摘要:文章基于锡石工艺矿物学的理论实践,对锡石工艺矿物学特性进行了介绍,同时对锡石选矿技术的应用现状进行了论述。结果表明,在对锡石工艺矿物学特性进行全面了解的基础上,选择与之相适的技术,可以提升选矿效率,保证锡资源利用率。
根据我国资源部门统计,我国锡的储量位于世界第一位,锡矿中含有大量其他金属矿产资源,属于比较难以难选矿石,通过分析锡石工艺矿物学特性,可谓选矿方案的编制提供数据支持,从而提升选矿效率,保证锡资源利用率。基于此,本文结合理论实践,对锡石工艺矿物学与选矿技术做了如下分析。
1、锡石工艺矿物学特性
1.1 共生性
在锡矿床中,以单颗粒锡存在于锡石中的较少,矿物的空间分布情况和锡矿床的形成密切相关,并且易受到外部环境的影响,锡矿床的共生组合也有很强的选择性,比如:锡矿石和铌铁矿之间具有很强的共生性,尤其是在残坡积的锡矿床中,锡和氧化铁具有共生性。
1.2 结晶特性
锡石的化学式为SnO2,约78.6%为锡,但受到地质条件和矿物质特性的影响,在锡石中经常包括有铁、钨、锂等,含量成分与矿床的成因有密切关系。从理论的角度上而言,锡矿石从空间结构的角度上而言,属于一种四方晶系,与金红石类似,在锡金属附近分布着六个氧粒子,形成八面体间隙,锡分布在该空间中,这也是锡金属选矿难度大的主要原因。但在自然界中锡石在过饱度较低的岩浆中主要呈椎体状,而在过饱和度热液中,则呈长柱状。
1.3 锡物理性质
锡是人们生活生产中常用的一种金属,其物理性质是:硬度非常大,脆性大,密度高,在锡矿石中的锡金属密度在6.8~7.2g/cm3之间,是目前已经发现的密度最高的矿物质之一。锡石的介电常数为42.8,具有一定的磁性,其磁性大小和锡石中的杂质有关,因此,不同区域生产的锡石的磁性特征也不同。锡化学性质稳定,几乎不溶于水,其溶解度和新含杂质种类及含量有关。
2、锡石的选矿技术
通过分析锡石工艺矿物学特性可知,锡石的密度非常大,选矿中常用的技术为重选法,辅以浮选、磁选等。但不同锡矿床的组成成分、杂质含量、空间不分布等指标存在较大差距,因此,在选矿时需要根据锡矿石的实际情况,选择与之相适的技术。
2.1 重选技术的应用
锡石的密度比较高,和矿物有密切联系,可选择选矿成本低,无有害物产生的重选技术,如果锡矿石的粒径比较大,采用重选技术可提升选矿的速度和效率,并且我国重选技术也比较城成熟,可进行模式化选矿。有的锡石选矿厂,也经常使用重介质法进行选矿,但主要应用在锡石预选中,只能进行精锡石和粗锡石的甄别。目前在锡石选矿中主要应用的设备为摇床,和其他选矿设备相比,摇床具有效率高、富集比高等特性。锡石中主要包括:石英、锡石、黑钨锰矿矿等,这些矿物质在密度上存在较大差别,锡石主要呈现粒间分布。锡石裂隙发育良好,在进行破碎处理时,锡石的粒径小于钨锰矿的粒径。在选矿过程中,可根据钨锡矿的工艺矿物学特性,制定与之相适的选矿流程,具体是:但原矿石破碎处理以后,先进分级预先富集,摒弃粗粒废石,在对合格的矿进行破碎筛分处理,再进行多级摇床分选,丢弃尾矿,中矿则进行重新研磨和筛选,针对细泥则要进行集中单独处理,粗选工艺可用矿物质进行低富集处理,为后期分选提供便利的条件。锡石的脆性比较大,选矿中很容易就碾压粉碎,如果在粉碎的锡石中,既存在粗锡石,也存在细锡石,则重选过程中容易导致大量细锡石损失。在选矿过程中,为避免发生无辜浪费,保证回收率,避免对锡矿石形成粉碎性破坏。但现有的选矿技术很难做到这一点,在选别工艺上,可进行选择性磨矿、阶段性磨矿以及阶段性选别,从而最大限度上降低锡石被过粉碎,这一点也是目前锡石选矿中需要高度重视的一点。分级脱泥也是锡石选矿的重中之重,国内外很多锡精矿在选矿过程中都非常重视,因此,在选矿过程中,必须严格锡石粒级,以便最大限度降低矿泥影响。锡石处理时采用选择性研磨,并在研磨中加入适量的磷酸三丁酯,则可有效避免锡石产生过粉碎,提升锡石的回收利用率。再根据研磨的实际情况进行分级处理,粒径超过0.4mm的锡矿石,要先用浮选技术处理,然后再进行选矿。
