昌宁含铁低品位高泥锡石矿重-磁选工艺研究

王普蓉 ，徐国印 ,2，苏刚

（1. 攀枝花学院钒钛学院, 四川 攀枝花 617000；2. 钒钛资源综合利用四川省重点实验室, 四川 攀枝花 617000）

锡石作为重要的载锡矿物，其性脆，在破碎和磨矿过程中易产生过粉碎现象，给锡石的分选工艺带来较大困难，易造成锡金属在尾矿中的流失[1-2]。由于锡石密度较大，锡石矿存在着贫、细、杂及多金属共伴生的特点，因此锡石矿最主要的选矿方法为重选法，同时将重选与磁选、电选、浮选和化学选矿法适当联合，以获得良好的锡精矿指标，并兼顾其它有价组分的回收。锡石重选的方法主要有重介质选矿、跳汰选矿、摇床选矿、螺旋选矿、离心选矿和皮带溜槽等[3]。其中，因摇床具有设备操作简单、选矿富集比高、能够使锡在精矿中得到有效富集、分选效果易观察、产品易收集等突出特点，而成为锡石重选的最主要方法。摇床有效回收锡的粒度范围一般为0.019 ～2 mm，是中细粒锡石重选回收的理想方法，对于-0.019 mm的细粒锡矿物回收效果不佳，且过细粒对锡石矿磨矿后全粒级摇床重选效果影响较大[4]，因此，原矿本身含泥情况及磨矿产品的粒度对锡石摇床重选有着重要影响。

含铁锡石矿中，锡石往往与（磁）黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿等铁矿物伴生[5-6]，单一重选法可丢弃大部分尾矿，但由于这些铁矿物的密度与锡石较接近，单一重选法难以实现锡石与它们的分离，而导致难以获得合格锡精矿。因此，对于低品位高泥含铁锡石矿的分选，应重视其它选矿方法与重选法的联合使用，同时尽量减少物料过磨、在正式分选前增加预先脱泥抛尾作业。其中，减少物料过磨的方法主要有：磨矿前预先洗矿分级、阶段磨矿阶段选别和精确化装补钢球等[7]；正式分选前增加预先脱泥抛尾作业有助于提高下一步正式分选的给矿品位、改善正式分选过程、提高正式分选的精矿指标，重选预先脱泥抛尾的方法主要有：旋流器预先抛尾、螺旋溜槽预先抛尾等。随着世界各国对锡资源需求的日益增加及锡富矿的不断开采与不足，贫、细、杂难选锡矿的开发利用具有重要的现实意义。

云南昌宁锡石矿主要有用金属矿物为锡石，其次为褐铁矿等，Sn品位为0.166%，-0.074 mm矿泥含量为23.25%（其中-0.019 mm矿泥含量为12.74 %），含TFe 4.74%,属含铁低品位高泥难选锡石矿，储量大，可露天开采。长期以来由于经济技术不可行，该矿石一直未得到开发利用，本文旨在对该矿样进行试样性质研究的基础上，开展该锡石矿重-磁选工艺研究，为该矿的开发利用提供技术方案与依据。

1 试样性质

试样主要金属矿物为锡石及褐铁矿；主要脉石矿物为石英。锡石：无色带淡黄色，半自形锥柱状、板状，横切面八边形近圆形，正突起很高，糙面显著，具一组解理，但裂纹十分发育，正交下干涉色很高，具近似珍珠晕彩，聚片双晶发育，平行消光，在具双晶的切面上斜消光,主要分布于晚期石英脉中，亦有少量充填于褐铁矿之孔隙中，嵌布粒最大为2.5 mm，最小为0.003 mm，一般为0.06～0.20 mm。褐铁矿：褐红色，脉状、胶状，正突起很高，反光下具褐红色金属光泽，多沿次生裂隙充填，其中可包裹石英、电气石、绢云母，主要为次生，嵌布粒最大为1.8 mm，最小为0.005 mm，一般0.03～0.25 mm。石英：一般粒度为0.2～2 mm。试样化学多元素分析结果见表1、锡物相分析结果见表2、3，试样破碎至-12 mm后的粒度组成分析结果见表4。

