高效抑制剂在微细粒锡石浮选工艺中的试验研究

莫 峰 谢 贤 童 雄 欧乐明 兰希雄

(1.昆明理工大学 国土资源工程学院，昆明 650093；2.云南锡业股份有限公司大屯锡矿，云南 红河 654400；3.中南大学 资源与生物工程学院，长沙 410083；4.云南华联锌铟股份有限公司，云南 文山 663701)

云南文山都龙锌锡多金属矿区，富含有锡、铜、锌、铁、铟、银等多种有价金属资源，其中锡资源储量超过30万t，含锡矿物主要以锡石为主。但是由于其中的锡石嵌布粒度微细，矿石含泥量高，多金属回收造成部分锡石损失，最终导致锡石综合回收率偏低。近十年来，针对微细粒级-37+10 μm锡石采用重选工艺回收率偏低的问题，采用脱泥+浮选工艺对微细粒级锡石(原矿含锡0.2%～0.4%)进行处理，获得锡石浮选作业回收率超过70%，浮选精矿含锡超过8%的较好指标，并在生产中进行全面推广应用，经济效益显著[1-4]。为进一步提高锡石浮选的精矿品位，提升锡石浮选技术的产品竞争力和经济效益，本文主要研究应用一种新型高效抑制剂，减少进入浮选精矿的杂质，特别是减少含镁脉石矿物和矿泥进入精矿的几率，从而提高精矿品位。

1 原矿性质

现对该原生锡、铜、锌多金属矿石进行多元素分析和矿物组成及含量测定，为下一步的技术研究工作提供参考依据。

1.1 化学多元素分析

矿物的化学多元素分析结果列于表1。由表1中结果可以看出，原矿中锡品位为0.31%，主要脉石成分是SiO2，其次是Al2O3、CaO、MgO和K2O，脉石总量为57.25%。

表1 矿物的主要元素组成

1.2 矿物组成及含量

矿物经光学显微镜镜下鉴定、X射线衍射分析、扫描电镜分析检测，采用MLA对-3 mm原矿中主要矿物的含量进行了统计，结果列于表2。综合分析发现该矿的矿物组成种类十分复杂，金属矿物主要是磁黄铁矿和闪锌矿，其次为黄铜矿、黄铁矿、锡石和毒砂，偶见斑铜矿、铜蓝、方铅矿、辉银矿、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、钛铁矿和金红石零星分布；非金属矿物以绿泥石和云母(包括金云母、黑云母和白云母)为主，其次是角闪石、辉石、石英、钾长石、滑石、方解石、白云石、萤石、黝帘石、绿帘石、石榴石和榍石，其他微量矿物尚见硅镁石、锆石、磷灰石、电气石、独居石和黄钾铁矾等。

表2 -3 mm原矿中主要矿物含量

2 技术方案确定

原矿石中脉石矿物种类繁多，主要可分为镁质和非镁质两类，前者包括绿泥石、金云母、黑云母、角闪石、辉石、滑石、白云石和少量铁滑石及蛇纹石，它们在矿石中合计含量达56.27%，而非镁质脉石(包括石英、钾长石、白云母、绢云母、方解石、萤石、黝帘石、绿帘石和石榴石等)仅为23.01%，镁质矿物和非镁质矿物的含量比达2.45。由于矿石中镁质脉石含量高、分布广泛，导致镁质脉石矿物容易进入锡石浮选精矿产品中。因此，能否使锡石与镁质脉石得到有效分离是获得较高品位锡精矿的关键。特别是锡石浮选药剂一般采用的是氧化矿类捕收剂，对镁质脉石矿物也有一定的捕收效果，从而增加锡石与镁质脉石分离的难度。

锡石浮选给矿是该矿区内原生锡、铜、锌多金属共生矿石经过浮铜—浮锌—粗细分级之后，细粒级物料(-0.037 mm，分级溢流)经过旋流器脱泥、浮选除硫和磁选除铁处理所得。通过对现场锡石浮选粗精矿样品MLA检测分析发现，粗精矿中除锡石以外，其他金属矿物仅磁黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿等铁矿物较常见；非金属矿物以滑石、角闪石、绿泥石、石榴石和黝帘石居多，次为辉石、云母、蛇纹石、石英、方解石等。本技术方案重点研究选择合适的抑制剂，既能达到对微细粒矿石颗粒具有一定的分散作用，同时又能对含镁和硅铝酸盐脉石矿物和矿泥有选择性抑制作用，从而达到提高精矿品位的目的。

3 试验研究内容及结果分析

试验取用的样品是现场脱硫除铁尾矿，即锡石浮选给矿，在本试验研究中统称为原矿。首先对原矿样品进行调浆，加入碳酸钠搅拌2 min调整矿浆pH值至8，然后加入KT-51活化锡石并搅拌调浆2 min，再加入锡石捕收剂和辅助捕收剂P86搅拌调浆5 min，之后通过分别添加四种不同抑制剂搅拌3 min调浆，进行不同用量对比的浮选试验。四种抑制剂分别是木质素、六偏磷酸钠、水玻璃和OL-1C，具体试验情况如下。

3.1 抑制剂选择实验

在现场药剂条件下进行抑制剂的种类和用量浮选试验，试验流程和药剂制度见图1，试验中所用的捕收剂为现场制备的锡石浮选捕收剂。

图1 抑制剂的种类和用量浮选试验流程

3.1.1 木质素用量试验

木质素用量试验结果见表3，由表中结果可知，当木质素用量为100～500 g/t时，随着木质素用量的增加，精矿中Sn、S和Fe的回收率总体呈现下降趋势，Sn的品位呈先小幅上升后下降的趋势，而MgO的品位和回收率均呈现升高的趋势。由此说明木质素对锡石有一定的抑制作用，对镁质脉石和矿泥没有明显抑制作用。

