湖南大坳微细粒低品位钨锡矿石选矿工艺研究.pdf

1 8 有色金属 选矿部分 2 0 0 7 年第4 期 湖南大坳微细粒低品位钨锡矿石选矿工艺研究 曾志方1 ，一，唐清国2 1 ．中国地质大学 武汉 ，武汉4 3 0 0 7 4 ；2 ．湖南省地质矿产勘查开发局四一八队，湖南娄底4 1 7 0 0 0 摘要针对大坳微细粒低品位云英岩型钨锡矿石的工艺特性，分别采用螺旋溜槽重选、阶段磨矿阶段选别的筛分摇 床重选试验，并结合浮选试验，进行选矿工艺对比，采用阶段磨矿、阶段选别筛分摇床重选可取得较好的选矿效果，综合回 收率达8 0 ．5 8 ％，提高了矿石的可利用性，是处理微细粒低品位钨锡矿石的有效手段。 关键词钨锡矿石；选矿工艺；摇床；螺旋溜槽 中图分类号T D 9 5 4 ；T D 9 5 2 ．4 文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 7 0 4 0 0 1 8 0 4 大坳钨锡矿为湘南地区骨干矿山企业湘源 锡矿的主采区，区内钨锡矿石主要有两类一类为石 英脉型，品位较富，为主要开采对象；另一类为云英 岩型，品位较低，钨锡矿物粒度较小，但储量较大。长 期以来，矿山采用传统的螺旋溜槽重选法，对石英脉 型矿石取得了较好的选矿效果，但对云英岩型矿石 未取得突破，将其作为废石抛弃，不仅使环境遭受严 重破坏，而且造成资源的巨大浪费。 经过近五十年的持续开发，石英脉型矿石已开 采殆尽，矿山濒临闭坑。近年来，区内及外围发现了 资源量达大型的低品位云英岩型钨锡矿，估算资源 量锡4 6 6 4 2 t 、钨4 3 6 1 9 t ，矿床平均品位锡0 ．1 9 ％， W O s O ．1 8 ％。因此，研究云英岩型矿石的可选性，不仅 可延长矿山的开采年限，而且可充分合理利用资源， 提高经济效益，消除环境污染隐患。 本试验研究针对低品位云英岩型矿石的选矿问 题，通过试验，寻找一种有效的选矿方法，使矿区内 有限的宝贵资源得以充分利用，使矿山可持续发展。 1云英岩型钨锡矿石的基本特征 云英岩型矿石是由花岗岩经晚期气成热液交代 作用而形成的富含钨锡的矿石类型，具有厚度大、品 位低、钨锡矿物粒度较小、易开采的特蔗1 | 。 表2 T a b2 表1矿石主要矿物组成 T a b1T h em a i nc o m p o s i t i o no ft h eo r em i n e r a l s 金 属 矿 物 主要锡石、黑钨矿、黄铁矿、铁闪锌矿、方铅矿 辉钼矿、磁铁矿、黄铜矿、褐铁矿、磁铁矿、赤铁矿、自然铁、 次要毒砂、脆硫锑铅矿、硫铋铅矿、辉锑矿、辉铜矿、辉锑铅矿、 闪锌矿、自然铅 脉 石 矿 物 士蕊石英、锂云母、铁锂云母、白云母、黑云母、绢云母、钾长石、 士贾黄玉、斜长石、钠长石 舟童绿泥石、榍石、锆石、金红石、萤石、黝帘石、钍石、独居石、 叭贾电气石、绿柱石、磷灰石 1 ．1 矿石的矿物组成及主要矿物特征 经薄片及光片鉴定，原矿矿物组成见表1 。 矿石矿物黑钨矿、锡石嵌布粒度一般一0 ．2m m ， 主要赋存于黄玉、铁锂云母、白云母和石英之间的裂 隙及包含于矿物中。 锡石为本矿石主要含锡矿物，呈短柱状、粒状， 少量板片状和板柱状晶，大部分颗粒为晶体之碎块。 硬度大，性脆，密度较大，电磁性无或弱电磁性。其粒 径0 ．0 0 1 ～0 ．3 m m ，其中一0 ．2 5 r a m 占多数，颗粒较细。 黑钨矿呈板状、毛发状，性脆，硬度较大，相对密 度7 ．1 8 ～7 ．5 1 ，具弱磁性。 1 ．2 矿石的化学成分 对矿石主量元素及主要成矿元素进行了化学分 析，分析结果见表2 。从表中可以看出，钨、锡含量较 低，属低品位矿石。 原矿主要化学成分分析结果／％ T h em a j o rc h e m i c a lc o m p o s i t i o no fr u n - o f - m i n eo r e ／％ 成分S n 0 2W 0 3 P bZ n L i 2 0 SB i F e 2 0 3S i 0 2A 1 2 0 3 C a O K 2 0N a 2 0 1 ．