云锡某难选锡铁矿选矿工艺试验研究.pdf

2 0 1 5 年第1 期有色金属 选矿部分 3 l d o i 1 0 - 3 9 6 9 ／j A s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 5 ．0 1 ．0 0 8 云锡某难选锡铁矿选矿工艺试验研究 仇云华 云南锡业集团公司研究设计院，云南个旧6 6 1 0 0 0 摘要对云锡某难选锡铁矿开展选矿试验研究，根据矿石性质，采用阶段磨矿、阶段选别的磁重工艺流程有效地回 收了矿石中的锡矿物和铁矿物；流程试验获得粗锡精矿品位1 1 ．3 7 ％、回收率3 0 ．2 5 ％，锡富中矿品位3 ．8 ％、回收率5 ．5 1 ％， 贫中矿品位1 5 ％、回收率％5 ％，锡综合回收率4 5 6 1 ％；铁精矿产率2 8 ．9 2 ％、铁品位6 0 ．7 8 ％、铁回收率6 7 ．2 1 ％的岚姆指标。 关键词难选锡铁矿；磁选；分级；重选 中图分类号1 I 9 5 2 ；T D 9 2 2文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 5 0 1 - 0 0 3 1 - 0 5 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nS e p a r a t i o nP r o c e s so faR e f r a c t o r yT i n - I r o nO r ef r o mY u n n a n T i nC o r p o r a t i o n Q m Y u n h u 贶 R e s e a r c ha n dD e s i t mI n s t i t u t eo fY u n n a nT i nG r o u pC o ．，L t d ．，c , O i uY u n n a n 6 6 1 0 0 0 。C h i n a A b s t r a c t T h ea i mo ft h i sw o r ki Si n v e s t i g a t i n gt I l es e p a r a t i o no f t i na n di i o nf r o mar e f r a c t o r yo r e i nY u n n a nT i nC o r p o r a t i o n ．B a s e dO Rt h ep r o p e r t i e so ft h eo r e ，ap r o c e s sc o m b i n i n gm a g n e t i c s e p a r a t i o n w i t hg r a v i t ys e p a r a t i o n a l o n gw i t hs e p a r a t i n g a td i f f e r e n tg r i n d i n gs t a g eW a sa d o p t e dt or e c y c l et h et i na n d f e r r o u s ．I tW a sd e m o n s t r a t e dt h a ta c o a r s et i nc o n c e n t r a t eg r a d i n g1 1 ．3 7 ％．ar i c hm i d d l ec o n c e n t r a t e c o n t a i n i n g3 ．8 ％a n dap o o rm i d d l eo r ec o n t a i n i n g1 ．5 ％t i nw e r eg o tr e s p e c t i v e l y ．a n dt h a t t h er e c o v e r yo f t i n i nt h ec o a r s e 。m i l d d l i n g sa n dp o o rp r o d u c t sw a s3 0 ．2 5 ％，5 ．51 ％a n d9 ．8 5 ％r e s p e c t i v e l y ，a n dt h a tt h e t o t a l t i nr e c o v e r ye f f i c i e n c yr e a c h e d4 5 ．