表1 试样化学多元素分析结果/%Table 1 Multi-element analysis results of test samples

表2 试样锡物相分析结果Table 2 Analysis results of tin phases

表4表明，原矿矿泥含量较高，各个粒级锡含量不均，-0.037 mm细粒级的锡品位远低于+0.037 mm粗粒级的锡品位，可考虑对原矿进行洗矿分级与预先脱泥抛尾。

表3 试样铁物相分析结果Table 3 Analysis results of iron phases

表4 试样粒度组成分析结果Table 4 Particle size analysis of test samples

2 实验仪器、设备及方法

2.1 主要仪器与设备

泰勒标准套筛、实验室自制水析仪、XP-132简易双目偏光显微镜、XMQ-2（40×90）mm锥形球磨机、5LL-600螺旋溜槽、XCY-73型（1100×500） mm摇床、TN535-A4523高梯度磁选机、JBTF（120×50）mm搅拌桶。

2.2 实验原理与方法

该矿为锡石矿，细粒级含量较高，从节约投资，降低过磨，减少实际生产中粉矿仓的堵塞和提高磨矿给矿的稳定性等方面考虑，可以对原矿进行洗矿分级-粗粒磨矿-全粒级重选选锡；另外，试样本身锡品位很低、可以考虑采用螺旋溜槽等设备对低品位、高泥锡矿有较好脱泥抛尾作用的设备[7]，对原矿进行预先抛尾，以提高下一步正式分选的给矿品位、改善正式分选过程、提高正式分选的精矿指标，因此，首先对原矿进行了洗矿分级-粗粒磨矿-全粒级螺旋溜槽抛尾实验研究。然后，在原矿洗矿分级-粗粒磨矿-全粒级螺旋溜槽抛尾实验的基础上，以摇床这种简单、常用、选矿富集比高的的重选方法，对溜槽锡精矿进行了摇床分选实验研究。由于试样中有一定量褐铁矿，因其比重亦较高，重选过程中会部分进入重选锡精矿中，因此，其次，根据褐铁矿与锡石间的磁性差异，对摇床锡精矿视其含铁情况进行了强磁选除铁研究；最后，在以上实验研究的基础上，开展了选矿全流程扩大实验研究。

3 实 验

3.1 原矿洗矿分级-粗粒磨矿-全粒级螺旋溜槽抛尾实验

3.1.1 洗矿分级-粗粒磨矿实验

洗矿分级-粗粒磨矿实验流程见图1，实验条件为：固定螺旋溜槽给矿矿浆浓度30%、给矿矿浆量2.5 m3/h、螺旋溜槽截矿器精矿端宽度70 mm，洗矿分级粒度和洗矿粗粒磨矿细度依次变化，实验结果见图2。由图2可知，洗矿分级粒度以0.212 mm为宜、洗矿粗粒磨矿细度以-0.074 mm 56%左右为宜，此时获得的溜槽锡精矿产率为35.19%，锡品位为0.393%，锡回收率为83.35%。

3.1.2 全粒级螺旋溜槽抛尾实验

（1）截矿器精矿端宽度实验

螺旋溜槽抛尾的产品由截矿器截取，截矿器精矿端宽宽度对溜槽精矿产率有较大影响，从而影响溜槽精矿其他指标。截矿器精矿端宽度实验采用的流程见图1，实验条件为：固定洗矿分级粒度0.212 mm、+0.212 mm洗矿粗粒磨矿细度-0.074 mm 55.85%、螺旋溜槽给矿矿浆浓度30%、给矿矿浆量2.5 m3/h，螺旋溜槽截矿器精矿端宽度变化，实验结果见图3。由图3可知，随着截矿器精矿端宽度的增加，溜槽锡精矿锡品位不断降低，锡回收率先增加后增幅不大，综合考虑锡精矿指标，螺旋溜槽截矿器精矿端宽度以55 mm左右为宜。

图3 螺旋溜槽截矿器精矿端宽度实验结果Fig.3 Test results of cutter width for concentrate end of spiral chute

（2）给矿矿浆浓度实验

实验条件为固定洗矿分级粒度0.212 mm、+0.212 mm洗矿粗粒磨矿细度-0.074 mm 55.85%、螺旋溜槽截矿器精矿端宽度55 mm、给矿矿浆量2.5 m3/h，螺旋溜槽给矿矿浆浓度变化，实验结果见图4。由图4可知，随着给矿矿浆浓度的增加，溜槽锡精矿锡品位与锡回收率均先增加后降低，综合考虑锡精矿指标，螺旋溜槽给矿矿浆浓度以30%左右为宜。

