新型混合捕收剂在细粒锡石浮选的试验研究与应用

李 英 张 浩 严梓洋

(云锡大屯锡矿，云南 个旧 661018)

锡石浮选是回收细粒锡石较为有效的方法。近年来，随着锡石浮选技术的发展，以及锡金属市场价格的上升和稳定，采用锡石浮选技术回收细粒锡石在国内、外得到快速推广及应用。云南某选矿厂硫化矿、氧化矿泥矿锡石浮选流程分别于2017年10月底[1]和2018年12月底建成投产，经过工业生产试验后一直稳定运行，相比原来的重选工艺，锡精矿产出金属量多，锡实收率高，经济效益显著，然而锡石浮选所使用捕收剂为TL-1，单价成本高，药剂用量大，配药需要90 ℃沸水，储药要70～80 ℃保温，统计2019年硫化矿、氧化矿选别每吨矿的药剂成本分别为23.76元、23.41元，药剂成本偏高，如何在提高锡实收率同时，尽可能降低药剂成本，实现效益最大化，成为相关科技工作者紧需解决的问题。

为了降低硫化矿、氧化矿细粒级锡石浮选工艺药剂成本，根据科技文献、国内外选厂实际生产应用，寻找高效、低耗、价优、环保的捕收剂，分别找出TL-1、GX-4、SN-2、YA-1、SN-705+YT-1、SN-2+YT-1、SN-2+GX-4、SN-2+TL-1等8种捕收剂，通过开展不同捕收剂种类对比试验，筛选出一种较为适宜的捕收剂SN-2，该药剂是一种混合长碳链羟肟酸，含一定的活性成分，其药剂单价较目前生产上在用TL-1低15%左右，捕收力强，用量可降至TL-1的80%。在指标相当的条件下，SN-2与TL-1混合使用，其形成的混合捕收剂较TL-1有较大的成本优势，可大幅降低药剂成本。

1 试验物料采集及制备

试验物料取自生产现场氧锡石浮选给矿，含锡0.532%、硫0.217%、铁10.15%，矿样中-37+10 μm的粒级及锡金属分布率在84%左右(见表1)，每组试验称取500 g(按干矿量计)进行SN-2+TL-1混合药剂条件试验，所用浮选机分别为XFD-1.5 L、XFD-1 L、XFD-0.75 L、XFD-0.5 L四种规格。

表1 锡石浮选给矿粒度分析Table 1 Sieve analysis results of cassiterite flotation

2 试验结果与讨论

2.1 混合捕收剂不同配比试验

SN-2与TL-1混合使用，比单独使用其中任意一种的效果好，两种药剂结构和性能的差异、碳链的长短，促进了它们之间的互补作用，使得组合药剂在矿物表面的吸附更加均匀，增强了矿粒与气泡间的粘附能力，从而改善和提高了浮选过程的效果。为了找出两者最佳用量，开展混合捕收剂不同配比试验，试验流程见图1，试验结果见表2。

图1 条件试验流程Fig.1 The flowsheet of conditional test

表2 混合捕收剂用药选别指标Table 2 Floatation indexes of combined collectors test

试验结果表明，混合捕收剂采用SN-2∶TL-1=2∶1时，混合精矿富集比、锡回收率最高。混合精矿锡回收率比用TL-1提高约2个百分点的同时，药剂用量比TL-1少150 g/t。

2.2 混合捕收剂用量试验

浮选过程中，准确添加药剂用量，对浮选过程的稳定、最大限度降低药耗、获得最佳的经济技术指标有着重要的影响[2]。捕收剂用量不足，矿物疏水性不好，回收率低；药剂用量过大，药剂成本增加，且部分被抑制的矿物上浮，致使精矿质量下降[3]，并给后续浮选产品浓缩、过滤、销售带来影响。因此在确定混合药剂最佳配比的条件下，开展锡石浮选混合捕收剂用量试验，试验流程见图1，试验结果见表3。

表3 混合捕收剂用量试验结果Table 3 Test results of mixed collector dosage

试验结果表明，1)混合捕收剂用量从270 g/t增加到320 g/t，混合精矿产率、回收率均明显增加；2)从320 g/t增加到420 g/t混合精矿产率、回收率略有增加，富集比下降，说明混合捕收剂用量320 g/t时，能上浮的锡石已基本上浮，再增加药剂，对指标提升意义不大，反而增加药剂成本，因此，适宜的混合捕收剂用量为320 g/t。

2.3 辅助捕收剂(兼起泡剂)P86用量试验

羟肟酸类药剂价格较高，因此P86常被用作锡石浮选时的辅助捕收剂，研究发现其可以促进羟肟酸在锡石表面的吸附[4]，降低捕收剂用量，同时还可以加强-10 μm粒级细粒锡颗粒的凝聚，从而改善泡沫的矿化度[5]。但P86过量，会降低矿浆的表面张力，导致泡沫表层脆化、不稳定，影响浮选效果。为此在粗选、扫选确定混合捕收剂为320 g/t的条件下，进行P86用量对比试验，试验流程见图1，试验结果见表4。

