新型锡石捕收剂SN-705浮选试验研究

葛英勇 鱼光辉 邓 坤 刘顺兵 方 纪

（武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉430070）

锡矿中的锡石与其它脉石矿物比重差异大，重选工艺一直是处理锡矿最重要的选矿方法，但是重选对于粒度要求高，对-19 μm粒级物料分选效率低。又由于锡石有性质脆的特征，导致其在破碎磨矿作用中易产生较多的微细锡石颗粒，这部分锡石较难回收利用。随着选矿技术进步，工业上通过浮选来辅助处理细粒锡石，提高了锡石的选矿效率［1］。

国内外对于锡石捕收剂研究显示，锡石浮选捕收剂主要有脂肪酸类、胂酸类、有机膦酸类、烷基磺化琥珀酸盐类、羟肟酸类［2-6］。脂肪酸捕收剂最早应用到浮选锡石中，该类捕收剂受矿浆中碱土金属离子（Ca（Ⅱ）、Mg（Ⅱ））影响大，仅适用硅酸盐类矿物为主要脉石的锡矿中。胂酸类捕收剂主要有对苯甲胂酸、混合苯甲胂酸、苄基胂酸，该类捕收剂含砷有毒性。有机膦酸类捕收剂中的苯乙烯膦酸（SPA）是具有较好选择性的锡石捕收剂。烷基磺化琥珀酸盐类捕收剂主要组成比较复杂，不同药剂主要的成分一致，主要使用到A-22等。目前研究较多的羟肟酸类捕收剂有烷基羟肟酸和芳香基团羟肟酸（如水杨羟肟酸SHA和苯甲羟肟酸BHA），该类捕收剂由于其烃基结构性质的差异，不同种类羟肟酸对锡石显示出了不同的选择性与捕收性，其缺点是药剂价格贵［7-13］。

随着易选锡矿资源的不断减少，在难选的锡石多金属硫化矿开发利用中，常需要进行分级脱泥、除硫和除铁后才进行浮选作业，作业环节多、流程长、药剂单耗高导致选矿成本高［14-16］。因此，锡石浮选中高效环保捕收剂是重要的研究方向。本文研究一种新型羟肟酸类捕收剂SN-705，该药剂有较长的碳链结构，实验室试验及工业试验证明对锡石具有较强捕收能力，与传统药剂比较可大幅降低其用量。

1 试验方法及药剂简介

1.1 试验矿样

试验矿样取自新田选厂-37 μm细粒锡石浮选段，试验矿样多元素分析及粒度分析结果见表1和表2。结合工艺矿物学分析结果，矿石主要脉石矿物有石英、绿泥石、云母等硅酸盐类矿物，黄铁矿、磁黄铁矿等硫化矿物，以及方解石、萤石等矿物，其中目的矿物锡石与磁黄铁矿、黄铁矿紧密连生，较难分离。表2表明，给矿中-37 μm粒级占比达85.65%，锡金属主要分布于-37 μm粒级中，占比达95.92%，属于微细粒嵌布难选型锡矿。

1.2 试验药剂和方法

新田选矿厂在细粒锡石浮选段采用浮选—重选联合作业得到合格锡精矿，旧药剂方案导致选矿水中砷含量较高，存在安全环保问题。因此，拟通过环保捕收剂SN-705替代原先含砷药剂组分。实验室小试主要考察捕收剂SN-705的浮选效果，进行了药剂制度试验和开闭路试验来确定工业试验药剂方案。工业试验直接应用于现场工业生产当中，考察生产班样指标。实验室试验闭路流程见图1，工业试验流程见图2。

锡石浮选试验主要药剂有：矿浆pH调整剂Na2CO3，活化剂 KT-51，捕收剂 SN-705、YT-1、JSY-19，辅助捕收剂P86，起泡剂2#油。其中，捕收剂SN-705与YT-1都属于锡石浮选羟肟酸类捕收剂，试验中旧捕收剂采用n（YT-1）∶n（JSY-19）=3∶2配比而成。

2 试验结果及讨论

2.1 实验室试验

2.1.1 捕收剂用量试验

捕收剂用量条件试验结果见图3。

由图3可得，随着捕收剂用量增多，应用SN-705浮选回收率变化趋势较原捕收剂更缓，捕收剂SN-705用量1 000 g/t时取得最大锡回收率，为84.68%、品位为1.253%，由试验现象观察可知，SN-705捕收剂浮选泡沫更丰富。相比较原捕收剂指标，在SN-705用量500 g/t时，可以到达粗选精矿品位与和回收率为2.046%与78.99%。应用现场药剂指标最佳时，用量为1 000 g/t，此时，锡品位1.772%、回收率78.56%。综合考虑试验泡沫情况、回收率及品位指标，选取SN-705用量600 g/t，此时获得的指标为品位1.808%、回收率82.25%。试验显示出了SN-705较好的捕收能力。两种捕收剂对比可知，开路粗选条件下SN-705在接近同样指标下可以大幅度地减小捕收剂用量。

2.1.2 矿浆pH试验

矿浆pH试验结果见图4。

由图4可知，矿浆pH在7～8间时，回收率指标最大，跟相关文献报道羟肟酸类捕收剂最佳浮选pH值吻合，依据粗选能收早收原则，选择此条件为最佳pH条件。实际试验中硫酸的加入会与矿物发生反应，短时间内降低了pH值，硫酸消耗完后pH又会变为7左右，这个过程影响捕收剂与矿物的作用。试验中发现加入氢氧化钠调高pH后，在扫选作业中出现泡沫发黏、不易消泡现象。

