高砷锡矿的脱砷问题,浮选加磁选联合工艺已经有成熟的解决方案。内蒙古某锡钨混合精矿含砷高达百分之三十一点一八,用浮选加磁选联合流程,锡精矿品位做到了百分之五十三点八三、回收率百分之九十八点九七,同时产出的砷精矿含砷百分之六十六点八四,砷回收率百分之九十九点零九。这个案例说明一件事,砷不是只能靠焙烧,选矿方法做对了,一样能把砷分得干干净净。
我跟你讲,高砷锡矿最坑人的地方不是砷难脱,是毒砂的密度和锡石太接近了。毒砂比重五点九到六点三,锡石六点八到七点一,重选的时候两者一起进精矿,你根本分不开。很多选厂重选出来的精矿含砷超标,不是操作问题,是设备选型就没把毒砂考虑进去。下面把这个项目怎么做的拆开讲。
高砷锡矿的砷几乎都以毒砂形态存在。毒砂的化学式是FeAsS,密度每立方厘米五点九到六点二克,跟锡石的密度差只有零点五到一点二。在摇床和跳汰机上,这两种矿物跑得差不多快,重选根本分不开。
更麻烦的是,毒砂还分两种。一种可浮性好,用黄药就能浮起来;另一种斜方砷铁矿,表面容易氧化生成砷酸铁薄膜,可浮性很差,浮选也不容易抓。内蒙那个项目里的砷矿物,毒砂和斜方砷铁矿的比例是一比四,大部分是难浮的那种,这才是真正的难点。

这个项目的设计思路是两条腿走路。
先上浮选。核心逻辑是抑锡钨、浮砷,把砷矿物活化之后浮出来,锡石和黑钨矿留在槽底。用的是硫酸做活化剂,清洗毒砂表面的氧化膜,异戊基黄药做捕收剂。
为什么要抑锡钨浮砷,而不是反过来?因为毒砂里有一部分可浮性太差,如果抑砷浮锡钨,砷跟着锡钨一起上浮,脱砷率只有百分之三十七点三九,根本不够用。反过来浮,砷精矿产率百分之三十八点三八,锡钨精矿里的砷降到百分之三点七五,脱砷率百分之八十二点三一。
但百分之三点七五还不够。冶炼厂对锡精矿的含砷要求通常是百分之零点三以下,差的还远。
接下来上磁选。锡石是非磁性的,黑钨矿有弱磁性。浮选产出的锡钨精矿再进强磁选,把黑钨矿和锡石分开。黑钨矿被磁场吸走,锡石留下,同时夹带的砷也跟着黑钨矿走了。
浮选负责脱砷,磁选负责锡钨分离顺便再带走残留的砷。两条腿各管一段,效果就出来了。
数据说话。内蒙那个项目用的是重选混合精矿,含锡百分之二十七点四七、三氧化钨百分之二点三九、砷百分之三十一点一八。
走完浮选脱砷和磁选锡钨分离联合流程之后的结果是这样的。锡精矿品位百分之五十三点八三,锡回收率百分之九十八点九七。钨精矿三氧化钨品位百分之六十三点九六,钨回收率百分之八十七点七。副产品砷精矿含砷百分之六十六点八四,砷回收率百分之九十九点零九。
三个指标同时达标,锡品位上去了,钨单独拿出来了,砷不仅脱掉了还变成了可销售的产品。这种杂质变产品的思路,比单纯把砷排到尾矿里环保多了。
浮选脱砷的关键在两个地方。
第一是活化。毒砂表面在重选和存放过程中会氧化,不处理的话黄药吸附不上去。硫酸就是干这个活的,清洗表面氧化膜,让毒砂恢复可浮性。硫酸用量要控制好,少了活化不彻底,多了矿浆pH太低影响锡石稳定性。
第二是捕收剂的选择。异戊基黄药比丁基黄药对斜方砷铁矿的捕收能力更强。内蒙项目对比过两种黄药,异戊基可以把锡钨精矿里的砷降到百分之零点九八,丁基只能降到百分之一点二一。差这零点二三个百分点,精矿可能就从超标变成合格了。
药剂制度大概是这样,粗选异戊基黄药二百八十克每吨、扫选一百克每吨,硫酸做活化剂,松醇油做起泡剂。浮选流程一次粗选、一次扫选,条件不算复杂。
磁选段用的是湿式强磁选机。工作场强一般在一点零到一点八特斯拉之间。
场强低于一点零特斯拉时,细粒毒砂和黑钨矿的磁力不够,捕收不干净。场强高于一点八特斯拉时,机械夹带严重,锡石容易被裹挟着吸走,锡回收率往下掉。内蒙项目在一点四特斯拉左右做的分离,这个数据可以参考。
给矿粒度也影响磁选效果。磁选脱砷的较佳粒度范围是零点一到一毫米。粒度过粗时,矿物在磁场中受力不足,粒度过细时,磁性颗粒和非磁性颗粒相互夹杂,分离选择性下降。
焙烧的脱砷率确实最高,百分之九十到九十八,但它贵。
焙烧脱砷需要焙烧炉、收尘系统、烟气处理,设备投资三百万到六百万,吨矿运行成本六十到一百元。浮选加磁选联合工艺,设备投资一百到一百七十万,包括浮选机、搅拌槽、磁选机,吨矿运行成本二十三到三十七元。投资差两到三倍,运行成本差一倍多。
浮选加磁选还有一个优势,砷变成了可销售的砷精矿,不是废渣。内蒙项目产出的砷精矿含砷百分之六十六点八四,可以卖给砷制品厂。焙烧出来的白砷虽然也能卖,但烟气处理系统投资大,环保监管也更严。
什么时候选组合工艺?砷含量中等,百分之零点五到三,硫砷矿物可浮性尚可、精矿批量不太大的情况,优先考虑浮选加磁选。砷含量特别高,超过百分之四,而且用选矿方法脱不干净的时候,才考虑浮选加焙烧两条腿走,浮选先脱到百分之一左右,焙烧再压到百分之零点二以下。
追问一,浮选脱砷之后精矿里的砷最低能做到多少?
取决于原矿砷含量和矿物组成。内蒙那个项目从百分之三十一点一八做到了百分之三点七五,浮选段,再配合磁选做到最终锡精矿砷含量低于百分之零点三。云南某矿用强磁选,从百分之一点二降到了百分之零点二八。
追问二,磁选会把细粒锡石带走吗?
会有一点,但可控。磁选的机械夹带是细粒锡石损失的主要原因。控制手段是调节场强和给矿浓度。场强越高夹带越严重,所以要在脱砷率和锡回收率之间找平衡。一般锡在磁选段的损失控制在百分之五以内是可以接受的。
追问三,没有强磁选机,光靠浮选能不能脱干净?
分情况。如果砷含量不高,而且毒砂可浮性好,光浮选能做到。但如果像内蒙那个项目一样砷含量超过百分之三十、而且三分之一是难浮的斜方砷铁矿,光靠浮选做不到百分之零点三以下。这时候需要磁选来兜底。

一句话记住,毒砂密度跟锡石太近重选分不开,先用硫酸活化加黄药把砷浮走,再用强磁选把残留的砷和黑钨矿一起带走,浮选加磁选两条腿走路,砷脱得干净、锡回收率还不掉。
拿不准你的矿该走哪条路线的,把精矿的砷含量、毒砂种类比例和可浮性数据发过来,帮你判断是光浮选就够,还是得上磁选搭配。