錫礦石選礦中關于錫石浮選的研究
錫石浮選在國外已有五十多年歷史了,半個世紀來進展很大已成為速錫工藝的一個重要領城,近十幾年來這方面的成就尢為顯著,除在錫石浮選的機理,藥劑、工藝等研究方面取得了很多新成就外,更重要的是國外:已建成一批工業生產的車間。錫石浮選被用于主要生產環節,運轉正常,技經效果良好。1970年建成的雷尼森處理-40+3微米礦泥,原礦品位1.3%回收率85%,其他如德國阿登堡(1938)日本種子畑(1960),蘇聯興安錫礦(1949)英因惠爾簡(1971J玻利維亞卡塔維礦尾礦(1970)商非聯盟錫礦(1970)等是各國較有代表性的錫石浮選廠,同時也是該國建設較早的廠,各積累了一定經驗。
國外這些年來錫石浮選研究所從事的工作內容計有:
(1)錫石浮選譏理的研究。
(2)錫石浮選藥劑的研究。
(3)錫石浮選工作制度的研究。
(4)惕石浮選用浮選機的研究。
(5)錫石浮選工藝流程的研究。
(6)錫石浮選技術經濟指標的研究等。
但主要為機理、藥劑和工藝,其核心是藥劑。藥劑中捕收劑的研究對錫石浮選的發展又超著關鍵作用。國外到目前為止已經研究過的捕收劑(包括陽離子,陰離子,和非離子型)超過一百種,并找出了掣苯砷酸,磺化琥珀酸鹽,苯乙烯瞵黢鹽,SM-119和油酸等在工業生產中較為有效的藥劑,這些藥劑巳有專門工廠大枯生產,質量穩定,可供用戶選用。
德國柏林科學院弗來堡選礦研究所,日本三菱礦業株式會社,同和礦業公司中央研究所,英國華林泉研究所,美國哥倫比亞大學礦業學院、玻利維亞礦山冶金研究所、蘇聯ZNILOVO研究所等是國外知名的選錫研究單位,同時也是上述捕收劑的著名研究單位。德國人格侖德(甲苯腫酸浮選錫石發明者)。韋特根(苯乙烯膦酸浮造錫石發明人美國人阿比特教授(磺化琥珀酰胺酸鹽浮逸錫石),澳大利亞赫格特(十六烷基硫酸鈉選錫石的研究者),其他還有高登,波利斯一耶克瑟,柯林斯,布魯斯、波利金,普拉浮克辛等是國外從事錫石浮選較有成就的人。
根據報導國外捕收翔的研究進程概略如下:
(1) 1928年美國人開始研究將錫石經硫化后,用黃藥作捕收劑浮選錫石,并發表了論文。
(2) 1932年德國人用油酸作捕啦劑浮選錫石,取得了較好的試驗結果。
(3) 1938年在阿登堡建成了世界上第一座錫石浮選車間(規模30-50噸,日)用油酸做捕收劑。
(4) 1940年德國格倫德等人用甲苯胂酸浮選阿登堡的錫石,取得良好效果。
(5) 1941年將對位甲苯腫酸用于半工業試驗,取得了比油酸好得多的效果。
(6) 1942-1945年,美國研究用油酸浮選玻利維砸的礦石。
(7) 1947年,澳大利亞研究使用十六烷基硫酸鈉浮選錫石。
(8) 1958年,德國阿登堡工業生產正式使用對位甲苯腫酸。
(9) 1961年,蘇聯研究用異羥肟酸鈉(VIM-50)浮選錫石。
(10)1963年,德國研究使用烷基苯騰酸和烷基膦酸浮選錫石,并認為對乙基膦酸和庚基膦酸效果較好。
(11)1966年,美國研究出磺化琥珀酸類錫石捕收劑,并在玻和維亞著手建廠。
(12)1967年,日本開始研究用SM-119浮選雷尼森與神子加兩選廠中的細粒錫石,并取得較好的結果。
(13)1970年,德目研究出舉乙烯膦酸浮選錫石,同年于阿登堡選廠開始局部使用。
(14)1970年,加拿大提出用嘿唑啉衍生物水劑(Alkaterge-T)浮選錫石。
(15)1979年,英國華林泉以SPA為捕收劑用我國含有大量方解石類碳酸鹽的錫礦石進行餳石浮選研究,取得了較好的結果。
國外常用錫石捕收劑的優缺點:
對各種常用捕收劑優缺點的反映,國外很不一致。如SM-119在日本神子畑廠一直使用得很好,但在雷尼森廠早已被SPA所代替。這固然是由于某種捕收劑確有比另一種捕收劑分選性能好等優點,但很多是由于所要求的條件不同,特別是礦石性質不同(如錫石本身特點、進別粒級范圍、伴生組份鐵鋁鈣含量,礦泥影響等)所造成的。加以目前這些捕收荊分選效果不盡理想、適應性有限,含雜質不一、成本高,污染等缺點就更增加了對其優劣評價的復雜性,例如烷基磺化琥珀酸類一般要在強酸性介質中浮選,因此當選別含方解石類碳酸鹽多的錫礦石時,就顯得有一定困難。又如單獨用對甲苯胂酸時,十60微米錫石選別效果就顯得差等等。
