某铜锡多金属矿尾矿工艺矿物学研究.pdf

2 0 2 0 年第1 期有色金属 选矿部分 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 2 0 ．0 1 ．0 0 1 某铜锡多金属矿尾矿工艺矿物学研究 叶小璐，肖仪武 北京矿冶科技集团有限公司金属矿产资源评价与分析检测北京市重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 摘要针对某铜锡多金属矿尾矿进行工艺矿物学研究，发现该尾矿含有钨、锡、铋等有价金属，含量分别为0 ．0 8 8 ％、 0 ．0 8 2 ％和0 ．0 5 4 ％。研究结果表明虽然有价元素含量低，但均以矿物形式存在且粒度较粗，有价矿物集合体解离情况好，且 与脉石矿物之间存在较大的相对密度差异。富集试验表明硫化物矿物通过淘洗可得到有效富集，因此选矿试验可利用矿物 之间的密度差。通过重选实现有价矿物的预富集；针对淘洗富集产品的工艺矿物学研究结果表明有价矿物磁黄铁矿、白钨 矿、锡石、黑钨矿和自然铋的粒度相对较粗，一般为0 ，0 2 ～0 ．1 0 4r 1 1 F [ 1 ．而且单体解离度都在8 0 ％以上，解离比较充分，有利于 后续彼此之间的分离。根据尾矿中有用矿物嵌布关系、粒度分布和解离度等工艺矿物学结论，选厂采用“重选预富集一铋硫 混浮铋硫分离一钨锡重选富集一浮选分离”工艺。获得了铋精矿、钨精矿和锡精矿，提高了企业的经济效益。 关键词铜锡多金属矿；尾矿；低品位；工艺矿物学 中图分类号T D9 1 文献标志码A 文章编号16 7 1 9 4 9 2 2 0 2 0 0 1 0 0 0 1 0 5 P r o c e s sM i n e r a l o g yS t u d yo fT a i lf r o maC u S nP o l y m e t a l l i cO r eD e p o s i t y EX i a o I u 。X ，A OY i W U B e i j i n gK e yL a b o r a t o r yo fM e t a lM i n e r a lR e s o u r c e sT e s ta n dE v a l u a t i o n ， B G R I M MT e c h n o l o g yG r o u p ，B e i j i n g1 0 2 6 2 8 ，C h i n a A b s t r a c t T h eg r a d eo fW 0 3 ，S na n dB ii nt h et a i lf r o maC u S np o l y m e t a l l i ci s0 ．0 8 8 ％，0 ．0 8 2o A ， a n d0 ．0 5 4 ％r e s p e c t i v e l y ．P r o c e s sm i n e r a l o g ys t u d yp o i n t so u tt h a te v e nt h o u g hg r a d eo fv a l u ee l e m e n t si s l o w ，t h eg r a i ns i z eo ft a r g e tm i n e r a l si sc o a r s ea n dd e g r e eo fl i b e r a t i o no ft h e ma r ea l s oe v e r yh i g h ．T h e d e n s i t i e so ft a r g e tm i n e r a l sa r ea l s om u c hd i f f e r e n tf r o mg a n g u em i n e r a l s ．I nt h i ss i t u a t i o n ，i ti sp o s s i b l et o c o n c e n t r a t et a r g e tm i n e r a l sf i r s t l y ，t h e nt ot h i n ka b o u ts e p a r a t i o nt oa c h i e v ev a l u ep r o d u c t s ．