表4 P86用量试验结果Table 4 Test results of P86 dosage

试验结果表明，P86用量由120 g/t增至160 g/t，混合精矿产率由20.63%逐渐增加至23.55%，锡回收率由93.51%增加至96.02%；但P86用量由160 g/t增至200 g/t时，混合精矿产率、锡回收率，不仅不升反而降了，说明适宜的P86用量为160 g/t，可同时提高混合精矿的品位和回收率。

2.4 混合捕收剂配药方式试验

水杨羟肟酸类捕收剂，通常用助溶剂氢氧化钠或碳酸钠配制，其中SN-2用氢氧化钠温水配制，TL-1用碳酸钠沸水配制。为了简化配药流程，混合捕收剂需选择一种助溶剂配制。用碳酸钠热水配制，静置一会有沉淀析出；用氢氧化钠温水配制，药剂清澈，静置一会无沉淀析出。为了查明不同助溶剂配制混合捕收剂，对锡石浮选指标影响，在粗选、扫选确定混合捕收剂用量为320 g/t、P86用量为160 g/t的条件下，采用不同助溶剂配制进行对比试验。试验流程见图1，试验结果见表5。

表5 混合捕收剂配药方式试验结果Table 5 Test results of mixed collector dispensing method

由表5可知，混合捕收剂采用不同助溶剂配制，混合精矿上浮产率、锡回收率相近，考虑到碳酸钠沸水配制，静置一会有沉淀析出，应用于生产时，药剂易于储药箱沉淀，降低药剂浓度，影响药效，故采用氢氧化钠作为助溶剂。

2.5 锡石浮选全流程开路试验

在粗、扫选确定最佳药剂条件下，混合捕收剂用氢氧化钠作为助溶剂，以SN-2∶TL-1=2∶1的比例，开展锡石浮选全流程开路试验，试验流程如图2所示，试验结果如表6。

图2 开路试验流程Fig.2 Flowsheet of open circuit test

表6 开路试验结果Table 6 Results of open circuit test

由表6可知，锡石浮选给矿含锡0.532%，经一粗二扫三精锡石浮选工艺，得到锡精矿品位为6.57%，锡回收率为72.56%，尾矿含锡为0.032%的试验指标。损失于中2、中3的锡金属约19%，这一部分金属在精选作业适当补加捕收剂以及闭路返回时将得到进一步的回收。

2.6 锡石浮选闭路试验

在条件试验及开路试验的基础上，进行混合药剂及TL-1闭路试验指标及成本的对比，试验流程见图3，试验结果及成本分析见表7。

表7 混合药剂与TL-1闭路对比试验结果Table 7 Closed-circuit comparison test results of mixed agent and TL-1

图3 闭路试验流程Fig.3 Flowsheet of closed circuit test

试验结果表明，锡石浮选采用不同捕收剂，两者指标相当。其中采用混合药剂相比TL-1，药剂单耗可降低21.74%，选别每吨矿的药剂成本可降低6.04元。

3 混合药剂工业生产试验

室内试验结果表明，锡石浮选的捕收剂采用混合药剂与现用TL-1指标相当的条件下，药剂用量少，药剂成本降低明显，为此在氧化矿锡石浮选流程开展新药剂SN-2与TL-1混合药剂的工业试验。经过两个月的生产调试，工业试验效果达到并超过室内试验小试指标，工业试验前后锡石浮选技术指标、药剂成本对比见表8。

表8 SN-2∶TL-1=2∶1混合捕收剂的工业试验结果Table 8 SN-2∶TL-1=2∶1 industrial test results of the mixed collector

由表8可知，氧锡石浮选使用混合捕收剂的稳定试验期，与单独使用TL-1相比，在锡石浮选技术指标略优的情况下，药剂单耗可降低23.70%，选别每吨矿的药剂成本可降低7.51元。参照2019年氧锡石浮选流程处理量108 802 t，使用混合捕收剂后，氧锡石浮选流程可减少药剂费用81.7万元，药剂成本降幅明显。

4 结论

1)氧锡石浮选流程，原采用TL-1捕收剂，单价高，药剂用量大，采用碳酸钠及沸水皂化溶解，配制好的药剂在温度降低后会有沉淀物析出，为此需在带有保温措施的储药箱中存储，维持温度在70～80 ℃。

2)SN-2捕收性强、药剂价格低，与TL-1混合使用，相比单独使用TL-1，一方面可减少药剂用量，降低能耗；另一方面，该混合药剂采用氢氧化钠及温水皂化溶解，配制好的药剂无沉淀物析出、无需保温，可简化配药流程及储药装置。

3)氧锡石浮选采用SN-2+TL-1混合捕收剂，相比原单独使用TL-1，在锡精矿品位、锡回收率指标相当的条件下，选别每吨锡石浮选给矿，可节省23%的药剂用量，可减少7元的药剂成本。以2019年氧化矿锡石浮选处理量计算，使用混合捕收剂后，该流程每年可节约80万元药剂费用，大大降低选矿成本，后期该组合药剂将在本厂其它锡石浮选流程推广应用。