錫石浮選為什么需要脫泥？脫泥有哪些方法？

在錫石浮選工藝中，脫泥往往是決定成敗的關(guān)鍵前置環(huán)節(jié)。許多錫選廠在嘗試浮選回收細(xì)粒錫石時(shí)，都會(huì)遇到藥劑消耗大、泡沫發(fā)粘、精礦品位低、回收率不理想等問(wèn)題，其根源大多在于沒(méi)有做好脫泥。為什么看似簡(jiǎn)單的脫泥對(duì)錫石浮選如此重要？有哪些行之有效的脫泥方法？本文從錫石的礦物特性和浮選機(jī)理出發(fā)，系統(tǒng)解答這些問(wèn)題。

一、為什么錫石浮選離不開(kāi)脫泥

錫石浮選之所以需要脫泥，是由礦泥對(duì)浮選過(guò)程的負(fù)面影響決定的。這些影響體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

第一，礦泥會(huì)大量消耗浮選藥劑。礦泥的比表面積遠(yuǎn)大于粗粒礦物，這意味著它們會(huì)吸附大量的捕收劑、抑制劑和起泡劑。在含泥量高的礦漿中，為了達(dá)到同樣的浮選效果，藥劑用量可能需要增加數(shù)倍。這不僅推高了生產(chǎn)成本，過(guò)量的藥劑還會(huì)改變礦漿性質(zhì)，進(jìn)一步惡化浮選環(huán)境。

第二，礦泥會(huì)覆蓋錫石表面影響藥劑吸附。細(xì)泥顆粒帶有較強(qiáng)的表面電荷，容易吸附在錫石表面形成污染膜。這層污染膜阻斷了捕收劑與錫石表面的接觸，使錫石的可浮性大幅下降。即使增加了藥劑用量，也難以恢復(fù)錫石的天然可浮性。

第三，礦泥會(huì)惡化泡沫質(zhì)量。浮選泡沫需要有一定的穩(wěn)定性和選擇性。礦泥進(jìn)入泡沫后，會(huì)使泡沫變得過(guò)于穩(wěn)定、發(fā)粘，不易消泡。這種粘性泡沫容易夾帶脈石礦物進(jìn)入精礦，降低精礦品位。同時(shí)，過(guò)粘的泡沫在精選作業(yè)中難以有效清洗，雜質(zhì)脫除困難。

第四，礦泥會(huì)干擾礦漿的流變性。高含泥量使礦漿粘度升高，氣泡在礦漿中的分散和上升受到阻礙，礦粒與氣泡的碰撞概率降低。浮選機(jī)的充氣效率下降，浮選速度變慢，處理能力降低。

正是由于這些負(fù)面影響，錫石浮選對(duì)給料中的含泥量有嚴(yán)格的要求。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)浮選給料中-0.019mm粒級(jí)含量超過(guò)10%時(shí)，浮選指標(biāo)開(kāi)始明顯下降；超過(guò)20%時(shí)，浮選作業(yè)難以正常進(jìn)行。因此，脫泥不是可選環(huán)節(jié)，而是必須做好的前置工序。

二、脫泥粒度的確定

脫泥粒度是指將多細(xì)的顆粒作為礦泥分離出去的界限。這個(gè)粒度的確定需要在金屬回收率和浮選效果之間權(quán)衡。

脫泥粒度過(guò)粗，會(huì)將部分錫石單體或連生體當(dāng)作礦泥分離出去，造成錫的損失。脫泥粒度過(guò)細(xì)，部分有害礦泥仍留在給料中，浮選指標(biāo)難以改善。確定合理的脫泥粒度需要考慮以下因素。

錫石的嵌布粒度是首要考量。如果錫石主要分布在0.037毫米以上，脫泥粒度可以設(shè)置在0.019至0.025毫米。如果錫石有相當(dāng)部分分布在0.019至0.037毫米之間，脫泥粒度應(yīng)適當(dāng)放寬到0.010至0.015毫米，或者將脫泥產(chǎn)品單獨(dú)處理回收錫石。