P r o c e s s m i n e r a l o g ys t u d yf o c u s i n go nc o n c e n t r a t ep r o d u c ts h o w st h a t s i z eo fg r a i n sf o rt a r g e tm i n e r a l si sc o a r s e ， m o s to fw h i c hi sb e t w e e n0 ．0 2 0 ．1 0 4m m ．A n da l s o ，l i b e r a t i o nd e g r e eo fa l lt a r g e tm i n e r a l si sm o r et h a n 8 0 ％．I nt h i ss i t u a t i o n ，i ts h o u l db ee a s yf o rs e p a r a t i o np r o c e s s ．A tl a s t ，ap r o c e s st h a ti n c l u d e sg r a v i t y p r e c o n c e n t r a t i o n ，B i Sb u l k f [ o t a t i o n ，B i Ss e p a r a t i o n ，W O I S n g r a v i t y c o n c e n t r a t i o na n df l o t a t i o n s e p a r a t i o nh a sb e e nu s e d ，a c h i e v i n gB i c o n c e n t r a t i o n ，W O R e o n c e n t r a t i i o na n dS n C o n c e n t r a t i o n ． K e yw o r d s C u S np o l y m e t a l l i co r ed e p o s i t ；t a i l ；l o wg r a d e ；p r o c e s sm i n e r a l o g y 作为占有全球锡资源储量3 2 ％的锡大国，我国 有着漫长的锡矿山开发历史。但尽管储量位居第 一，锡矿山普遍品位却比较低，导致了在我国几大锡 矿基地，都堆存着大量的尾矿。这些尾矿中除了锡 外，常常还含有如铜、铋、钨等有价元素口“2 ] 。如果能 够对这些元素加以回收，将在解决矿山尾矿堆存、污 染等问题的同时，变废为宝，为矿山创造新的经济 价值‘3 。5 1 。 矿区尾矿有价元素品位极低、矿物组成复杂、脉 石含量高，有价矿物粒度和解离情况变化大，回收的 收稿E t 期2 0 1 9 - 0 3 3 0 作者简介叶小璐 19 9 卜 ，女，硕士，工程师，主要从事T 艺矿物学研究。 难度大等特点。在这种情况下，工艺矿物学的作用 将显得尤为重要。通过工艺矿物学查明尾矿中的物 质组成情况，评价尾矿中有价元素回收的可能性，将 为后续选矿技术方案的制定起到事半功倍的 作用‘⋯。 某铜锡尾矿中含有有价元素钨、锡和铋，含量分 别为0 ．0 8 80 A 、0 ．0 8 2 ％和0 ．0 5 4 ％，品位极低。通过 工艺矿物学研究，评价尾矿中有价元素回收的可能 性，为回收钨、锡、铋等有价元素的选矿技术方案提 供方向和依据。 万方数据 2 有色金属 选矿部分2 0 2 0 年第1 期 1尾矿的矿物学特征及富集可行性 依据 尾矿以非金属矿物为主。主要有钙铝榴石、钙铁 榴石和方解石，其次为黑云母、钾长石、透闪石；少量 的萤石、斜长石、石英、钛铁矿和榍石等。尾矿中的 金属矿物主要是磁黄铁矿，少量的白钨矿、自然铋和 锡石；偶尔可见黑钨矿、黄铜矿和毒砂。 白钨矿和黑钨矿以单体为主 图1 - a ，图1 - b ，粒度 主要分布在5 0 ～1 0 0 肚m ；自然铋和锡石主要与脉石连 生 图1c ，图1 一d ，自然铋粒度主要分布在3 0 ～8 0 “m ， 锡石粒度主要分布在5 0 ～1 5 0f f m ；磁黄铁矿主要为 单体 图1 一e ，其次与脉石连生，粒度主要分布在 5 0 ～1 5 0f f m 。 图1各有价矿物在尾矿中的嵌布特征 反光2 0 0 F i g ．1 V a l u a b l em i n e r a l si nt a i l r e f l e c tX2 0 0 虽然尾矿中有价元素钨、锡和铋的含量很低，但 可能。 有价矿物磁黄铁矿、白钨矿、锡石、黑钨矿和自然铋采用淘洗的方式对尾矿进行了预富集试验，结 的粒度相刈。较粗，一般为5 0 ～1 0 0f f m ，且它们与非果表明利用矿物的相对密度差异，可以有效地将钨、 金属矿物具有明显的密度差异。