表3 木质素用量试验结果

3.1.2 六偏磷酸钠用量试验

六偏磷酸钠用量试验结果见表4。由表中结果可知，当六偏磷酸钠用量为20～100 g/t时，随着六偏磷酸钠用量的增加，精矿产品中Sn品位和回收率呈急剧下降的趋势，说明六偏磷酸钠对锡石具有强烈的抑制作用；当六偏磷酸钠用量为20 g/t时，相对于用量为0 g/t时，精矿产品中Sn的品位提高了1.12个百分点，但回收率却降低了17.77个百分点。精矿中S、MgO和Fe的品位均呈现升高的趋势，其回收率均有所降低。说明六偏磷酸钠对原矿中脉石有一定的抑制作用，但同时对锡石也有较强的抑制作用。

表4 六偏磷酸钠用量试验结果

3.1.3 水玻璃用量试验

水玻璃是方解石、石英等脉石的有效抑制剂，为了验证水玻璃对浮选指标的影响，进行了水玻璃用量试验，结果见表5。由表5中结果可知，当添加100～300 g/t的水玻璃时，随着水玻璃用量的增加，精矿产品中Sn、S、Fe的品位均呈下降趋势，而回收率却均在用量为200 g/t时最高；对比不添加和添加100 g/t的水玻璃，能使精矿中Sn品位从6.75%提高到7.92%，但回收率却降低了16.18个百分点。

表5 水玻璃用量试验结果

3.1.4 新型抑制剂OL-1C用量和全流程开路试验

新型抑制剂OL-1C是由中南大学研发的一种多羟基糖类大分子新型高效脉石抑制剂，与硅酸盐矿物表面极性基发生氢键作用而吸附，对硅酸盐类矿物具有很好的分散和抑制作用。通过对比不同OL-1C用量，确定在粗选作业添加20 g/t、精选一作业添加2.5 g/t效果最佳。

重新进行不添加和添加OL-1C全流程开路试验，试验流程见图2，结果见表6。表中试验编号1#为不添加OL-1C的试验结果，试验编号2#为添加OL-1C的试验结果。由表中试验结果可知，粗选作业添加20 g/t、精选一作业添加2.5 g/t的OL-1C，相比于没有添加OL-1C，精矿产品中MgO含量降低了2.03个百分点，含Sn品位提高了1.44个百分点，同时尾矿产品中损失Sn的回收率也降低了1.46个百分点。由此说明添加OL-1C有利于锡石浮选精矿品位和回收率的提高。

图2 开路试验流程

表6 开路试验结果

3.2 添加OL-1C闭路验证试验

按照现场药剂制度，对添加与不添加OL-1C分别进行闭路试验，验证OL-1C的添加对浮选指标的影响。闭路试验所取试验样均为原矿矿浆样，矿样中已含有碳酸钠和KT-51，因此在试验过程中不再添加。

闭路试验流程见图3，试验结果见表7。表中试验编号1#为不添加OL-1C的试验结果，试验编号2#为添加OL-1C的试验结果。对比表中的试验结果可知，粗选添加OL-1C 20 g/t，精选作业添加5、2.5、2.5 g/t，相对于不添加OL-1C时，精矿中Sn品位提高了2.54个百分点，同时Sn的回收率也提高了0.74个百分点。由此进一步验证说明添加OL-1C能对镁质脉石和矿泥进行有效抑制，有利于锡石浮选精矿品位和回收率的提高。

图3 闭路试验流程

表7 闭路试验结果

3.3 浮选速率试验

为了考察锡石浮选过程中，添加高效抑制剂的抑制效果，对浮选过程中Sn、S、MgO和Fe的浮选速率进行试验测试，试验流程见图4(SN为捕收剂，矿浆中已添加碳酸钠和KT-51)，试验结果见图5。

图4 浮选速率试验流程

由图5中的试验结果可知，Sn和S是同步富集在精矿产品中。从Fe的累计回收率曲线可知，在浮选过程的前3 min，曲线的斜率在减小，在3 min之后曲线的斜率趋于0，说明原矿中有一部分易浮的含Fe矿物在前3 min已经基本浮选完，这部分含Fe矿物占约30%，初步分析这部分含Fe矿物可能是磁黄铁矿。而其余约70%的含Fe矿物则进入尾矿中。从MgO的累计回收率曲线可以看出，MgO是通过夹带的方式进入到精矿产品中，而且含MgO的矿物也不易浮选。综合分析可知，通过高效抑制剂OL-1C的作用，原本可浮性较好的镁质脉石和矿泥得到了有效的抑制。

图5 累计回收率和累计品位与浮选时间的关系

4 结论

1)采用一粗两扫三精的浮选工艺，对都龙锡、锌、铜多金属矿中微细粒级锡石进行回收，可以获得锡石浮选作业回收率达73.76%、浮选精矿含锡11.24%的较好指标。

2)通过高效抑制剂OL-1C的适量添加，可以有效改变锡石浮选给矿中镁质脉石和矿泥的可浮性，降低其进入浮选精矿的几率，显著提高了锡石浮选精矿品位和回收率，精矿中Sn品位提高了2.54个百分点，回收率提高了0.74个百分点。