離心選礦機(jī)重選回收細(xì)粒級鎢錫礦物的試驗(yàn)研究①

張 婷， 李 平， 馮 博， 李振飛

（1.贛州有色冶金研究所有限公司，江西 贛州 341000； 2.江西理工大學(xué)，江西 贛州 341000）

鎢錫礦性脆，在開采、破碎與磨礦過程中易泥化，大量的原次生細(xì)泥由此產(chǎn)生［1－3］。 細(xì)泥中鎢錫金屬占有率相對較高，但因其礦石性質(zhì)復(fù)雜、粒度偏細(xì)、易受難免離子干擾等原因不能獲得高效利用，導(dǎo)致細(xì)泥中鎢錫回收率偏低［4－7］，不僅浪費(fèi)資源，而且越來越多的固體尾礦也會進(jìn)一步破壞礦山生態(tài)環(huán)境，造成礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。 強(qiáng)化鎢錫細(xì)泥的回收是提高選礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)鍵。 離心選礦機(jī)強(qiáng)化重選是微細(xì)粒鎢錫礦物分選的一種有效手段，具有分選效率高、處理量大、回收粒度下限低、綠色環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn)［8］。 本文采用“浮選脫硫-離心選礦機(jī)重選回收鎢錫”方案回收廣西某鎢錫細(xì)泥中的鎢錫，可為我國同類型鎢錫細(xì)泥的綜合回收提供參考。

1 礦石性質(zhì)

試樣由廣西某礦山的原生細(xì)泥和次生細(xì)泥按3 ∶4混合而成，其產(chǎn)率約占出隆原礦的20%。 主要金屬礦物為黑鎢礦、白鎢礦和錫石，其他金屬礦物如黃銅礦、閃鋅礦、毒砂、黃鐵礦等相對較少；主要脈石礦物為石英、方解石、白云石和螢石。 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。 由表1可知，試樣中可供回收的主要元素為WO3和Sn，可綜合考慮回收Cu 和Zn。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%

試樣中鎢、錫物相分析結(jié)果分別見表2 和表3。鎢主要以黑鎢礦和白鎢礦兩種形式存在，其余為鎢華。錫主要以錫石形式存在，次為硫化物中錫，其他錫礦物較少。

表2 鎢化學(xué)物相分析結(jié)果

表3 錫化學(xué)物相分析結(jié)果

為確定有用礦物在不同粒級中的金屬分布率，對試樣進(jìn)行了粒度篩分分析，結(jié)果見表4。 由表4可知，試樣中－0.038 mm 粒級含量68.43%，87.88%的WO3和78.19%的Sn 均分布在該粒級中，因此強(qiáng)化細(xì)粒級鎢錫礦物的回收十分重要。

表4 試樣粒度分析結(jié)果

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 脫硫浮選試驗(yàn)

該試樣中含S 1.55%，硫化礦比重相對較大，在重選過程中易隨鎢錫一起富集在精礦中，影響鎢錫精礦品質(zhì)［9］；同時考慮伴生金屬Cu、Zn 的綜合回收，需先進(jìn)行脫硫浮選。 通過系列捕收劑、調(diào)整劑種類和用量等條件試驗(yàn)，確定采用如圖1 所示的藥劑制度和試驗(yàn)流程進(jìn)行脫硫浮選，結(jié)果見表5。

圖1 脫硫浮選試驗(yàn)流程

表5 脫硫浮選試驗(yàn)結(jié)果

2.2 重選設(shè)備對比試驗(yàn)