3 原矿粒度分布特征 将原矿磨碎至一2 r a m 以下，筛分为七个粒级，产 收稿日期2 0 0 7 0 2 0 5 作者简介曾志方 1 9 6 8 一 ，男，湖南娄底人，高级工程师，在读博士。 率及钨锡分布特征见表3 。从表3 可以看出，样品 W O 。平均含量为0 ．2 1 1 ％，锡平均含量为0 ．1 8 3 ％，钨 万方数据 2 0 0 7 年第4 期 曾志方等湖南大坳微细粒低品位钨锡矿石选矿工艺研究 1 9 表3原矿不同粒级钨锡含量分析结果／％ T a b3T h ea n a l y s i sr e s u l t so ft u n g s t e n - t i no fv a r i o u s p a r t i c a ls i z eg r a d ei nr u n - o f - m i n eo r e ／％ 锡含量在七个粒级中无明显富集分布，其中W O ，含 量在0 ．1 6 2 ％一0 ．2 6 0 ％，锡在0 ．1 1 9 ％～0 ．2 5 5 ％；从 金属分布率看，不同粒级金属分布率变化规律也不 明显，只是从粗粒到细粒钨锡金属分布率略有集中 的趋势。 1 ．4 矿石结构构造特征 矿石为花岗变晶结构、鳞片粒状变晶结构、自形 半自形粒状结构、他形粒状结构、交代残余结构、鳞 片变晶结构、变余花岗结构，星散浸染状构造、块状 构造、斑杂状构造。 1 ．5 锡的赋存状态 根据重砂及电子探针分析结果，锡在各主要矿 物中的分布及赋存状态见表4 。 表4 原矿中各主要矿物的锡含量及锡金属量分布／％ T a b4C o n t e n ta n dc o n t r i b u t i o ni nt h em a i nm i n e r a l s o f1 3 1 n o f _ m i n eo r e ／％ 从表4 中可以看出，锡石、褐铁矿、铁锂云母、赤 铁矿、黑钨矿中的锡约占矿石中锡的9 8 ．2 1 ％，因此， 这些矿物是锡的主要载体，同时，该类型矿石中以锡 石形式存在的锡占矿石总锡量的9 3 ．4 8 ％。 锡的物相分析结果表明，原矿中锡主要以锡石 为主，占总锡量的9 6 ．2 4 ％，其中含有少量的胶态锡， 其次，有少量锡赋存于黝锡矿中。 2 选矿试验 对细粒锡石的回收，国内外采用射流离心选矿 机、跳汰机、莫兹利型多重力选矿机 M G S 取得了一 定效果“] 。但往往选矿成本较高，不适合本区矿石 的选别。因此，试验分别用重选、阶段磨矿阶段选别 的锡石筛分重选主体流程及浮选工艺流程对本区 矿石进行了选矿对比试验，以寻找最佳的选矿流程 方案。 2 ．1 重选试验 2 ．1 ．1 螺旋溜槽试验 对磨矿细度为一7 4 恤m 占7 6 ．6 ％的矿样进行螺 旋溜槽试验，试验结果列于表5 。以黑钨矿作为考察 对象，从表5 可以看出，虽然精矿回收率较高，但其 富集率较低，同时尾矿产率较小，品位相对较高，选 矿的效果较差。 表5螺旋溜槽粗选试验结果／％ T a b5 E x p e r i m e n tr e s u l to fs p i r a lc h u t eo r e - x l r e s s i n g t ％ 尾矿 3 8 ．1 20 ．1 22 2 ．8 9 原矿1 0 0 ．00 ．2 01 0 0 ．0 2 ．1 ．2 螺旋溜槽精选考察试验 对磨矿细度为一7 4 斗m 占7 6 ．6 ％的矿样进行螺 旋溜槽两段选别试验，其流程见图1 。 原矿 粗精矿中矿2 图1 螺旋溜槽两段选矿试验流程 F i g 1 E x p e r i m e n t a lc l e a n i n gf l o w s h e e to fs p i r a l c h u t eo r e - d r e s s i n g 试验结果见表6 。同样以黑钨矿作为考察对象， 人选粒度在一7 4 斗m 为7 6 ．6 0 ％的条件下，尾矿产率 无论是2 0 ％还是4 0 ％，尾矿品位依然相对较高，精 矿中W O ，的回收率达到4 3 ．