6 1 ％．A l s oi tW a ss h o w e dt h a tt h ey i e l do fi r o nc o n c e n t r a t eW a s 2 8 ．9 2 ％．a n dt h a tt h er e c o v e r yr a t eo fi r o nc o n c e n t r a t eg r a d ei S6 0 ．7 8 ％w i t hF er e c o v e r y6 7 ．2 1 ％． K e yw o r d s r e f r a c t o r yt i n i r o no r e ；m a g n e t i cs e p a r a t i o n ；c l a s s i f i c a t i o n ；g r a v i t ys e p a r a t i o n 我国的锡铁矿资源丰富，综合利用价值高。锡 铁矿普遍存在锡铁共生关系复杂、锡细粒嵌布或包 裹于铁矿物中的问题，致使锡铁分离和综合回收利 用难度较大。根据锡和铁的含量和赋存状态，通常 有“以铁为主”、“以锡为主”、“先冶后选”、 “先选后冶”的工艺原则。针对以锡为主的锡铁矿， 选矿方法一般采用磁选一重选、重选磁选或重选 的工艺，锡、铁综合回收或单一回收锡。由于矿石 性质的差异，选矿指标差异也较大，一般锡精矿品 位1 0 ％- 4 0 ％、锡回收率3 0 ％～6 0 ％，铁精矿品位 5 4 ％一6 6 ％、铁回收6 0 ％～8 3 ％[ 1 - 8 ] 。 本文介绍的锡铁矿，原矿锡品位0 ．8 8 2 ％、铁 品位2 6 ．1 5 ％；原矿中主要有价金属为锡和铁，锡 矿物以锡石为主，铁矿物主要是磁铁矿、少量赤 褐 铁矿和磁黄铁矿和黄铁矿。锡石单体解离度 差、结晶粒度细，锡石与磁铁矿细粒嵌布，属于难 选锡铁矿[ 9 ] 。经过详细的工艺矿物学研究、选矿方 案探索和工艺条件试验，最终采用两段磨矿，四次 磁选 一次粗选、三次精选 ；磁选尾矿分级，粗 砂两段磨矿、摇床三次选别；细泥离心机预选、皮 带溜槽精选、细泥摇床扫选的工艺流程，取得了理 想的效果。 1 矿石性质 1 ．1 原矿多元素分析及物相分析 原矿多元素分析和物相分析结果见表1 - 2 。 收稹日期2 0 1 3 1 2 - 2 6修回日期2 0 1 4 - 1 1 一1 7 作者简介仇云华 1 9 6 6 - ，女，云南宜良人，高级工程师，主要从事选矿方面的研究工作。 万方数据 3 2 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第1 期 表l原矿多元素分析结果 T a b l e1M u L t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so f r u n o f ． m i n eo r e ／％ 元素s nF eC uSZ n P b A sW 0 3C dM g OC a Os i 0 2J u , ．0 3 含量0 ．9 0 32 6 ．6 20 ．1 4 40 , 8 9 50 ．2 5 0 ．1 00 ．3 60 ．0 9 6 0 ．0 32 ．9 72 0 ．0 31 8 ．3 86 ．2 4 由表1 - 2 可以看出，试料含锡品位偏高，铁品 位偏低，铜品位较低。试料中的锡主要以酸不溶锡 存在，是选矿回收的主要含锡矿物；铁主要以磁铁 表2 T a b l e2 矿存在，是选矿回收的主要含铁矿物，其次是赤 褐 铁矿，是选矿难回收的铁矿物。原矿铜品位 较低，回收难度较大。试料伴生微量钨，可以在锡 精矿中综合回收。 1 ．2 试料粒度分析 原矿磨至一7 4 汕m 占6 0 ％时粒度组成分析结果 见表3 。 原矿磨至一7 4 ／x m6 0 ％时，排矿产品中 7 4 Ⅳn 试料锡、铁化学物相分析结果 A n a l y s i sr e s u l t so ft i na n di r o np h a s e 隅 表3 试料 一7 4 斗m6 0 ％ 粒度组成分析结果 T a b l e3P a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o no ft h es a m p l ei n t h ee xperiment|％ 产率为3 8 ．