一步验证说明添加OL-1C能对镁质脉石和矿泥进行有效抑制,有利于锡石浮选精矿品位和回收率的提高。

图3 闭路试验流程

表7 闭路试验结果

3.3 浮选速率试验

为了考察锡石浮选过程中,添加高效抑制剂的抑制效果,对浮选过程中Sn、S、MgO和Fe的浮选速率进行试验测试,试验流程见图4(SN为捕收剂,矿浆中已添加碳酸钠和KT-51),试验结果见图5。

图4 浮选速率试验流程

由图5中的试验结果可知,Sn和S是同步富集在精矿产品中。从Fe的累计回收率曲线可知,在浮选过程的前3 min,曲线的斜率在减小,在3 min之后曲线的斜率趋于0,说明原矿中有一部分易浮的含Fe矿物在前3 min已经基本浮选完,这部分含Fe矿物占约30%,初步分析这部分含Fe矿物可能是磁黄铁矿。而其余约70%的含Fe矿物则进入尾矿中。从MgO的累计回收率曲线可以看出,MgO是通过夹带的方式进入到精矿产品中,而且含MgO的矿物也不易浮选。综合分析可知,通过高效抑制剂OL-1C的作用,原本可浮性较好的镁质脉石和矿泥得到了有效的抑制。

图5 累计回收率和累计品位与浮选时间的关系

4 结论

1)采用一粗两扫三精的浮选工艺,对都龙锡、锌、铜多金属矿中微细粒级锡石进行回收,可以获得锡石浮选作业回收率达73.76%、浮选精矿含锡11.24%的较好指标。

2)通过高效抑制剂OL-1C的适量添加,可以有效改变锡石浮选给矿中镁质脉石和矿泥的可浮性,降低其进入浮选精矿的几率,显著提高了锡石浮选精矿品位和回收率,精矿中Sn品位提高了2.54个百分点,回收率提高了0.74个百分点。

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