2.2 锡石浮选
针对粒径小于0.39mm的锡石可采用浮选法进行处理,在锡石中或多或少都会存在一定量的泥化现象,浮选也是锡矿石选矿的主要技术,也是国内外锡金属提炼中应用的主流技术,虽然目前很多国家在锡矿石选矿过程中,经常会采用浮选技术,并且至今仍然没有一个国家实现锡矿石浮选的工业化和规模化,锡石浮选具有很强的技术性和综合性。提升浮选技术应用效率的关键合理搭配捕收剂和选择合理的絮凝物。锡石浮选原理属于一种化学选矿技术,通过锡矿石的电性、药剂吸附、pH值等指标进行选矿,在锡矿石浮选中常用的捕收剂为磷酸。锡石浮选全部在溶液中完成,但溶液中的很多离子会影响捕收剂的性能和效率。比如:金属阳离子会影响锡石浮选的效果,因为,金属阳离子会使锡石表面的离子存在形式发生变化,比如:二价铅和三价铁是影响锡矿石浮选效率的主要阳离子,主要原因是铅离子的存在会增加锡矿石在溶液中的活化效率,而铁离子则会大幅度降低浮选的效率。铅离子具有一定的稳定性,吸附在锡矿石表面时,会影响其在溶液中的反应效率,而铁离子则会和捕收剂进行化学反应,形成一种比较稳定性的螯合物,在外力的作用下,此种螯合物会从锡矿石的表面上掉落下来,进一步降低捕收剂的吸附性,降低浮选的效率。锡石浮选过程中,影响因素比较多,既包括上文提高的常规影响因素,浮选气泡大小对锡石浮选效果也会造成不同程度的影响。研究认为,锡石浮选是矿物质颗粒和气泡碰撞、吸附以及分离三个过程共同作用的结果。提升锡石浮选效果,就必须对这三个过程进行全面研究。-10μm锡石容易吸附在50~150μm的气泡上,而-20~+10μm的锡石则容易吸附在150μm的气泡上,-38~+20μm的锡石容易吸附在250μm的气泡上。从这几组数据中可以看出,通过控制浮选气泡的大小,也可以选择性的吸附矿物质。
2.3 联合选矿法
近年来,在锡矿中出现了越来越多金属共生的工艺矿物学特性,因此,单一的重选矿法和浮选矿法都难以满足选矿需求。联合选矿法的应用越来越广。在锡石选矿领域的主要发展趋势,从单一的重力选矿,逐步演变为集重力选矿、浮选矿、磁选矿、电选矿等多种技术相互联合的选矿。锡产品回收的方法也有所改变,比如:从回收单一的锡精矿产品,向着多种有用精矿产品综合回收的方向发展。比如:柿竹园锡矿属于典型的网状大理石岩型锡矿石,工艺矿物学特性为:贫、细、杂。锡石和磁黄铁矿、黄铁矿、萤石等矿物质有密切的联系,还有一部分锡石在这些矿物中呈现星散状分布。由于锡石的硬度大,但其他矿物的硬度小,可进行单体解离,但此部分锡石中包含一定量的金属硫化物,使得他们之间的关系错综复杂,大大增加单体解离的难度。锡石具有不溶于酸的特性,通过对锡矿样进行磁选、焙烧、重选试验等,就可以获得锡粗精矿,然后再进行化学溶矿处理,可以得到期望的锡石指标。某斑岩型锡矿床,既含有锡,也含有少量的钨、钼、铜等元素,矿物组成除锡石、硫化矿物等之外,它都是密度比较低的脉石矿物,锡石多呈粒状、细粒星状分布,少量以细脉状分布。矿物的嵌布粒度、特征决定钼的解离比锡早,通过研磨处理后,先进行浮硫化矿,选择硫尾矿回收锡,有利于集中回收钼铜钨等金属硫化矿。
3、结语
通过锡石工艺矿物学与选矿技术分析,可对矿床进行全面评价,为选择合理的选矿技术,提供技术支持和理论指导。不同锡石工艺矿物学特性,要选择性地制定选矿工艺方案,才能最大限度上提升锡矿物的开发利用效率,避免盲目选矿,而造成大量资源浪费。
参考文献:
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基金项目:2019-SF-139,项目名称:柴达木南缘难选铜金多金属矿高效利用研究与应用。
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