4 5 ％，锡金属率为4 2 ．1 6 ％，铁金属率为 4 2 。6 0 ％；一1 0 m 产率为1 4 ．8 1 ％，锡金属率为 6 ．6 6 ％，铁金属率为4 ．7 7 ％。各粒级中锡和铁的分 布较接近。 1 ．3 矿石矿物组成 金属矿物主要是磁铁矿、赤 褐 铁矿、磁黄铁 矿和黄铁矿，占矿物量3 6 ％左右；其次是锡石、黄 铜矿、毒砂，占矿物量1 ％左右；脉石矿物主要是 石英、长石、辉石、符山石、绿泥石、方解石、白 云石、萤石、阳起石、透闪石、石榴石、电气石、 云母、伊利石等伴生矿物，占矿物量6 3 ％。 1 ．4 锡石单体解离度测定 瘌 磨至_ 7 4t x m 占6 0 ％时锡石剃椭度见表4 。 表4 锡石单体解离度测定结果 一7 4 斗m 占6 0 ％ T a b l e4M i n e r a ll i b e r a t i o nd e g r e eo fc a s s i t e r i t e ／％ 粒缈m 而芸‰丽柰害雨丽甜 测定结果表明，锡石的单体解离度较低，直到 1 9 斗m 级别才可见大量单体解离，在1 0I x m 中也 可看见锡石与其它矿物的连生体。在筛分7 4 斗m 及以上级别中，在显微镜下可见的锡石 单体 结合 体 仅占锡金属率的1 0 ．4 6 ％，有3 1 ．7 0 ％的锡金属 是呈微细粒不均匀嵌布、包裹在其它矿物中。 1 ．5 锡石结晶粒度特性及工艺特征 锡石主要以自形半自行晶体结构、不等粒结 构、镶嵌结构产出。锡石最大粒度为1 5 0I ．L m 左 右，普遍粒度在7 4 。1 0 斗m ，最小粒度则小于5 斗m 。 锡石的结晶粒度普遍低于其它矿物的结晶粒度，大 多与磁铁矿、方解石、石英、绿泥石等矿物共生关 系密切，且结合形式多种多样。 综上矿石性质分析结果可知，矿石属于难选锡 铁矿。选矿试验必须选择合理的磨矿细度和工艺流 程，才能获得理想的试验指标。 2 选矿试验 2 ．1 试验方案选择 根据试料性质分析结果，试验重点是回收锡和 铁矿物。为了减少硫化物和含铁矿物对重选回收锡 的影响，同时回收铁矿物[ 1 0 | 。试验方案初步拟定 为浮选除硫化物、磁选回收铁、重选回收锡的工 艺。磨矿细度是锡铁矿实现锡铁分离、综合回收的 关键工艺参数，磨矿细度的确定既要充分考虑锡、 铁矿物单体解离，又要尽量减少锡过粉碎，减少锡 在硫化物和铁精矿中的损失，并有利于重选设备的 有效回收。磁选作业既要提高铁的选别指标，又要 尽量减少锡金属在铁精矿中的损失。因此，试验重 点开展方案探索；磁选的磁场强度、流程试验；重 万方数据 2 0 1 5 年第l 期仇云华云锡某难选锡铁矿选矿工艺试验研究 3 3 选重点开展分级，粗砂阶段磨矿、阶段选别，细泥 单独人选的流程试验。 2 ．2 铁选别条件试验 2 ．2 ．1 铁粗选磁场强度条件试验 原矿磨矿至一7 4 “m 占5 5 ％，对一次浮选除硫 尾矿进行磁选回收铁的磁场强度条件试验，磁选流 程为一次粗选、一次精选，磁粗选磁场强度为9 6 ～ 1 4 4k M m ，磁精选磁场强度为8 0k M m 。试验结果 表明粗选磁场强度从9 6k A ／m 增加至1 4 4k M m 。 铁精矿品位5 3 ．4 8 ％～5 2 ．9 0 ％，铁回收率7 0 ．2 3 ％～ 7 1 ．3 8 ％，因此，粗选作业适宜的磁场强度为1 4 4 k M m 。但是，磁性产品中锡品位达到1 ％，锡金属 损失率达到了4 0 ％，如何降低磁性产品中的锡金属 损失是提高锡回收率的关键。 2 ．2 ．2 一段磨矿细度试验 在磁选条件试验的基础上，开展了不同磨矿细 度条件下磁选回收铁、重选回收锡的入选细度选择 试验，考察磨矿细度对铁、锡指标的影响。试验流 程见图1 ，试验结果见表5 。 表5 一段磨矿细度试验结果 T a b L e5R e s u l t so ft h ef i r s ts t a g eg r i n d i n gf i n e n e s s test／％ 搬噬品名称产率-／4 斗m 含量⋯⋯。’’ 品位回收率 S nF eSS n F eS 硫化物8 ．7 1 O ．8 0 55 ，8 16 ．6 57 ．8 4 1 ．9 36 1 ．0 9 5 5磁性产品3 1 ．6 81 ．0 3 45 2 ．9 0 3 6 ．6 66 8 ．