浮選設(shè)備對(duì)細(xì)泥的容忍度也影響脫泥粒度的確定。機(jī)械攪拌式浮選機(jī)對(duì)細(xì)泥的容忍度高于浮選柱，如果采用浮選柱，需要更嚴(yán)格的脫泥。

脫泥產(chǎn)品中錫石的可回收性是最后一項(xiàng)考量。如果脫泥產(chǎn)品中的細(xì)粒錫石可以通過(guò)離心機(jī)或其他方法有效回收，脫泥粒度可以設(shè)置得細(xì)一些，先保證浮選作業(yè)的良好環(huán)境，再將含錫細(xì)泥單獨(dú)處理。

在實(shí)際生產(chǎn)中，錫石浮選的脫泥粒度通常控制在0.010至0.037毫米之間。具體數(shù)值需要通過(guò)脫泥分級(jí)試驗(yàn)和浮選對(duì)照試驗(yàn)確定。

三、脫泥方法的分類與選擇

脫泥方法主要分為三類：水力分級(jí)脫泥、篩分脫泥和機(jī)械脫泥。每種方法都有其適用條件。

下表匯總了各類脫泥方法的對(duì)比。

四、水力分級(jí)脫泥方法

水力分級(jí)是利用礦粒在介質(zhì)中沉降速度差異進(jìn)行分離的方法，是錫石浮選脫泥最常用的技術(shù)路線。

水力旋流器是脫泥作業(yè)的核心設(shè)備。礦漿以切線方向進(jìn)入旋流器圓柱段，在內(nèi)部形成高速旋轉(zhuǎn)的渦流。粗顆粒受離心力作用甩向器壁并從沉砂嘴排出，細(xì)顆粒向中心軸聚集并從溢流管排出。通過(guò)調(diào)整旋流器的直徑、給料壓力、沉砂嘴直徑和溢流管插入深度，可以控制脫泥粒度。給料壓力越高，分離粒度越細(xì)；沉砂嘴直徑越小，底流濃度越高，脫泥效率也受到一定影響。

旋流器脫泥的優(yōu)點(diǎn)是處理量大、占地面積小、設(shè)備簡(jiǎn)單。一臺(tái)直徑150毫米的旋流器每小時(shí)可處理15至30立方米礦漿。缺點(diǎn)是脫泥效率受給料濃度和壓力波動(dòng)影響較大，需要穩(wěn)定的給料條件。

脫泥斗是一種簡(jiǎn)單的重力分級(jí)設(shè)備，呈倒圓錐形。礦漿從上部中心給入，在錐體內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)，粗顆粒沉降到底部從底流口排出，細(xì)泥隨溢流從上部周邊溢出。脫泥斗結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、操作方便，適合處理量較小的場(chǎng)合。但脫泥斗的分離粒度較粗，分級(jí)效率低于旋流器。

螺旋分級(jí)機(jī)也可用于脫泥，適合處理量較大、脫泥粒度界限較粗的場(chǎng)合。其優(yōu)勢(shì)是運(yùn)行穩(wěn)定、返砂濃度高，但脫泥效率較低，細(xì)泥容易混入沉砂。

五、篩分脫泥方法

篩分脫泥是利用篩孔將礦泥與粗粒物料分離的方法。與水力分級(jí)不同，篩分是基于幾何尺寸的嚴(yán)格分離，不受礦物密度的影響。這一特性使得篩分脫泥對(duì)錫石的損失更小，因?yàn)殄a石密度大、粒度偏細(xì)時(shí)也不會(huì)因沉降速度慢而被誤入脫泥產(chǎn)品。

高頻振動(dòng)細(xì)篩是篩分脫泥的主要設(shè)備。其振頻高、振幅小，在篩面上形成流態(tài)化薄層，細(xì)粒物料快速透篩。聚氨酯篩網(wǎng)耐磨性好，篩孔不易堵塞。篩孔尺寸通常設(shè)置為0.045至0.075毫米，可根據(jù)脫泥粒度要求選擇。