基于上述矿物学的 锡、铋进行富集，使其具有回收价值 表1 。 性质，存在利用密度差将重矿物与脉石矿物分离的 表1有价元素经淘洗试验后的富集情况 T a b l e1 C o n c e n t r a t eo fv a l u a b l ee l e m e n t sa f t e rc o n c e n t r a t i o n 2富集产品的矿物组成及目的矿物 特征 为了分析富集物中有价矿物分离回收的可行性 与方法，对富集矿物组成及相对含量，以及钨、锡和 铋矿物的粒度和解离度情况进行详细的T 艺矿物学 研究。 2 ．1 富集产品的矿物组成及相对含量 富集产品的矿物组成见表2 。由表2 可知最主 要的矿物为磁黄铁矿，含量高达6 7 ．5 6 ％。钨矿物包 括白钨矿和黑钨矿，锡回收的目的矿物为锡石，铋回 收的目的矿物为自然铋。 表2 T a b l e2 矿物组成及相对含量 M i n e r a lc o m p o s i t i o na n d r e i a t i v ec o n t e n t 矿物名称含量／％矿物名称含量／％ 磁黄铁矿6 7 ．5 6方解石3 ．4 8 毒砂3 ．1 1透辉石3 ．0 8 黄铜矿o ．17钙铁榴石2 ．8 3 锡石2 ．8 0黑云母1 ．8 4 黄锡矿o ．0 2斜长石1 ．1 8 自然铋0 ．8 1石英0．58 辉铋矿0 ．0 6萤石0．50 t t 钨矿 2 ．1 7钛铁矿0 ．3 0 黑钨矿0 ．5 4 榍石0．10 钙铝榴石8 ．4 8其他0．40 万方数据 2 0 2 0 年第1 期Ⅱf I l , 璐等某铜锡多金属矿尾矿T 艺矿物学研究 3 2 ．2 钨、锡和铋回收目的矿物的嵌布特征和解离 特征 2 ．2 ．1 白钨矿 白钨矿是重选粗精矿中最主要的钨矿物，绝大 郅分为单体 图2 a 。其次与脉石连生 图2 b ．有时 气钨矿与黑钨矿连生，白钨矿的解离度特征见表3 。 - 4 钨矿以中细粒为主，主要分布在0 ．0 2 ～o ．15m m ， 刍钨矿的粒度组成见表6 。 图2富集物中白钨矿的嵌布特征 反光2 0 F i g ．2 S c h e e l i t ei nt a i l r e f l e c t 2 0 0 表3白钨矿的解离度测定结果 T a b l e3 I ．i b e r a t i o nd e g r e eo fs c h e e l i t c 生，自然铋的解离特征见表7 。自然铋以中粒为主， ／％粒度分布特征见表6 。 2 ．2 ．2黑钨矿 除白钨矿外，样品中还含有少量的黑钨矿，也是 钨回收的一种有价矿物。黑钨矿主要以单体形式存 在 图3 ；其次黑钨矿被包裹在脉石中，黑钨矿的解 离度特征见表4 。黑钨矿以中粗粒为主，主要分布在 0 ．0 2 - - 0 ．1 5m m ，粒度分布特征见表6 。 2 ．2 ．3 锡石 锡石作为锡回收的目的矿物，绝大部分为单体 图4 a ，少量锡石与脉石连生 图4 b ，锡石的解离 特征见表5 。锡石以中粗粒为主，粒度分布特征见 表6 。 2 ．2 ．4 自然铋 自然铋作为铋回收的目的矿物，以单体为主 图 5 a ；其次与磁黄铁矿、黄铁矿等硫化物连生 I N5 b ； 有时自然铋与脉石连生；少量的自然铋与辉铋矿连 图3富集物中黑钨矿的嵌布特征 反光2 0 0 F i g ．3 W o l f r a m i t ei nt a i l r e f l e c t 2 0 0 表4黑钨矿的解离度测定结果 T { l b l c4 1 A b e r a t i o nd e g r c co fw o l f r a m i t e ／％ 万方数据 有色金属 选矿部分2 0 2 0 年第1 期 表5 T a b l e5 图4富集物中锡石的嵌布特征 反光2 0 0 F i g ．4 C a s s i t e r i t ei nc o n c e n t r a t e r e f l e c t 2 0 0 锡石的解离度测定结果 I ．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 ／％ 单体i 脉石等其他矿物连 表6 T a b l e6 图5富集物中自然铋的嵌布特征 反光2 0 0 F i g ．