1 8 ％，富集比为4 倍左 右。说明在该磨矿细度条件下采用螺旋溜槽重选抛 弃尾矿是不适合的。 2 ．1 ．3 不同粒级摇床选矿试验 考虑到粒级对重选的影响，同时，过粉碎可能导 致粗粒级的锡石泥化，对选矿造成不利影响，为了解 不同粒级的选出率和富集比，对原矿进行了摇床重 万方数据 2 0 有色金属 选矿部分 2 0 0 7 年第4 期 表6螺旋溜槽精选考察试验结果，％ T a b6T h ec l e a n i n gt e s tr e s u l t o fs p i r a lc h u t eo r e - d r e s s i n g ／％ 选试验，首先将原矿筛分为四个级别，其流程见图 2 ，不同粒级产率及品位见表7 。 原矿 ％ 尸1 尸弋尸] 尸1 t t t 精 矿1 尾矿1 粗精矿2 尾矿2 粗精矿3 尾矿3 粗精矿4 尾矿4 图2 摇床重选筛分选矿试验流程 F i g2E x p e r i m e n t a l f l o w s h e e to ft a b l i n gg r a v i t y c o n c e n t r a t i o na n ds c r e e n i n g 表7不同粒级产率及品位／％ T a b7T h eo u t p u ta n dg r a d ei nv a N o u sp a r t i c a l s i z eg r a d e ／％ 从各粒级产率来看，一2 0 ．5 m m 粒级和一0 ．1 m m 粒级产率相对较大，锡品位在大粒级中相对较高，但 优势不明显。从锡金属量来看，同样在一2 0 ．5 m m 粒 级和一0 ．1 m m 粒级中相对较多。 为了避免粒度差异对摇床选矿效果的影响，对 原矿及筛分后不同粒级的矿样进行了摇床重选试 验，结果见表8 。从表8 中可以看出，对原矿直接进 行摇床重选试验，锡金属回收率为5 3 ．0 4 ％，富集率 达到2 0 ．6 4 ％；经筛分为四个粒级后对样品分别进行 摇床选矿试验，结果表明，一2 0 ．5 m m 的粗粒级和 一0 ．1 m m 的细粒级回收率均不高，分别为5 3 ．7 8 ％和 5 2 ．5 5 ％，而在一0 ．5 0 ．2 5 m m 和一0 ．2 5 0 ．1 m m 粒级 中，金属回收率分别达到7 8 ．2 7 ％和8 2 ．9 9 ％。选矿结 果表明，粗粒级产率虽然较高，但回收率相对较低， 说明粗粒级中的部分锡石未完全解离，随轻矿物溜 走；而在细粒级中，由于锡石粒度太细，受其它矿物 的影响，在摇床面上分带较宽，在原有条件 和粗粒 级相同的频率、水量、床面坡度 下，其产率仅为 0 ．7 ％，锡品位达1 4 ．0 4 ％，说明部分锡石分带超过原 有床面范围，因此，在适当提高产率的条件下，可以 提高金属回收率。按照以上分析，对一0 ．1 m m 的细粒 级样品的精矿接收范围重新进行了调整，提高精矿 的产率，从而提高锡金属的回收率，分析结果见表 9 。从表9 中可以看出，在提高粗精矿产率的条件下， 金属回收率明显提高，与一0 ．5 0 ．1 m m 粒度条件下锡 石的回收率一致。以上分析结果显示，在筛分后，不 同粒级进行摇床选别，一0 ．5 m m 粒级综合回收率达到 8 0 ．5 8 ％，而一2 m m 粒级综合回收率为7 2 ．6 2 ％。因 此，在未进行筛分后直接进行摇床选别的金属回收 率 5 3 ．0 4 ％ 明显低于进行不同磨碎、筛分后的金属 回收率7 2 ．6 2 ％ 磨碎到一2 m m 和8 0 ．5 8 ％ 磨碎到 一0 ．5 r a m 。由此可见，阶段磨矿、摇床选别效果良好。 表8摇床重选考察试验结果／％ T a b8T h et e s tr e s u l to f t a b l i n gg r a v i t y c o n c e n t r at i o n ／％ 粗精矿31 ．1 71 3 ．9 98 2 ．9 98 2 ．9 97 1 ．0 2 尾矿39 8 ．8 30 ．0 3 3 91 7 ．