因此盡管國外許多選錫工作者對幾種主要錫石捕收劑作過大量比較工作(bri英國柯林斯,東德沃特根等就曾進行過較系統的比較試驗)對它們的認識評價仍不一致,但了解它們的優缺點對了解國外錫石浮選的水平和發展趨勢,提出問題深入進行分析研究,顯然是根有意義的,為此根據各方報導將田外常用錫石捕收劑優缺點匯總如下,供參考。
(1)油酸
優點:
1)捕收力強。
2)適應處理組份簡單的錫礦石。
3)價格低。
4)無毒。
5)介質為弱堿性,中性或弱酸性。
缺點:
1)選擇性差,特別是處理復雜礦石時更差,精礦品位不高。
2)對Ca++,Fe++等離子的抑制作用敏感。
3)易為疏水的表面所強烈吸附(特別是為金屬鐵,硫化物和螢石所吸附)。
4)浮選泡沫準碎(特別不利于用重選法精選)。
5)礦漿溫度要在14攝氏度以上,因此有時要加溫。
6)選前要脫泥。
7)選含砷礦石時精礦中含砷會商,冶煉不利。
8)油酸來源通常為動植物的油脂,而油脂為食用和輕工原料。
(2)羥肟酸。
優點:
1)選擇性比油酸好。
2)捕收力尚強。
3)無毒。
4)制造簡單原料好解決。
5)價格比腫酸膦酸低。
6)可在弱酸性介質中浮選(但氫氧化鐵較高時,耍加草酸抑制,這時pH值應為2.6~2.8)
缺點:
1)選擇性不如腫酸與瞵酸(對氧化鐵和綠泥石分選更困難)。
2)泡沫多發粘。
(3)十六烷基硫酸鈉:
1)中等捕收力(位礦漿溫度應保持在30-35°)。
2)價格低。
3)無毒。
1)選擇性差。
2)受Ca++,Fe++的強烈抑制。
3)易為瑰水表面所強烈吸附。
4)在強酸性介質中浮選。
5)用量高。
6)泡沫難碎散。
對位甲苯腫酸。
1)選擇性好
2)捕收性好(但不如膦酸)
3)易溶子水。
4)弱酸性介質中浮選。
5)泡沫易碎散。
缺點:
1)價格很高(8.2美元/公斤)。
2)有毒。
3)制造復雜。
4)精礦品位不高。
5)對粗粒鋸石捕收力低。
6)用量較媵酸高。
7)受Fe+++強烈抑制。
8)受Ca++抑制。
9)對菱鐵等含鐵礦物有一定捕收性。
(5)苯乙燎膦酸.
優點:
1)捕收力強,可獲得與甲苯胂酸同樣效果。
2)原料來源廣。
3)制造容易。
4)價格便宜。
5)毒性小。
6)精礦質量比用油酸時高。
7)可在弱酸性與中性介質中浮選。
8)可常溫浮選。
缺點:
1) -10微米選別效果特別差,對精礦質量回收率影響大。
2)純度對選別效果影響顯著,俺95%以上純度。
(6)C6-C8烷基膦酸
優點:
1)捕收力強,回收率高。
2)選擇性較好(能與電氣石,螢石,和各種硅酸鹽礦物有效分離)。
3)對Ca.+的抑制作用不敏感。
4)用藥量少。
5)在中性或強酸性介質中浮選。
6)無毒。
7)泡沫易碎lSf。
8)價格比對位甲苯腫酸低。
缺點:
1)對赤鐵礦,菱鐵礦,鎢錳鐵礦等含鐵礦物的分選效果差。
2)選擇性不如對位甲苯胂酸。
3)易受高濃度Fe+”離子強烈抑制。
4)精礦品位有時不高。
(7)烷基磺化琥珀酰胺酸鹽。
優點:
1)捕收力強,對粗粒捕收效果好。
2)選擇性好(對石英、長石、云母無捕收性,對礦泥有分散作用)。
3)用量低。
4)無毒。
5)泡沫易碎。
6)價格比腫酸,膦酸低得多。
7)易溶予水,作用快,可直接加到浮選槽不需要調漿。
缺點:
1)強酸介質中浮選,腐蝕問題突出。
2)對-43微米錫石效果整。
3)對電氣石、黃玉、螢石、菱鐵礦、磁鐵礦等有一定捕收性。
4)在精選中除Ca++、Fe”+時,pH值要在1.5。
上述捕收劑中值得注意的是,十幾年來國外曾一度對磷酸類捕收荊評價很高,被許多人認為是目前最好的捕收劑,價格便宜,無毒,對Ca+、Fe”+的抑制作用不敏感(對我國某些礦石可能有好處),可在弱酸性或中性介質中浮選等,但多年來國外限于本藥劑未大量投入工業生產(小量生產質量不穩影響選別指標),因此未得到進一步研究與使用,現國外已有德國產P -184可供選用,為便于對其評價與研究將其說明書列于本資料末尾附錄中供參考。