图4 螺旋溜槽给矿矿浆浓度实验结果Fig.4 Test results of pulp density for spiral feed

（3）给矿矿浆量实验

实验实验条件为：固定洗矿分级粒度0.212 mm、+0.212 mm洗矿粗粒磨矿细度-0.074 mm 55.85%、螺旋溜槽截矿器精矿端宽度55 mm、螺旋溜槽给矿矿浆浓度30%，给矿矿浆量变化，实验结果见图5。由图5可知，随着给矿矿浆量的增加，溜槽锡精矿锡品位与锡回收率先增加后降低，综合考虑锡精矿指标，螺旋溜槽给矿矿浆速率以 3.0 m3/h左右为宜，此时获得的溜槽锡精矿产率为32.91%、锡品位为0.424%、锡回收率为84.06%。

图5 螺旋溜槽给矿矿浆量实验结果Fig.5 Test results of pulp quantity for spiral feed

3.2 溜槽锡精矿摇床分选实验

原矿洗矿分级后经螺旋溜槽抛尾，锡在溜槽精矿中得到一定富集，同时抛弃了大量细粒尾矿，经螺旋溜槽预先富集的溜槽锡精矿锡品位尚不高，需要进一步进行摇床分选，以获得Sn品位较高的锡精矿。溜槽锡精矿摇床分选采用的实验流程见图6、实验结果见表5。由表5可知，摇床分选获得的摇床锡精矿Sn品位较高，且尾矿中锡损失较低、锡精矿对原矿Sn回收率较高。现有结果初步表明，对于该锡石矿原矿洗矿分级-粗粒磨矿-全粒级螺旋溜槽抛尾-摇床分选方案能够获得相对较好的选别指标，但所获得摇床锡精矿锡品位尚不达标。经显微镜镜下观察，摇床锡精矿中含有大量单体解离情况较好的褐铁矿，因此，为进一步获得合格锡精矿，有必要对摇床锡精矿进行强磁选除铁。

图6 溜槽精矿摇床分选实验流程Fig.6 Test flowsheet of shaking table separation of spiral chute concentrate

表5 溜槽精矿摇床分选实验结果Table 5 Test results of shaking table separation of chute concentrate

3.3 摇床锡精矿强磁选除铁实验

摇床锡精矿强磁选除铁实验流程见图7、实验结果见表6。由表6可知，强磁选除铁实验可获得Sn品位为51.96%、对原矿产率为0.14%、对原矿回收率为42.23%的较好强磁选锡精矿指标。

表6 摇床精矿强磁选除铁实验结果Table 6 Test results of iron removal from shaker concentrate by high-intensity magnetic separation

图7 摇床精矿强磁选除铁实验流程Fig.7 Test flowsheet of iron removal from shaker concentrate by high-intensity magnetic separation

3.4 全流程扩大实验

根据以上研究结果，对原矿进行了全流程扩大实验研究，最终推荐的选矿工艺流程见图8，获得的实验结果见表7，选矿产品多元素分析结果见表8。由表7、表8可知，全流程扩大实验可获得产率为0.21%、锡品位41.32%、锡回收率为52.27%的合格锡精矿，及产率为0.75%、锡品位4.750%、锡回收率为21.46%的锡富中矿，锡精矿与锡富中矿累计回收率为73.73%。锡精矿质量达到了YS/T339-2011标准中一类Ⅶ品级精矿质量要求。

表8 选矿产品化学分析结果/%Table 8 Chemical analysis results of mineral processing products

图8 最终推荐的选矿工艺流程Fig.8 Recommended mineral processing process

表7 全流程扩大实验结果Table 7 Expanded test results of the whole process

4 结论

（1）云南昌宁锡矿含Sn 0.166%，含TFe 4.74%，泥化现象严重，锡主要以锡石及酸溶锡形式存在，属含铁、低品位、高泥难选锡石矿。

（2）对该锡石矿开展了重-磁选工艺研究，最终采用原矿洗矿分级后螺旋溜槽预先抛尾-摇床精选-强磁选除铁的选矿工艺流程，获得了产率为0.21%，Sn品位41.32%，Sn回收率为52.27%的合格锡精矿，及产率为0.75%，Sn品位4.750%，Sn回收率为21.46%的锡富中矿；锡精矿与锡富中矿Sn累计回收率为73.73%。锡精矿质量达到了YS/T 339-2011标准中一类VII品级精矿质量要求，较好地实现了该锡石矿的分选。