0 1 原矿3 1 0 0 ．00 ．1 9 71 0 0 ．0 粗精矿4 0 ．71 4 ．0 45 2 ．5 55 2 ．5 57 5 ．8 9 尾矿49 9 ．30 ．0 8 84 7 ．4 5 原矿41 0 0 ．00 ．1 8 51 0 0 ．0 表9一O ．1 m m 粒级摇床重选考察试验结果／％ T a b9T h et e s tr e s u l to ft a b l i n gg r a v i t yc o n c e n t r a t i o n o f l e s st h a n0 ．1 m m ／％ 产品名称产率锡品位金属占有率回收率富集率 粗精矿4 2 ．7 85 ．3 27 9 ．9 47 9 ．9 42 8 ．7 6 尾矿4 9 7 ．2 20 ．0 3 82 0 ．0 62 0 ．0 6 原矿41 0 0 ．0 0 ．1 8 51 0 0 ．0 2 ．2 浮选试验 由于筛分摇床重选成本相对较高，工作量较大， 同时，筛分摇床重选的回收率不是太高，为了最大限 度合理利用资源，提高矿产资源的利用率，在重选试 万方数据 2 0 0 7 年第4 期曾志方等湖南大坳微细粒低品位钨锡矿石选矿工艺研究 2 1 验后，对矿样进行了浮选试验。 在磨矿细度为一7 4 斗m 占7 6 ．6 ％，选择苄基胂酸 作为捕收剂，p H 值在5 ．5 左右，搅拌时间为3 0 m i n ， 采用脱泥一两次精选，可获得次精矿产率为1 ．4 6 ％， 次精矿含W O ，为8 ．4 3 ％，含锡为8 ．5 6 ％，加上中矿 的，综合回收率W O ，为8 4 ．3 9 ％，锡为7 9 ．8 9 ％，综合产 率为13 ．7 ％，说明浮选可取得较好的选矿效果。 上述试验结果表明，磨碎至一0 ．5 m m ，经筛分后 对样品进行摇床选别，锡金属回收率可达到 8 0 ．5 8 ％，考虑到部分锡是以胶态和黝锡矿形式存 在，实际锡石中锡的回收率高于8 0 ．5 8 ％，与浮选试 验相比，浮选成本较高，磨矿细度较低，对环境污染 较大，粗精矿产率较高，而金属回收率与重选基本相 同，考虑到浮选的诸多不利因素，筛分摇床重选对本 区云英岩型钨锡矿石的选矿具有明显的优势。因此， 对本区云英岩型矿石的选矿，可采用图3 流程方案。 3 结论与建议 1 ．筛分后摇床重选结果表明，一- 2 0 ．5 m m 的粗粒 级锡石回收率为5 3 ．7 8 ％，产率为1 ．6 4 ％；一0 ．5 0 ．2 5 、 一0 ．2 5 0 ．1 和一0 ．1 m m 的粒级中，金属回收率分别达 到7 8 ．2 7 ％、8 2 ．9 9 ％和7 9 ．9 4 ％，产率分别为1 ．8 6 ％、 1 ．1 7 ％和2 ．7 8 ％。说明粗粒级中可能由于部分锡石未 完全解离，在摇床中不易被选别，而一0 ．5 m m 粒级筛 分后摇床综合选出率为8 0 ．5 8 ％，由此可见，磨碎到 一- 0 , ．5 m m 筛分摇床重选可以达到选矿的目的。 2 ．从矿石物质组分、赋存状态研究结果来看， 矿石中锡石的含锡量达到9 6 ．2 4 ％，从选矿试验研究 结果来看，一- 0 ．5 0 ．2 5 、一- 0 ．2 5 0 ．1 和一- 0 ．1 m m 的粒级 原矿 l 摇床选别ll 摇床选别ll 摇床选别l VVVVVV 粗精矿1 尾矿1 粗精矿2 尾矿2 粗精矿3 尾矿3 图3 建议选矿流程方案 F i g3 T h ed r a f to fp r o p o s a lp r o c e s s i n gf l o w s h e e t 摇床选别试验中，金属综合回收率达到8 0 ．5 8 ％，粗 精矿综合产率为2 ．1 1 ％，与浮选试验中锡金属综合 回收率7 9 ．8 9 ％、粗精矿和中矿产率1 3 ．7 ％相比，粗精 矿中锡金属综合回收率相当，但粗精矿产率摇床筛分 重选明显较低。总体指标筛分摇床选别效果良好。 参考文献 [ 1 ] 曾志方，曾永红，刘大勇．湖南大坳钨锡矿区构造控矿 规律及其在找矿中的应用效果[ J ] ．