8 9 锡精矿 1 ．9 07 ．6 43 6 ．3 91 6 ．2 22 ．6 4 硫化物 9 ．0 2O ．8 4 55 ．2 36 ．1 28 ．5 61 ．9 86 8 ．7 8 6 0 磁性产品3 1 ．9 81 ．0 05 3 ．6 83 6 ．0 27 0 ．5 4 锡精矿1 ．4 21 1 ．3 4 2 3 ．7 61 7 ．8 81 ．3 0 硫化物1 0 ．8 00 ．9 0 65 ．0 15 ．7 51 0 ．9 42 ．0 86 9 ．2 5 6 5 磁性产品3 2 ．0 60 ．9 9 85 4 ．2 43 5 ．7 9 7 1 ，2 7 锡精矿1 ．2 91 2 ．8 4 2 0 ．8 61 8 ．4 71 ．0 3 硫 原矿 锡精矿中矿1 中矿2 尾矿 图1 一段磨矿细度试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to ft h ef i r s ts t a g eg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 从表5 可以看出，一段磨矿细度从一7 4 斗m 占 5 5 ％增加到6 5 ％，锡精矿品位和回收率分别提高 5 ．2 个百分点和2 ．2 5 个百分点；铁精矿品位和回收 率分别提高1 ．3 4 个百分点和2 ．3 8 个百分点；但是， 锡在硫化物中的损失也增加了3 ．1 个百分点。一段 磨矿细度从一7 4 “m 占6 0 ％增加到6 5 ％，各项指标 提高的幅度不大。因此，综合考虑锡和铁的回收， 选择一段磨矿细度一7 4 斗m 占6 0 ％为宜。 2 ．2 ．3 磁选二段磨矿细度试验 从探索试验可以看出，由于原矿中硫化物含量 不多，增加浮选除硫作业反而增加了锡金属的损 失。因此，磁选二段磨矿细度试验时取消浮选除硫 作业，原矿一段磨矿后直接进磁选作业。试验分别 开展了二段磨矿细度一7 4 “m 占8 0 ％和9 0 ％，一次粗 选、三次精选的试验，流程见图2 ，试验结果见表6 。 原矿 铁精矿中矿3 图2 磁选二段磨矿细度试验流程 F i g ．2 F l o w s h e e to ft h et w os t a g eg r i n d i n go f m a g n e t i cs e p a r a t i o nt e s t 表6磁选二段磨矿细度试验结果 T a b l e6R e s u L t so ft h et w os t a g eg r i n d i n go fm a g n e t i c s e p a r a t i o n test|％ 万方数据 3 4 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第1 期 从表6 可以看出，随着二段磨矿粒度增加，铁 精矿品位、回收率均增加，而锡在铁精矿中的损失 减少，当二段磨矿粒度达一7 4 斗m 占9 0 ％时，铁精 矿品位达6 0 ％，回收率达6 8 ％，锡在铁精矿中的 损失降到2 9 ％；从精选三作业可以看出，若再增加精 选作业，锡损失降低的幅度较小。因此，磁选二段磨 矿粒度一7 4 阻m 占9 0 ％为宜，磁精选作业三次为宜。 2 ．2 ．4 铁精矿中铁、锡元素赋存状态分析 三次磁精选产出的铁精矿铁品位6 0 ．9 6 ％，含 锡0 ．8 6 8 ％。为了查明铁精矿含锡高，铁品位难以进 一步提高的原因，为进一步降低铁精矿含锡、提高 铁精矿品位寻找有效途径，对铁精矿进行了详细的 铁、锡元素赋存状态分析。分析结果表明，铁精矿 中的锡石结晶粒度细小，呈结合体形式产出的锡石 粒度普遍在2 9 斗m ；极大部分的锡石呈微细粒、 显微细粒及极显微细粒状嵌布于磁铁矿内；锡石单 体及富连生体仅占锡金属率的2 7 ．4 2 ％，与磁铁矿 结合和与脉石矿物结合的锡石分别占锡金属率的 5 6 ．1 6 ％和1 2 ．9 6 ％。磁铁矿与多种矿物的共生关系 较为密切，且主要与脉石矿物呈毗连嵌镶以及包裹 嵌镶形式产出，有的磁铁矿中则包裹呈显微细粒 状、极显微细粒状产出的脉石矿物以及锡石；磁铁 矿呈单体及富连生体产出的占了铁金属率的 8 4 ．9 8 ％，与脉石矿物结合的占铁金属率的7 ．0 5 ％， 与锡石结合的占铁金属率的4 ．7 2 ％。