5 N a t i v eB i s m u t hi nc o n c e n t r a t e r e f l e c t 2 0 0 钨、锡和铋目的矿物的粒度分布 D i s t r i b u t i o no fg r a i ns i z ef o rs c h e e l i t ew o l f r a m i t ec a s s i t e r i t ea n dn a t i v eb i s m u t h 粒级／m m 白钨矿黑钨矿锡石自然铋 含量累计含量含量 5 ．6 8 5 ．2 9 9 ．0 f ’7 ．3 ／％ 累计含量累计 0 ．1 4 7 0 ．1 0 4 0 ．1 0 4 0 ．0 7 4 0 ．0 7 4 0 ．0 4 3 0 ．0 4 3 0 ．0 2 0 2 ．5 5 1 2 ．2 8 1 8 ．9 5 3 3 ．3 5 2 7 ．9 3 4 ．3 1 O ．5 7 2 ．5 5 l4 ．8 2 3 3 ．7 8 ；7 ．12 5 ．0 5 9 ．3 5 9 ．9 3 3 ．8 8 1 3 ．2 4 2 2 ．9 8 2 8 ．0 9 2 8 ．2 6 2 ．7 4 0 ．6 5 3 ．8 8 7 ．1 2 6 8 ．19 9 6 ．4 5 9 9 ．1 9 9 9 ．8 4 5 ．6 8 1 0 ．9 6 3 0 ．0 2 5 7 ．3 2 8 7 ．9 0 9 8 ．9 5 9 9 ．9 7 2 ．0 9 3 ．17 l7 ．2 4 j 2 ．0 2 j 7 ．4 0 6 ．6 4 O ．8 4 2 ．0 9 5 ．2 7 2 2 ．5 0 5 4 ．5 2 9 1 ．9 2 9 8 ．5 6 9 9 ．4 0 表7 自然铋的解离度测定结果 T a b l e7 L i b e r a t i o nd e g r e eo fn a t i v eb i s m u t h ／％ 基于矿物学特征的钨、锡和铋回收 途径分析 富集物中铋的目的矿物自然铋具有良好的可浮 万方数据 2 0 2 0 年第1 期叶小璐等某铜锡多金属矿尾矿工艺矿物学研究5 性，而钨和锡为氧化矿物，适宜采用“先硫后氧”的流 程结构。采用浮选将硫铋和钨锡分离，再分别对铋 和钨锡进行回收。 自然铋嵌布粒度测定结果表明，自然铋主要粒 级范围为0 ．0 1 0 ～0 ．0 7 4m m ，累计占有率为 7 6 ．9 0 ％，属浮选易回收粒级范围。单体解离度测定 结果表明，自然铋单体解离度虽然有7 9 ．3 2 ％，但是 与其它硫化矿连生的自然铋占有率高达1 0 ．9 1 ％，因 此，为了提高铋精矿的品位和回收率，可以考虑再 磨，促进自然铋与硫化物的解离钨的目的矿物包括 白钨矿和黑钨矿，占有率分别为8 1 ．0 3 ％和 1 8 ．9 7 ％，是以白钨矿为主的黑白钨混合矿。白钨矿 嵌布粒度测定结果表明，白钨矿主要粒级范围为 0 ．0 1 0 - 一0 ．0 7 4m m ，累计占有率为6 6 ．1 6 ％，属浮选 易回收粒级范围。单体解离度测定结果表明，白钨 矿单体解离度为8 6 ．9 8 ％，还有1 0 ．7 0 ％的白钨矿与 脉石连生，若能实现这部分白钨矿的有效解离，将有 助于提高钨的回收指标。 根据矿物组成结果，锡石实际含量为2 ．8 0 ％，是 产品中回收价值最高的有价矿物。嵌布粒度测定结 果表明，锡石主要粒级范围为 0 ．0 2 0m m 粒级，累计 占有率为8 7 ．9 0 ％，属重选易回收粒级范围。单体解 离度测定结果表明，锡石单体解离度高达9 2 ．1 1 ％，而 与脉石连生的锡石占有率为7 ．8 9 ％。因此锡石的回 收品位受脉石的影响不大，但值得注意的是由于黑钨 矿与锡石具有相近的密度与粒度范围，可能难以通过 重选分离锡石和黑钨矿，建议利用两者磁性方面的差 异，采用磁选方法实现两者的分离。 选矿试验最终采用“铋硫混浮一铋硫分离一钨 锡重选富集一浮选分离”工艺，获得了铋精矿B i 品 位2 8 ．5 0 ％、作业回收率7 5 ．0 8 ％；白钨精矿W O 。品 位6 9 ．6 0 ％、作业回收率8 3 ．5 0 ％；锡精矿S n 品位 5 0 ．2 ％、作业回收率8 5 ．8 ％的技术指标。 4结论 某铜锡多金属矿尾矿中含有钨、锡、铋等有价金 属，但这些元素的含量极低。通过工艺矿物学研究 发现虽然这些有价元素的含量低，但有价矿物的粒 度都比较粗，且解离情况好，与脉石矿物之间存在较 大的相对密度差。因此可以采用重选实现有价元素 的预富集。 对富集后的粗精矿进行系统的工艺矿物学研 究，通过确定回收的目的矿物，并对其嵌布特征、粒 度和解离度进行研究后，根据矿物性质最终采用“先 硫后氧”的技术方案分别获得了铋、钨、锡精矿。 参考文献 r 1 3 李柏榆．