常用錫石捕收劑浮選粒級范圍
捕收劑的有效浮選粒度界限是評價其優劣的重要標志之一。為了便于評價國外錫石浮選水平。將國外幾種常用捕收劑的有效浮選牡度范圍匯集如下。
捕收劑 浮選粒度范圍(微米)
1)油酸 l00-60微米,回收率為80%左右。
2)對位甲苯腫酸 一般為74-10微米,+63效果差,-35最好。
3) SM-119 一般為70-lO做米。
4)苯乙烯膦酸 一般為74-10微米,但45-15微米最好
5)P-181 一般為60-5微米,最佳值為40-20微米
6)磺化琥珀酸類 一般為74-10微米,200-150微米也好,但-43微米效果差。
由于原礦性質不同,要求不同,投產期間不一。因此詳細對比其優劣有很大困難。但從積極方面看都有一定的技術經濟效果,并積累了一些成功經驗。
1)錫石浮選用于處理礦泥,選別74-IO馓米粒級,工業生產作業回收率一般在50%-80%之間,離的85%。是重選法較難達到的。此時富集比為15-20,少數為30,經磁選或酸浸后即可得較商品位精礦或副產部份富中礦送冶煉處理。
2)錫石浮選法用于處理選廠尾礦或舊存老尾礦已取得可喜的成果,澳大利亞雷尼森因此增產is%,玻利維亞使得1000多萬噸老尾礦重新成為資源。
3)除油酸近年來已逐步碗少使用外,其他幾種捕收劑苯乙烯瞬酸,磺化琥珀酰胺鹽,對位甲苯胂酸,SM-119)還處于均勢,都有一些選廠在用,很難說哪一種居首位。但從目前工業生產指標看,最高者為使用S.P.A.浮選的雷尼森廠(回收率B5%)。
4)國外捕收劑的使用有一定歷史性與區域性。如德國初期用對位甲苯腫酸。近年又在用苯乙烯膦酸類,玻利維亞使用磺化琥珀酰胺鹽類較多。而日本則主張用其自產的SM-119,英國華林泉研究所推薦S.P.A。
隨著細粒錫石選礦問題的日益突出,在強化重j筮的同時,做為另一條行之有效的途徑一錫石浮選法,已在國外一些先進選廠中得到推廣。在新的更有效的回收法出現之前,國外錫石浮選的試驗研究和工業運用必將進一步發展。
但也應該看到國外錫石浮選工藝水平還比較低,較復雜礦石尚無法處理,一些重大技術課題還有待解決。在藥劑方面現有的捕收劑扭調整劑的選擇作用還不夠滿意。錫石一氧化鐵礦物等分離的課題尚未很好解決,在工藝方面過程的穩定性和對礦石變化的適應性仍是問題。生產中精礦品位波動幅度±30%。而且品位比較低,一般在10%±,高者才20-30%。下一步工序尚處于爭議階段。回收率波動15%,甚至更高,工業與試驗差距大。對入選原礦品位要求不能太低(一般在0.5-1%).藥劑方面污染問題突出,來源不廣,用量大(用藥荊很少低于100克/噸者)含雜質不一,價格高,因而浮選成本也高,經濟上一般還處予得失相當水平。在流程方面一般比較長,尤其是準備作業金屬損失大,不易管理,加以錫石浮選對水質要求高,所以目前鍋石浮選在國外除原生礦外,砂錫礦還較少應用,對餳石浮選意義的認識也不盡統一,因而在回收礦泥方面浮重并存,這就是目前的狀態。
國外好多錫石浮選廠的建設都不是一帆風腰的,很多都經歷了多年的試驗室,半工業和工業試驗后才得到成功。玻利維亞卡塔維礦的老尾礦浮選廠就經歷過四年多的周折才運轉正常,精品18-22%,回收率70-80%。惠爾簡是另一個困難多,技術經濟效果差的廠。試驗時回收率為70%以上,可是目前實際只有45-50%,要求精礦品位為12%,但有時低達6%。
我國錫石浮選歷史雖然只有20年,但發展很快,已建立了都份工業生產廠。在捕收劑研究方面有我國特點,如混合甲苯腫酸的研制就是一例。苯乙烯膦酸即將用于工業生產,磺化琥珀酰胺鹽經探索巳初見成效。此外在工藝方面也積累了一定經驗。但與國外比,在機理等基本理論的研究,各種藥劑的對比,多藥劑新藥種的研究,以及選男4流程、設備、分級等方面,無論從深度副廣度都有一定羞距,而在研究力量,包括人員的
數量、質量、設備、儀器和投資都有待加強。
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