因此，采用物 理选矿方法进一步提高铁精矿品位和降低含锡量的 技术难度较大。 2 ．3 锡选别试验 2 ．3 ．1 分级 磁选回收铁的尾矿粒度范围较宽，必须分级后 采用适宜的设备进行砂、泥分选，才能获得较妒■试 验指标。试验采用4 2 5 0m m 旋流器分级，沉砂作业 产率5 5 ％，作业锡金属率6 9 ．5 ％，锡品位富集1 ．3 倍。 2 ．3 ．2 砂矿摇床选别试验 沉砂进入一段摇床选别产出锡精矿，一段床中 尾矿合并磨细至一7 4 灿m 占8 8 ％，经旋流器二次分 级，沉砂进入二段床选别，细泥与第一段分级溢流 合并进入泥矿选别。由于一段摇床次精矿含有大量 的锡铁连生体和结合体，必须进一步细磨后入选， 才能产出精矿产品。因此，一段摇床次精矿细磨 至一7 4 m 占7 3 ％与二段摇床次精矿合并进入复洗 床选别。砂矿系统获得精矿品位1 1 ％、对原矿回收 率约3 0 ％的指标。 2 ．3 ．3 泥矿选别试验 泥矿采用离心选矿机粗选，精矿富集比达2 ．5 倍，作业回收率为6 8 ％。离心机精矿用皮带溜槽精 选产富中矿产品，皮带溜槽的尾矿用刻槽摇床进一 步扫选。泥矿系统获得锡富中矿品位3 ．8 ％、回收 率5 ．5 ％指标。 2 ．4 “磁选重选”全流程试验 根据原矿性质，结合方案探索、条件试验的结 果，为最大限度提高锡和铁的回收率，确定合理的 工艺流程为“磁选重选”流程，试验流程见图3 ， 试验结果见表7 。 表7全流程试验结果 7 I 址l e7T e s tr e s u l t so fw h o l ef l o w s h e e t ／％ 由表7 可以看出，试料采用“磁选一重选”联 合流程，在给矿锡品位0 ．8 8 2 ％、铁品位2 6 ．1 5 ％的 情况下，可以获得粗锡精矿品位1 1 ．3 7 ％、回收率 3 0 ．2 5 ％，锡富中矿品位3 ．8 ％、回收率5 ．5 1 ％，贫 中矿品位1 ．5 ％、回收率9 ．8 5 ％，综合锡回收率 4 5 ．6 1 ％；铁精矿产率2 8 ．9 2 ％、铁品位6 0 ．7 8 ％、铁 回收率6 7 ．2 1 ％的指标。 产品方案为提高选矿试验的锡综合回收率， 根据云锡公司多年来的生产实践经验，实行粗选、 精选结合，简化重选粗选作业，强化精选作业，提 高选矿综合回收率。本工艺试验产出锡品位 11 ．3 7 ％的粗锡精矿，通过采用云锡公司较为成熟的 精选工艺进一步提高精矿品位产合格锡精矿和部分 富中矿，该富中矿与泥矿流程产的富中矿合并送云锡 冶炼厂的烟化炉处理，贫中矿也可交冶炼厂处理，可 以充分发挥云锡选冶技术优势，提高锡综合回收率。 3 结论 1 试料中主要回收的有价金属是锡和铁。锡 石单体解离度差，锡石结晶粒度细小，部分呈细 粒、微细粒嵌布或包裹在其它矿物中，锡石与磁铁 矿共生关系较为密切。矿石属难选氧化锡铁矿。 2 试料经两段磨矿、四次磁选 一次粗选、 三次精选 ，获得铁品位6 0 ％、回收率6 7 ％的铁精 万方数据 2 0 1 5 年第1 期 仇云华云锡某难选锡铁矿选矿工艺试验研究 ．3 5 ． 原矿 铁 图3 试验流程 F i g ．3E x p e r i m e n tf l o w s h e e t 矿，其含锡0 ．8 6 ％，锡损失率达到2 8 ％。主要原因 是磁铁矿与锡石和脉石矿物共生关系密切，锡石、 少量脉石矿物呈细粒、微细粒嵌布或包裹在磁铁矿 中，传统的选矿方法难以进一步提高铁精矿品位和 降低锡含量，应通过冶金技术实现铁精矿中锡的综 合回收利用。 3 选铁尾矿重选回收锡，获得锡综合回收率 4 5 ％的指标。试料中锡的赋存状态特性是重选难以 提高锡回收率的主要原因。重选采用阶段磨矿、阶 段选别、粗砂和细泥分别入选的原则流程是适合该 矿石性质的，是合理和可行的。 4 原矿含W O ，为0 ．0 9 6 ％，经选矿富集后， 粗锡精矿含W O ，达1 ．3 8 ％，回收率约3 0 ％～3 2 ％。 因此，粗锡精矿精选时，应注意钨的综合回收利用。 参考文献 [ 1 ] 张禹侯．锡铁矿综合利用途径的探讨[ J ] ．矿产综合利 用，1 9 8 7 2 7 8 8 2 ． [ 2 ] 张锦瑞，李士朝．某含锡铁矿石选矿试验研究[ J ] ．中国 矿业，2 0 11 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