常田仓 章晓林 赵文迪 景 满 张悦 申培伦

(1.省部共建复杂有色资源清洁利用国家重点实验室，昆明 650093；2.昆明理工大学 国土资源工程学院，昆明 650093)

锡是一种应用广泛的有色金属，在航空航天、超导材料、核发电、新型电池等高精尖领域均有重要运用，需求量也在不断增长[1-4]。锡石是一种重要的国家战略资源，自然界已知的含锡矿物有60多种，其中锡石SnO2(含Sn 78.6%)是主要的含锡矿物。我国锡矿、精炼锡生产量、锡消费量均居世界首位，但是锡资源产量难以满足自身的消费需求，国内锡资源保障形势不容乐观，自2008年起，我国已成为锡进口大国[5]。由于锡石常与氧化铁矿等共生，矿物嵌布粒度细，需要细磨，但锡石性脆，易发生过磨而流失于细泥中。传统的重选设备刻槽摇床、螺旋溜槽等难以回收微细粒锡石，浮选回收锡石细泥又存在药剂效果差、成本高等问题[6-8]，悬振锥面选矿机是依据拜格诺剪切松散理论和流膜选矿原理研制而成的新型微细粒的新型重选设备，可对细粒级金属矿物进行精选，在回收细粒级锡石中已得到成功应用[9-11]。

云锡集团某锡石浮选尾矿粒度细(细度-0.045 mm占比超过50%)、锡含量高(-0.045 mm的矿物中的锡分布率达到65.22%)，且细度已经超过摇床和螺旋溜槽的适用范围，需采用更高级别的重选设备对尾矿中的锡进一步精选回收。基于此，本文采用螺旋溜槽对该浮选尾矿进行预先富集抛尾，然后选择LXZ-1200A悬振锥面选矿机对螺旋溜槽初次富集的粗精矿进一步精选回收锡。

1 试验

1.1 原料性质

采用荧光分析和筛析法分析原料的化学成分和粒度分布，结果分别见表1、表2。从筛析结果看，锡大部分分布在-45 μm粒级，因此试验时除采用螺旋溜槽外，加设悬振锥面选矿机进行重选，将螺旋溜槽的中矿和精矿综合回收，进一步提高精矿的回收率。

表1 原料荧光分析结果

表2 原料筛析结果

1.2 试验方法

重选试验初选在BLL-600双头螺旋溜槽中进行，每次处理原料量为3 kg，重点考察给矿浓度、冲洗水量和给矿量对选矿指标的影响。选别结束后，对精矿、中矿和尾矿分别进行过滤、烘干、称重、送分析，计算各产物的产率和回收率。采用LXZ-1200A悬振锥面选矿机对螺旋溜槽富集产物进行精选，考察给矿浓度、冲洗水量、分选面回旋振动频率、分选面转动速度等对最终选别指标的影响。选别结束后，对精矿、中矿、尾矿三个产品进行过滤、烘干、称重，计算回收率和分析品位。

2 结果与讨论

2.1 螺旋溜槽初选试验

每次试验原料量均为3 kg，试验前对原料进行混匀搅拌，以去除大块黏结物料。试验主要研究给矿浓度、冲洗水量和给矿量对选别指标的影响。

2.1.1 给矿浓度的影响

在冲洗水量0.3 L/s、给矿量2.8 L/min时，给矿浓度对锡石选别指标的影响结果如图1所示。

图1 螺旋溜槽给矿浓度对锡回收的影响Fig.1 Effects of feed concentration of spiral chute on tin recovery

从图1可以看出，随着给矿浓度的增加，锡的回收率和品位均有所上升，当给矿浓度达到35%时，虽然SnO2品位有0.04%的下降，但回收率最佳，达到56.12%。综合考虑，选择最佳给矿浓度为35%。

2.1.2 冲洗水量的影响

在给矿浓度35%、给矿量为2.8 L/min的基础上，冲洗水量对锡石选别指标的影响结果如图2所示。

图2 螺旋溜槽冲洗水量对锡回收的影响Fig.2 Effects of washing water amount of spiral chute on tin recovery

从图2可以看出，当冲洗水量分别为0.5 L/s及0.7 L/s时，分别出现SnO2回收率的最佳值和SnO2品位的最佳值，但前者用水量较少，且回收率高，因此冲洗水量选择为0.5 L/s较为合理。

2.1.3 给矿量的影响

在给矿浓度为35%、冲洗水量为0.5 L/s的条件下，给矿量对锡石回收指标影响的结果如图3所示。

图3 螺旋溜槽给矿量对锡回收的影响Fig.3 Effects of ore feeding amount of spiral chute on tin recovery

从图3可以看出，给矿量过大或过小均不利于锡石的回收，当给矿量为2.8 L/min时，SnO2品位达到最大值为1.88%，虽其SnO2回收率相比于2.4 L/min给矿量的有所下降，但56.86%的回收率也可达到要求，因此确定给矿量为2.8 L/min。