锡尾矿资源利用的现状及相关建议[ J ] ．资源节 约与环保，2 0 1 6 1 2 1 9 1 1 9 2 ． L IB a i y u ．S i t u a t i o na n ds u g g e s t i o nf o rS nt a i lr e s o u r c e u t i l i z a t i o n [ J ] ． R e s o u r c e sE c o n o m i z a t i o n E n v i r o n m e n t p r o t e c t i o n ，2 0 1 6 1 2 1 9 1 1 9 2 ． [ 2 ] 符海桃，莫峰，兰希雄．锡尾矿综合利用研究进展[ J ] ．世 界有色金属，2 0 1 8 3 2 2 1 - 2 2 4 ． F UH a i t a o ，M OF e n g ，L A NX i x i o n g ．R e s e a r c hp r o g r e s s o nc o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no ft i nt a i l i n g s [ J ] ．W o r l d N o n f e r r o u sM e t a l s ，2 0 1 8 3 2 2 1 - 2 2 4 ． [ 3 ] 仇云华，许志安，罗崇文．云锡某锡尾矿锡铁综合回收选 矿工艺研究E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 l 4 3 8 4 2 ． Q I UY u n h u a ，X UZ h i ’a n ，L U OC h o n g w e n ．S e p a r a t i o n p r o c e s ss t u d yo nc o m p r e h e n s i v er e c o v e r i n gt i na n di r o ni n at i nt a i l i n g si nY u n x i [ J ] ．N o n f e r r o u sM e t a l s M i n e r a l P r o c e s s i n gS e c t i o n ，2 0 1l 4 3 8 。4 2 ． 1 4 ] 叶国华，童雄，路璐．从锡尾矿中回收有价金属的进展和 相关建议[ J 3 ．金属矿山，2 0 1 1 6 9 - 1 3 ． Y EG u o h u a ．T O N GX i o n g 。L UL u ．P r o g r e s sa n d p r o p o s i t i o n so nr e c o v e r yo fv a l u a b l em e t a l sf r o mt i n t a i l i n g s l - J ] ．M e t a lM i n e ，2 0 1 1 6 9 - 1 3 ． [ 5 ] 叶少贞，胡承凡，高任，等．赣北某钨铜矿钨矿石工艺矿物 学研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 9 3 5 - 9 ． Y ES h a o z h e n ，H UC h e n g f a n ，G A OR e n ，e ta 1 ．P r o c e s s m i n e r a lr e s e a r c ho ft u n g s t e no r ef r o maW M od e p o s i t i n N o r t hJ i a n g x i E J ] ．N o n f e r r o u sM e t a l s M i n e r a lP r o c e s s i n g S e c t i o n ，2 0 1 9 3 5 - 9 ． [ 6 3 孙传尧．选矿工程师手册[ M ] ．北京冶金工业出版社， 2 0 1 5 9 1 - 9 3 ． S U NC h u a n y a o ．H a n d b o o kf o rm i n e r a l p r o c e s s i n g e n g i n e e r s E M ] ．B e i j i n g M e t a l l u r g i c a lI n d u s r t yP r e s sC o ．， L t d ．．2 0 1 5 9 1 - 9 3 ． 万方数据