2.1.3 KT-51用量试验

在细粒锡石浮选过程中，为了提高浮选效率加入活化剂是一种有效的办法，研究表明羟肟酸类捕收剂浮选锡石体系中Pb（Ⅱ）是唯一的活化离子，适量的铅离子对锡石浮选活化效果显著。KT-51用量条件试验结果见图5。

由图5可知，随着活化剂KT-51的加入，锡石回收率明显从零用量时的79.08%提到了400 g/t用量下的83.93%，随着用量增加活化提升效应减弱。在用量为300 g/t时得到锡品位1.894%、回收率83.88%的精矿产品，其近似于400 g/t的指标且药剂消耗少，选定KT-51用量为300 g/t。

2.1.4 P86用量试验

P86用量条件试验结果见图6。

由图6可知，P86的低加入量（10～30 g/t）条件下对于锡石浮选指标几乎无明显的影响，其主要起到调节泡沫作用。随着用量加大，对锡石浮选捕收作用表现明显，在加入到90 g/t达到最高回收率指标84.31%，此时锡品位1.879%。结合精矿指标及药剂用量，选择P86用量为60 g/t。

2.1.5 粗选浓度试验

粗选浓度条件试验结果见图7。

由图7可知，使用SN-705捕收剂，适当地提高浮选浓度能够提高浮选回收率，但是试验中过高的浮选浓度将会导致浮选过程泡沫量过多且发黏，不利于浮选的稳定运行。当粗选浓度40%时，得到的锡矿产品品位1.374%、回收率78.2%。考虑到浮选泡沫状况，选定35%～40%作为合适的浮选浓度。

2.1.6 精选试验

进行了1粗2精作业，精选采用空白精选，粗选捕收剂总用量600 g/t，流程如图8所示，试验结果见图9。

图9表明，两者混合使用时，随着YT-1配比的增加能够大幅度地提高锡精矿的品位。在1∶1配比条件下，可以获得精矿品位12.67%、回收率28.65%的开路指标。这说明了SN-705与YT-1捕收剂组合有较好的协同效应。

2.1.7 闭路试验

基于开路试验，按图1所示闭路试验流程开展捕收剂配比闭路试验。保持捕收剂总用量600 g/t不变，SN-705与YT-1的用量比分别为1∶0、3∶1和1∶1。捕收剂不同配比闭路试验结果见表3。

由表3可知，随YT-1占比的提高有利于提高浮选锡精矿的品位，而锡回收率则随着YT-1的比例提高而下降，两者混合使用既能保证精矿品位和回收率，又可以适当降低药剂总用量。

2.2 工业试验

工业试验作业流程如图2所示，试验进行了第一阶段调优试验和第二阶段为期一个月时段的稳定运行试验。工业调优试验中发现，使用捕收剂SN-705时，捕收剂单耗低，但存在泡沫量大、泡沫发黏问题；使用YT-1捕收剂生产稳定性好，但单耗高，经过不断调整改进捕收剂使用条件，最终确定组合比例方案进行稳定生产工业试验，捕收剂使用方案为：n（YT-1）∶n（SN-705）∶n（NaOH）∶n（Na2CO3）=4∶1∶1∶2，该条件下实现了现场稳定生产运行，试验指标统计如图10与图11所示。

新药剂制度统计时间为2019年11月11日至12月10日为期一个月时间段，旧药剂制度统计时间为2019年1月初至8月底累计。由表4和表5可知，工业试验证实了新型锡石SN-705捕收剂对都龙矿区锡石的适用性，新的环保组合药剂制度捕收剂单耗比旧药剂制度相对原矿低了93.30 g/t，节约了锡石浮选捕收剂消耗，并且加入强捕收能力的SN-705捕收剂后，新药剂富集比为19.12比旧药剂22.67稍低，但锡石作业回收率提高了3.042个百分点，浮选指标良好。

2.3 环境及经济效益

螯合捕收剂SN-705本身无对环境有毒有害元素，且捕收剂的生产合成中不含有害组分原料，理论上满足对捕收剂的环保无害要求。由水质样化验结果表6可知，在选厂水循环使用中，给矿水质As含量由旧药剂0.527 mg/L降低至0.040 mg/L，新捕收剂方案使用后As含量较原药剂降低一个数量级以上，符合选厂对药剂的安全环保要求，其它检测指标均无较大波动。因此，新型锡石浮选药剂SN-705的使用不会对环境造成负面影响，且能有效降低选矿水中的砷含量，满足选矿厂对药剂的安全环保要求，环保效益显著。

表7为采用新药剂后计算得到的经济效益，新药剂制度较旧药剂制度相对原矿处理上单位矿量节约药剂成本2.2元，按照新田选矿车间日处理原矿量8 000 t，年生产330 d计算，可节约药剂成本：8 000×330×2.2=580.08万元/a，经济效益显著。

3 结 论

（1）小型试验证明捕收剂SN-705有较强捕收能力，YT-1有较优选择性，两者组合使用，在保证Sn品位的同时，既能提高锡石回收率，又能降低药剂用量。工业试验捕收剂使用方案为：n（YT-1）∶n（SN-705）∶n（NaOH）∶n（Na2CO3）=4∶1∶1∶2，结果表明，新药剂富集比为19.12比旧药剂22.67稍低，但锡石作业回收率提高了3.042个百分点，浮选指标良好，发挥了YT-1和SN-705组合使用的协同作用。

（2）选矿水质样化验结果表明新药剂相比旧药剂大幅度降低了选矿水中砷含量，其中尾矿水中砷含量从0.565 mg/L降至0.049 mg/L，环保效益显著。同时，由于新型捕收剂SN-705的强捕收能力，在组合捕收剂条件下，降低了浮选药剂单耗，据测算年可节约生产成本约580万元，经济效益显著。