综上，浮选尾矿经螺旋溜槽分选处理，可得到SnO2品位1.88%，SnO2回收率为56.86%的锡粗精矿。

2.2 悬振锥面选矿机精选试验

试验原料为经螺旋溜槽富集的产物(SnO2品位1.88%)，每次试验原料量均为1 kg，主要研究给矿浓度、分选面回旋振动频率、分选面转动速度三个条件对锡石选别指标的影响。

2.2.1 给矿浓度的影响

在控制悬振锥面选矿机分选面回旋振动频率为27 Hz、分选面转动频率为14 Hz的条件下，给矿浓度对锡石选别指标影响的结果如图4所示。

图4 悬振锥面选矿机给矿浓度对锡回收的影响Fig.4 Effects of feed concentration of suspended vibrating cone concentrator on tin recovery

从图4可以看出，随着给矿浓度的增加，锡精矿含锡品位和回收率先升高后降低，在给矿浓度为25%时，所得锡精矿SnO2品位和回收率最佳，分别为4.34%、45.38%，因此确定给矿浓度为25%。

2.2.2 分选面回旋振动频率的影响

在给矿浓度为25%、转动频率暂定14 Hz条件下，分选面回旋振动频率对锡回收指标影响的试验结果如图5所示。

图5 分选面回旋振动频率对锡回收的影响Fig.5 Effects of cyclotron vibration frequency of separation surface on tin recovery

从图5可以看出，随着振动频率的增加，锡精矿品位呈上升趋势，回收率则是先升后降。这是因为，振动频率过高，弱紊流矿浆流膜中的变流层厚度增加，一部分目的矿物进入表流层，随之流入尾矿槽，精矿回收率降低。因此，确定振动频率为30 Hz较为合适，此时精矿SnO2品位为4.93%、回收率为43.22%。

2.2.3 分选面回旋转动频率的影响

在给矿浓度25%、振动频率30 Hz条件下，分选面回旋转动频率对选矿指标影响的选矿结果如图6所示。

图6 分选面回旋转动频率对锡回收的影响Fig.6 Effects of rotating frequency of separation surface on tin recovery

从图6可以看出，随着分选面回旋转动频率的升高，锡精矿的锡品位先上升后下降，转动频率为16 Hz时达到最高品位。这是因为，分选面回旋转动频率过低时，细粒锡石还没达到精矿槽就流入尾矿槽，使得精矿品位反而降低，当转动频率达到一定值时，物料得到充分处理，精矿品位随之上升；转动频率过高时，没经过充分分选的矿浆就直接流入精矿槽，导致精矿品位降低。此外，随着分选面回旋转动频率的增大，精矿回收率是不断增大的。因此，在确保精矿品位达标后，应尽可能提高回收率，所以确定16 Hz为锥面转动频率较为合适，此条件下的精矿SnO2品位为5.02%、回收率为46.17%。

2.3 重选全流程试验

在螺旋溜槽试验时发现，SnO2品位为0.23%的浮选尾矿经螺旋溜槽一段处理后，最好指标可达到锡粗精矿SnO2品位1.88%，SnO2回收率为56.86%。将锡粗精矿与中矿混合后进行溜槽精选作业，得到锡精矿SnO2品位为2.56%，但SnO2回收率仅为32.40%，锡大部分进入中矿，且尾矿含锡品位较高。因此，全流程试验决定将螺旋溜槽尾矿直接抛尾，并将螺旋溜槽所得锡精矿和中矿混合后进行悬振锥面选矿机试验，工艺全流程见图7。原料经筛分后，筛上产品进入磨矿，磨矿产品与筛下产品混合进入螺旋溜槽粗选，所得粗精矿与中矿混合后进入悬振锥面选矿机精选。试验条件：螺旋溜槽给料浓度35%、冲洗水量0.5 L/s、给矿量2.8 L/min，悬振锥面选矿机给矿浓度25%、分选面回旋振动频率30 Hz、分选面回旋转动频率16 Hz，试验结果见表3。

图7 浮选尾矿重选回收锡工艺流程Fig.7 Flowsheet of tin recovery from flotation tailings gravity separation

表3 全流程试验结果

由表3可知，全流程试验所得锡精矿SnO2品位为5.02%，回收率为46.23%，与原料比较，富集比达21.83，可作为富中矿产品进行销售。

3 结论

1)在螺旋溜槽预先脱泥后采用悬振锥面选矿机对SnO2品位0.17%的锡石浮选尾矿进行精选，可得到锡精矿品位为SnO25.02%、回收率为46.17%的较好指标，高于螺旋溜槽精选段指标，与原料比较，富集比达21.83，可作为富中矿产品外售。

2)螺旋溜槽初选最佳给矿浓度、冲洗水量和给矿量分别为35%、0.5 L/s和2.8 L/s，可得到SnO2品位1.88%、回收率32.40%的粗精矿；悬振锥面选矿机重选时的最佳矿浆浓度、振动频率和转动频率分别为25%、30 Hz和16 Hz，可得到SnO2品位5.02%、回收率46.23%的精矿产品。

3)推荐全流程作业：原料预先筛分，经磨矿后采用螺旋溜槽粗选，所得粗精矿与中矿作为混合矿进行悬振锥面选矿机选别。建议推荐工业试验指标：SnO2品位5%、SnO2回收率45%。