高頻細(xì)篩脫泥的優(yōu)勢(shì)是分級(jí)精度高，篩下產(chǎn)品中粗粒含量少，篩上產(chǎn)品中細(xì)泥含量低。對(duì)于錫石浮選，這意味著脫泥產(chǎn)品中的錫損失較小。缺點(diǎn)是不銹鋼篩網(wǎng)易堵塞，需要定期清洗或更換。

擊打式弧形篩是另一種篩分脫泥設(shè)備，適用于高濃度礦漿的脫泥。礦漿沿切線方向給入弧形篩面，在離心力作用下快速脫水脫泥。擊打裝置定期敲擊篩框，防止篩孔堵塞。

六、機(jī)械擦洗輔助脫泥

對(duì)于含粘土質(zhì)較高的錫礦石，礦泥與粗顆粒表面粘結(jié)緊密，單純的水力分級(jí)或篩分難以將礦泥有效剝離。此時(shí)需要在脫泥前增加機(jī)械擦洗環(huán)節(jié)，通過(guò)機(jī)械力將礦泥從粗顆粒表面分散開(kāi)來(lái)。

擦洗機(jī)是常用的機(jī)械擦洗設(shè)備。槽式擦洗機(jī)內(nèi)裝有高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，物料在槽內(nèi)受到強(qiáng)烈的攪拌和擦洗，礦泥被剝離并懸浮于水中。圓筒擦洗機(jī)通過(guò)筒體的旋轉(zhuǎn)使物料在筒內(nèi)翻滾摩擦，同樣具有良好的分散效果。

經(jīng)過(guò)擦洗處理的物料再進(jìn)入水力分級(jí)或篩分脫泥，脫泥效率可顯著提高。擦洗工序需要消耗一定的能量，但可以降低后續(xù)浮選的藥劑消耗，總體上是經(jīng)濟(jì)有效的。

七、脫泥與細(xì)泥中錫石回收的配合

脫泥作業(yè)產(chǎn)生的細(xì)泥產(chǎn)品往往含有相當(dāng)數(shù)量的細(xì)粒錫石，直接拋尾會(huì)損失大量金屬。因此，脫泥工藝的設(shè)計(jì)必須與細(xì)泥中錫石的回收方案統(tǒng)籌考慮。

常見(jiàn)的技術(shù)路線有以下幾種。

第一種是直接拋尾。當(dāng)脫泥產(chǎn)品中錫品位極低，低于0.1%時(shí)，且細(xì)泥產(chǎn)率不大，可以直接排入尾礦庫(kù)。這種情況適用于錫石嵌布粒度較粗、細(xì)泥中錫含量低的礦石。

第二種是離心機(jī)回收。脫泥產(chǎn)品進(jìn)入離心選礦機(jī)，在強(qiáng)化重力場(chǎng)中回收細(xì)粒錫石。離心機(jī)對(duì)0.010至0.037毫米的細(xì)粒錫石有較好的回收效果，可獲得30%至50%的回收率。離心機(jī)精礦可返回浮選系統(tǒng)或單獨(dú)處理。

第三種是單獨(dú)浮選。當(dāng)脫泥產(chǎn)品中錫品位較高時(shí)，可以設(shè)置獨(dú)立的細(xì)泥浮選系統(tǒng)。由于脫泥產(chǎn)品中礦泥含量已經(jīng)很高，浮選時(shí)需要采用特殊的藥劑制度，如增加抑制劑用量、采用分段加藥等。

