广西栗木有色金属公司老虎头铁矿尾矿中有价矿物的富集

广西栗木有色金属公司老虎头铁矿尾矿中有价矿物的富集

广西丽木有色金属公司的前虎头矿区已关闭。选定厂的尾矿约为550万吨。水库较高，因此存在安全维护和防止漏水和坍塌的问题。干旱季节,尾矿随风飞扬,影响周围环境及部分农作物,其附近住户也受其害。为此公司从70年代开始就注意这一问题,考虑综合利用的可能性,先后和中南工大、北京矿冶研究总院、长沙有色冶金计院、江西冶金研究所、新疆冶金研究所、广西冶金研究所等单位,共同展开了大量的研究工作,为尾矿的综合利用提供了可靠的依据。1脉石矿物铌铁矿栗木有色金属公司老虎头矿体属于钽铌铁矿—铌铁矿花岗岩矿床,其粗选后的尾矿中所含的矿物与原矿基本相同。主要矿物有:锡石、黝锡矿、胶态锡、铌锰矿、锰钽矿、钽铁矿、铌铁矿、钛钽铌矿、细晶石、富铪锆石、锆石、黑钨矿、白钨矿以及少量的金红石、独居石、磷钇矿、沥青铀矿等,主要脉石矿物为石英、云母、石榴石、电气石等。钽铌矿物以微细颗粒分布于石英和钠长石间,与黑色锡石、富铪锆石等密切共生,细晶石和钽铁矿多被石英包裹。其尾矿粒度组成列于表1,化学成分列于表2。2尾矿的磁选回收工艺由于尾矿粒度较细,一般重选和磁选较难有效回收其中的有价金属。生产上曾考察过细泥系统(摇床加离心机及皮带溜槽),钽铌的回收率4.34%,对原矿而言仅0.34%,可见细粒级回收有用矿物是相当困难的。因此必须选用高梯度磁选工艺,并结合浮选丢弃其大部分尾矿。所得的粗精矿品位低,不能作为最终产品,需再采用电炉或等离子体冶炼,使锡挥发并使钽铌和铁生成铁合金而变得富集,成为钽铌冶炼厂的的原料,最终尾矿则作为建材和玻璃工业的原料而加以利用。工艺过程如下图1。3主要部分的研究结果3.1mm旋转螺旋身份证确定采用溜槽代替摇床,对规格为Υ1200mm、Υ900mm、Υ600mm三种螺旋溜槽和Υ940mm的旋转螺旋溜槽,进行了富集有价矿物的研究。结果表明:Υ940mm旋转螺旋溜槽比上述三种螺旋溜槽的分选效果好。原矿(采自生产现场,-0.3mm)采用Υ250mm旋流器先脱泥,其底流采用一次粗选一次扫选,其操作技术参数和结果列于表3、表4。从表4可见Υ940mm旋转螺旋溜槽完全可以代替占地面积较大的摇床,可以丢弃80%～90%的尾矿。研究是采用生产上的原矿,但对尾矿来说,除了金属品位较低以外,粒度上差别不会太大。所以选用Υ940mm旋转螺旋溜槽是合理的。对于产出的精矿和尾矿的处理,由于粒度较粗,可以采用常规设备和成熟的精选流程,由摇床富集金属矿物,湿式磁选机分离钽铌和锡,产出钽铌精矿和锡精矿,尾矿并入-74μm系统。3.2高梯度磁选试验结果据现场考察和研究分析,-74μm粒级产率约占40%～50%,有价金属[Sn、WO3、(Ta+Nb)2O5]含量分布率也约占40%～50%左右,因此回收-74μm粒级和+74μm粒级选别后的尾矿是占很重要的地位。这部分研究所需的样品:老尾矿是在尾矿池没有水的较高部位采挖,粒度较粗,+74μm粒级产率为79.77%,钽铌金属分布率为80.88%;新尾矿是在生产现场Υ500旋流器溢流截取,粒度较细,+74μm粒级产率为8.58%,钽铌金属分布率为3.93%。研究所使用的高梯度磁选机的磁体是铠装螺线管,线围由9×2×2.5mm空心方紫铜管绕制,螺管空腔尺寸为Υ80×211mm,分选高度为228mm,分选腔内充填钢板网,选别时为间断操作。高梯度磁选对细泥是较好的选别方法,研究表明:老尾矿当原矿钽铌品位(以下均指(Ta+Nb)2O5含量)为0.00953%,磁场强度为8800T,矿浆浓度为20%,流速为22cm/s,所获得的精矿钽铌品位为0.51%,钽铌的金属回收率为39.07%,富集比为53.92,对于新尾矿,当原矿钽铌品位为0.0128%～0.0166%。