地质与矿产，2 0 0 5 ，4 0 1 4 3 4 7 ． [ 2 ]吕永信．微细与超细难选矿泥射流流膜离心分离法[ M ] ． 北京冶金业出版社，1 9 9 4 3 0 - ．- 3 5 ． [ 3 ] 杨奕旗，张愈明，邬清平．大厂锡石多金属硫化矿技术现 状及发展方向[ J ] ．国外金属矿选矿，1 9 9 8 ， 4 2 2 2 6 ． [ 4 ] 张晓云．重选新技术[ J ] ．国外金属矿选矿快报，1 9 9 8 ， 4 2 4 ． [ 5 ] 张晓云．莫兹利公司的细粒分选技术[ J ] ．国外金属矿选 矿快报，1 9 9 8 1 2 2 4 ． [ 6 ] 文书明．国外重选设备的进展[ J ] ．国外金属矿选矿，1 9 9 8 ， 4 4 8 ． S T U D Yo NT H EP R o C E S S I N GT E C H N O L o G YF O RM I C R o N I Z A T I O NA N DL o W G R A D ET U G S T E N T I NO R EI ND A ’A OM I N E Z E N GZ h i f a n 9 1 一．T A N Ge i n g g u o 工．C h i n aU n i v e r s i t yo fG e o s c i e n c e s ，W u h a n4 3 0 0 7 4 ，C h i n a ； 2 T e a mN o ．4 1 8o f H u n a nG e o l o g i c a lB u r e a uf o rG e o l o g ya n dO r e ，L o u d iH u n a n4 17 0 0 0 ，C h i n a A B S T R A C T A c c o r d i n gt oc h a r a c t e r i s t i c so fm i n e r a lp r o c e s s i n gt e c h n o l o g yf o rg r e i s e n 一- t y p em i c r o n i z a t i o nt u n g s t e n t i n o r eo fl o wg r a d e ．D e a l e dw i t h s p i r a l c h u t ea n ds h a k et a b l eg r a v i t y p r o c e s s i n gw i t hp h a s e dr u b b i n ga n d s e l e c t i n g a n dc o m b i n e dw i t h f l o t a t i o n ．T h r o u g h t e s t c o m p a r a t i o n ，i t s h o w st h a t s c r e e n i n g s h a k et a b l ec a n o b t a i nb e t t e re f f e c ta n dm e n t a lr e c o v e r yr e a c h e s8 0 ．5 8 ％．a v a i l a b i l i t yo fo r ei S i m p r o v e d ．S c r e e n i n gs h a k e t a b l ew i t hp h a s e dr u b b i n ga n ds e l e c t i n gi se f f e c t i v em e t h o dt od e a lw i t hm i c r o n i z a t i o nt u n g s t e n 一．t i no r e ． K E YW O R D S t u n g s t e n t i no r e ；p r o c e s s i n gt e c h n o l o g y ；t a b l i n g ；s p i r a lc h u t e 万方数据