第四種是聯(lián)合回收。采用離心機(jī)預(yù)富集加浮選精選的聯(lián)合工藝，先用離心機(jī)降低細(xì)泥量，再用浮選提高品位。

下表匯總了不同細(xì)泥處理方案的適用條件。

八、脫泥工藝的典型配置

根據(jù)礦石特性和選廠規(guī)模，脫泥工藝可以設(shè)計(jì)成不同的配置形式。

小型選廠的典型配置為：原礦經(jīng)磨礦后進(jìn)入脫泥斗或小直徑旋流器脫泥，脫泥沉砂進(jìn)入浮選系統(tǒng)，脫泥溢流進(jìn)入沉淀池或尾礦庫(kù)。這種配置簡(jiǎn)單、投資低。

中型選廠的典型配置為：磨礦產(chǎn)品經(jīng)旋流器分級(jí)，溢流進(jìn)入濃密機(jī)脫水濃縮，濃密機(jī)底流調(diào)漿后進(jìn)入浮選系統(tǒng)。濃密機(jī)溢流作為循環(huán)水回用。這種配置可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫泥和脫水兩個(gè)目的。

大型選廠的典型配置為：磨礦產(chǎn)品經(jīng)一次旋流器脫泥，沉砂進(jìn)入浮選系統(tǒng)，溢流進(jìn)入二次旋流器再次脫泥。二次旋流器的沉砂細(xì)但含錫較高，進(jìn)入離心機(jī)回收錫石；二次旋流器的溢流為最終礦泥進(jìn)入尾礦庫(kù)。這種配置脫泥徹底，且對(duì)細(xì)泥中的錫石進(jìn)行了回收。

對(duì)于含粘土質(zhì)高的難處理礦石，在脫泥前還需要增加擦洗工序。典型流程為：磨礦產(chǎn)品進(jìn)入擦洗機(jī)擦洗，擦洗后礦漿進(jìn)入旋流器脫泥，沉砂進(jìn)入浮選系統(tǒng)，溢流進(jìn)入濃密機(jī)。擦洗工序可以有效剝離粗顆粒表面的粘土膜，提高脫泥和后續(xù)浮選的效果。

九、脫泥效果的評(píng)估指標(biāo)

評(píng)估脫泥效果通常采用以下幾個(gè)指標(biāo)。

脫泥效率是指脫泥作業(yè)中實(shí)際分離出的礦泥量與給料中應(yīng)分離出的礦泥量之比。脫泥效率越高，說(shuō)明脫泥作業(yè)越徹底。旋流器脫泥的效率通常在50%至70%之間，高頻細(xì)篩的脫泥效率可達(dá)70%至85%。

錫在脫泥產(chǎn)品中的損失率是衡量脫泥合理性的重要指標(biāo)。如果脫泥產(chǎn)品中錫損失率超過(guò)5%，說(shuō)明脫泥粒度設(shè)置過(guò)粗或脫泥設(shè)備選型不當(dāng)。此時(shí)需要調(diào)整脫泥參數(shù)或增設(shè)細(xì)泥回收系統(tǒng)。

浮選給料中的含泥量是最直接的衡量指標(biāo)。脫泥后浮選給料中-0.019mm粒級(jí)的含量應(yīng)控制在10%以下，最好低于5%。如果達(dá)到這一要求，脫泥作業(yè)就是合格的。

脫泥是錫石浮選工藝中不可或缺的預(yù)處理環(huán)節(jié)。礦泥對(duì)浮選的負(fù)面影響是多方面的，從藥劑消耗到泡沫質(zhì)量，從錫石可浮性到精礦品位，無(wú)不受其制約。合理的脫泥工藝需要根據(jù)礦石性質(zhì)確定脫泥粒度，選擇合適的脫泥設(shè)備，并與細(xì)泥中錫石的回收方案統(tǒng)籌考慮。水力旋流器是脫泥的主流設(shè)備，高頻細(xì)篩在精度要求高的場(chǎng)合具有優(yōu)勢(shì)，擦洗機(jī)是處理粘土質(zhì)礦石的必要輔助。做好脫泥，錫石浮選才能真正發(fā)揮其回收細(xì)粒錫石的能力。