試樣中主要有用礦物鎢錫礦物與主要脈石礦物如石英等硅酸鹽礦物比重差異相對較大，適用于重選法回收。 選擇LYN1100×550 搖床和Φ240 mm×290 mm離心選礦機(jī)進(jìn)行了鎢錫重選回收工藝對比試驗(yàn)，搖床重選采用一次粗選一次掃選流程，離心選礦機(jī)重選采用一次粗選一次精選流程，兩種工藝獲得的重選精礦指標(biāo)見表6。 由表6可知，在獲得品位相近的精礦時，相比于傳統(tǒng)的搖床，離心選礦機(jī)獲得的粗精礦WO3、Sn 回收率分別提高了17.21 和28.08個百分點(diǎn)，說明離心選礦機(jī)可大幅度提高細(xì)粒級鎢錫礦物的回收指標(biāo)。 確定浮選脫硫后采用離心選礦機(jī)重選回收該試樣中的鎢錫礦物。

表6 重選試驗(yàn)結(jié)果

2.3 離心選礦機(jī)重選條件試驗(yàn)

采用SLon-400 離心選礦機(jī)對脫硫尾礦進(jìn)行一粗一精重選試驗(yàn)，第二次精選因試料有限，采用Φ240 mm×290 mm 離心選礦機(jī)。 SLon-400 離心選礦機(jī)一個工作周期包括給礦時間、間隔時間、沖水時間、復(fù)位時間，設(shè)定間隔時間10 s、沖水時間15 s、復(fù)位時間10 s，對影響離心選礦機(jī)選別效果的礦漿給礦濃度、給礦時間和轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行了條件試驗(yàn)。

2.3.1 粗選條件試驗(yàn)

給礦時間60 s、轉(zhuǎn)速500 r/min、沖洗水量3.75 L/min條件下，考察了粗選給礦濃度對SLon-400 離心選礦機(jī)分選指標(biāo)的影響，結(jié)果見表7。

表7 粗選給礦濃度試驗(yàn)結(jié)果

從表7可以看出，隨著給礦濃度增大，所得粗精礦產(chǎn)率增大，WO3、Sn 品位逐漸降低，而回收率基本保持不變。 主要原因在于，給礦濃度增加，礦漿沿轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面的軸向流速越慢，流膜徑向紊動度減弱，有益于礦物顆粒克服流膜的徑向流體阻力作用而沉降在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面，粗精礦產(chǎn)率增大、回收率得以保持平衡或上升；另一方面，給礦濃度越高，礦物顆粒在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面旋轉(zhuǎn)使流膜內(nèi)的干涉沉降現(xiàn)象加重，降低了分選過程的選擇性，致使粗精礦品位降低，這對微細(xì)粒礦物尤為明顯［10］。 選擇給礦濃度20%。

給礦濃度20%，其他條件不變，考察了離心選礦機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速對分選指標(biāo)的影響，結(jié)果見表8。

表8 粗選轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速試驗(yàn)結(jié)果

從表8可以看出，隨著轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速增大，粗精礦產(chǎn)率增大，WO3、Sn 品位呈降低趨勢而回收率呈增大趨勢。主要原因在于，提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速會使礦物顆粒所受離心力增大［10］，進(jìn)而使更多的微細(xì)顆粒能迅速離心沉降至轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面成為精礦；另一方面，提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速降低了分選過程的選擇性，使更多未解離的鎢錫礦物與脈石連生體一起進(jìn)入精礦中，精礦品位呈降低趨勢。 轉(zhuǎn)速低于400 r/min 時，雖然粗精礦中WO3、Sn 品位較高，但回收率較低；轉(zhuǎn)速高于400 r/min 后，粗精礦中WO3、Sn 品位較低而回收率無明顯變化，且粗精礦產(chǎn)率大，會增加下一步作業(yè)的入選礦量。 為了保證WO3、Sn 回收率，同時兼顧緩解下一步精選作業(yè)壓力，選擇轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速400 r/min。

轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速400 r/min，其他條件不變，考察了離心選礦機(jī)給礦時間對分選指標(biāo)的影響，結(jié)果見表9。