磁场强度为8800T,矿浆浓度为20%,流速为17cm/s,所获得的精矿钽铌品位为1.21%,钽铌金属回收率为51.22%,富集比为98.4。上述结果列于表5、表6。在小型试验的基础上,重新设计了CLФ500ZM-1型高梯度磁选机,进行了多组选别和稳定试验。当磁场强度为8660T时,精矿产率为1.47%～2.11%,(Ta+Nb)2O5品位为0.315%～0.43%,(Ta+Nb)2O5回收率可达30%～48%,富集比为30～50倍,处理能力为8～10t/h。虽然有关指标没有达到小试验的水平,但作为新设备还是能适用于生产,然后在生产中不断改进和提高。3.3粗选、粗选试验及选优方法的确定为了保证钽铌金属有较高的回收率(40%～50%),粗精矿的品位应控制在0.5%左右,而进一步提高精矿的金属品位,选择浮选工艺是比较适合的。由于当时高梯度磁选在小试阶段,不可能提供足够量粗精矿样品,因此研究时截取了细泥系统离心机精矿为试料,绝大部分为-37μm粒级矿泥。在条件试验的基础上,进行了综合条件的粗选试验和粗精矿的精选试验。粗选试验按图2进行,精选试验按图3进行,试验结果列于表7。后用高梯度磁选精矿进行了探索验证,当使用苄基胂酸为捕收剂时,给矿品位(Ta+Nb)2O50.52%,其浮选精矿品位(Ta+Nb)2O58.2%,回收率为73.63%;当给矿品位(Ta+Nb)2O50.24%,其浮选精矿品位(Ta+Nb)2O53.22%,回收率为55.65%。从上述研究结果表明:浮选工艺是稳定的、可靠的。3.4锡矿的浮选工艺-74μm粒级矿泥经高梯度磁选分离钽铌矿物后,锡大部分保留在磁选尾矿中。由于量大,浮选前必须用离心机或其他设备抛丢2/3的尾矿,才将初步富集的粗精矿用浮选工艺分离锡矿物。从表7表明:混合甲基砷酸、苄基砷酸或浮锡灵—14等作捕收剂,都可从离心机粗精矿中分离出锡矿物,使锡精矿含锡品位达10%左右,就可作为烟化炉的原料。3.5利用电化学、等离子体系统的条件下生产的培养工艺流程+74μm粒级系统产出的钽铌精矿一般含(Ta+Nb)2O5达10%左右,-74μm粒级系统产出的钽铌精矿一般含(Ta+Nb)2O5可达2%～3%左右。钽铌品位达10%以上时可直接送钽铌冶炼厂。低者和-74μm系统的钽铌精矿一道用电炉或等离子体炉进一步富集后,产出的钽铌铁合金就可做为钽铌冶炼厂的原料。电炉和等离子体熔炼在小型试验基础上进行了工业性试验(电炉容量:400kVA,等离子体容量:1000kVA),其结果列于表8、表9。从表8、表9的结果表明:用冶炼的方法富集钽铌的效果非常明显,合金产品可直接供钽铌冶炼厂使用。如果-74μm系统最后产出的精矿钽铌品位<3%,冶炼的能耗增加会引起成本的增高,经济上是不合算。如最后给出的精矿品位达5%～8%时,可以不通过冶炼富集而直接送钽铌冶炼厂,由钽铌冶炼厂化学法富集工段处理。至于冶炼过程产出的炉渣,据有关工厂的经验,可供作水泥厂的原料。4最终废物的利用4.1利用尾矿生产包装华东工学院曾进行了制造玻璃的研究,认为可以作为浮法玻璃的原料。桂林玻璃厂用该尾矿生产包装及日用器皿。结果表明:玻璃产品透明度好,强度高,节约纯碱60%,配料成本下降15～25元/t。每年向桂林提供4000～5000t。4.2抗折强度与强力曾委托广东新兴县电排灌站灰砂车间进行扩大试验,样品经广州建材研究所鉴定:平均压强为10983MPa/cm2,抗折强度为3.726MPa/cm2,各项指标均超过粘土砖。只要公路交通方便,就可在当地建厂生产,运至城市销售。5尾矿综合回收技术的展望(1)钽铌尾矿是二次资源,应看是一笔潜在的财富,应开发利用。鉴于栗木有色金属公司采选停产,考虑综合回收尾矿中有价金属和最终尾矿的利用是一条较好的出路。且现存的尾矿采矿和磨矿都比较简单,能耗和管理都可使回选