氧化型脉锡尾矿锡铁综合回收的新工艺与机理研究

【摘要】我国原生锡矿资源居世界前列,但随着矿业开发规模的扩大和速度的加快,原生锡矿资源渐趋枯竭,入选矿石品位日趋贫化,严重制约了锡矿业的可持续发展。由于锡石多金属性质复杂,锡石易过粉碎,导致锡的回收率低(约50%-70%),而锡矿资源经过100多年的开发,堆存了数亿吨锡尾矿,有价金属含量较多。仅我国的“锡都”个旧地区就堆存了含锡约0.19%、含铁约18%、锡金属约40万吨、铁金属约4000万吨的2.5亿吨锡尾矿并共伴生多种有价成分,综合利用潜力十分巨大,潜在价值达1000多亿元。由于锡尾矿中有价矿物含量低及利用此种低品位锡尾矿技术的匮乏,锡尾矿再选至今未能实现高效产业化。因此,对锡尾矿中有价金属综合利用的理论和应用进行研究具有典型性和重大意义。云锡氧化型脉锡尾矿具有锡石嵌布粒度微细、锡铁共生关系密切、锡铁难以分离和碳酸盐矿物含量高等特点。采用常规的选矿技术,精矿的锡品位和回收率低,分别约为2%-3%和40%-50%,再选尾矿中锡和铁的含量高,尤其是没有回收尾矿中的铁等资源。在此背景下,依托国家自然科学基金-云南省联合基金项目“从锡矿山尾矿中综合回收有价金属的理论与应用研究”(编号：U0937.602),以云锡氧化型脉锡尾矿为研究对象,采用XRD和SEM-EDS等测试手段,对物料进行了工艺矿物学研究；针对该类型尾矿的“物性”,首次提出了凝聚焙烧-磁选工艺回收锡尾矿中有价金属的新途径,探索了凝聚焙烧对粗细粒物料中锡铁回收的影响,获得了凝聚焙烧-磁选分离技术综合回收锡和铁的新工艺和关键控制参数；并通过热力学计算与分析,为该工艺提供理论支撑；通过对单矿物锡石、赤铁矿和方解石的浮选试验,以及二元体系下锡石与方解石、锡石与赤铁矿的分离试验及锡石与药剂之间的吸附机理研究,为锡尾矿矿泥中微细粒锡石的回收提供依据。基于尾矿库粗、细粒尾矿和新鲜细粒尾矿的工艺矿物学研究,首次将凝聚焙烧-磁选方法应用于氧化型脉锡尾矿中的粗细颗粒,研发了同步回收锡铁的新工艺；从给矿含锡0.15%-0.38%、含铁8.87%-22.42%的锡尾矿中,获得了品位和回收率分别为4.01%-4.56%和61.93%-63.80%的锡富中矿以及品位和回收率分别为62.17%-66.58%和84.65%-87.47%的铁精矿,再选尾矿中锡和铁的含量分别低于0.02%和1.00%,取得了明显优于常规流程的分选指标;该工艺流程短、简单易行,实现了锡铁矿物与脉石矿物的高效分离以及锡石和铁矿物的高效回收,显著地提高了锡、铁的综合利用率。通过凝聚焙烧过程可能发生反应的热力学计算及焙砂的XRD和SEM-EDS等研究,揭示了锡铁矿物与脉石矿物高效分离以及锡铁分离与同步回收的机理,即微细粒的赤褐铁矿凝聚还原为粗粒的四氧化三铁,反应生成的液态锡发生凝聚,碳酸盐等脉石矿物没有被还原或分解,其赋存状态没有发生改变,这是实现锡铁矿物与脉石矿物高效分离的关键;矿物界面间产生的孔隙和裂纹致使锡石和铁矿物易于解离,为分离锡和铁矿物创造了条件。锡石与赤铁矿和方解石相比,具有较好的可浮性；研究发现,松醇油不仅具有起泡作用,而且对锡石、赤铁矿和方解石具有捕收作用,他们之间的吸附形式为物理吸附；苯甲羟肟酸对锡石具有良好的捕收作用,作用机理其是其结构中的C-O和N-O键以化学吸附的形式吸附于锡石表面；Pb2+对锡石具有活化效果,有助于锡石的回收；11种抑制剂对锡石浮选具有不同程度的抑制作用。人工混合矿浮选试验结果表明,在试验范围内未能有效地实现锡石与赤铁矿、方解石的分离,这与实际的锡尾矿矿泥的分离结果一致。根据锡矿泥性质和单矿物浮选试验研究,确定了无抑制剂和无分散剂的全泥浮选新工艺。在500g/t苯甲羟肟酸、600g/t硝酸铅和120g/t松醇油的粗选药剂制度等条件下,经一粗一扫四精闭路流程,从含锡0.18%的锡矿泥尾矿中,获得了品位和回收率分别为3.50%和74.16%的锡富中矿,实现了矿泥型尾矿中微细粒锡石的有效回收。锡矿泥尾矿无抑制剂和无分散剂全泥浮选的结果,验证了二元体系下的分离试验及矿物与药剂之间的吸附机理等。
【作者】周永诚；
【导师】童雄；
【作者基本信息】昆明理工大学，矿物加工工程，2014，博士
【关键词】锡尾矿；选冶联合；综合利用；新工艺；机理研究；

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