表9 粗選給礦時間試驗(yàn)結(jié)果

從表9可以看出，增加給礦時間，粗精礦產(chǎn)率降低，WO3、Sn 品位升高，但給礦時間過長會使WO3、Sn回收率明顯降低。 主要原因在于，離心選礦機(jī)轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁容量有限，若給礦時間過長，轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁容量飽和后，易使部分微細(xì)粒鎢錫礦物隨切向流膜旋出而進(jìn)入尾礦，導(dǎo)致WO3、Sn 回收率降低［11］。 給礦時間60 s 為宜。

2.3.2 精選條件試驗(yàn)

為一步提高精礦品位，進(jìn)行了離心選礦機(jī)精選條件試驗(yàn)。 離心選礦機(jī)分選時，沖洗水量也是影響分選效果的因素之一，沖洗水量過小僅能卸落少量精礦層，影響精礦品位；沖洗水量過大則會影響精礦回收率，并增大選礦成本［8］。 在給礦濃度20%、給礦時間60 s、轉(zhuǎn)速300 r/min 條件下，進(jìn)行了精選沖洗水量條件試驗(yàn)，結(jié)果見圖2。

圖2 離心機(jī)一次精選沖洗水量試驗(yàn)結(jié)果

從圖2可以看出，隨著沖洗水量增大，精礦中WO3、Sn 品位均呈增大趨勢，回收率先保持穩(wěn)定，而后在沖洗水量大于5.13 L/min 后急劇降低。 選擇沖洗水量5.13 L/min，此時精礦WO3、Sn 品位分別為6.28%和3.65%，作業(yè)回收率分別為94.25%和92.52%。

為保證產(chǎn)品品位，開展了離心選礦機(jī)二次精選試驗(yàn)。 每次試驗(yàn)用量400 g、給礦濃度4%，進(jìn)行了轉(zhuǎn)速及沖洗水量等條件試驗(yàn)，確定適宜的轉(zhuǎn)速和沖洗水量分別為250 r/min 和2 L/min，可獲得精礦產(chǎn)率32.13%，WO3、Sn 品位分別為16.65%和9.28%，作業(yè)回收率分別為85.19%和81.76%的選別指標(biāo)。

2.4 全流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行了浮選脫硫-離心選礦機(jī)重選回收鎢錫的全流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖3，結(jié)果見表10。

圖3 全流程試驗(yàn)流程

表10 全流程試驗(yàn)結(jié)果

從表10可以看出，采用浮選-重選聯(lián)合工藝，有效回收了該細(xì)泥中的鎢錫礦物，全流程試驗(yàn)獲得的鎢錫精礦WO3、Sn 品位分別為16.65%、9.28%，回收率分別為69.09%、59.58%。 經(jīng)化驗(yàn)，硫化礦中Cu、Zn 品位分別為1.65%、5.91%，回收率分別為85.49%、73.13%。

3 結(jié) 論

1） 試樣中可供回收的主要元素為WO3和Sn，鎢主要以黑鎢礦和白鎢礦形式存在，錫主要以錫石形式存在，次為硫化物中錫；鎢錫礦物粒度偏細(xì)，其中87.88%的WO3和78.19%的Sn 均分布在－0.038 mm 粒級中，強(qiáng)化細(xì)粒級鎢錫礦物的有效回收是關(guān)鍵。

2） 采用浮選脫硫-離心選礦機(jī)回收鎢錫工藝可有效回收細(xì)泥中的鎢錫礦物，并綜合回收伴生元素Cu和Zn。 全流程試驗(yàn)獲得的鎢錫精礦WO3、Sn 品位分別為16.65%、9.28%，回收率分別為69.09%、59.58%；硫化礦中含Cu 1.65%、Zn 5.91%，回收率分別為85.49%、73.13%。

3） 相較于傳統(tǒng)的搖床重選，離心選礦機(jī)重選可顯著提高微細(xì)粒級鎢錫礦物的選別指標(biāo)，凸顯了離心選礦機(jī)在重選回收鎢錫細(xì)泥方面的優(yōu)越性。