選礦尾礦中的石榴子石可選性試驗研究

王全亮，吳明海，周虎強，趙建湘，陳樹錦

（1.湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100；2.中南大學資源加工與生物工程學院，湖南長沙 410083；3.西部礦業控股子公司鑫源礦業有限責任公司，四川成都 610072；4.廣東廣業云硫礦業有限公司，廣東云浮 527343）

選礦尾礦中的石榴子石可選性試驗研究

王全亮1，2，吳明海3，周虎強1，趙建湘1，陳樹錦4

（1.湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100；2.中南大學資源加工與生物工程學院，湖南長沙 410083；3.西部礦業控股子公司鑫源礦業有限責任公司，四川成都 610072；4.廣東廣業云硫礦業有限公司，廣東云浮 527343）

根據礦物性質的差異，對某選礦尾礦中的石榴子石進行了可選性試驗研究。結果表明：采用重選、磁選、重選－磁選流程均能獲得含量大于90%的石榴子石精礦。

選礦尾礦；石榴子石；工藝流程

在自然界中廣泛分布石榴子石礦物，石榴子石屬于等軸晶系的一族島狀結構硅酸鹽礦物。它的化學通式為：A3B2［SiO4］3，化學式中A代表二價陽離子，主要有鎂、鐵、錳和鈣等；B代表三價陽離子，主要有鋁、鐵、鉻、鈦等。B組陽離子間因半徑相似而常有類質同象代替，A組陽離子因Ca2＋的半徑較大，難以被Mg2＋、Fe2＋、Mn2＋等所代替。因此，石榴子石按成分特征，通常分為鋁系和鈣系兩個系列六個品種，即：（1）鋁系石榴子石，包括鎂鋁榴石、鐵鋁榴石、錳鋁榴石；（2）鈣系石榴子石，包括鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、鈣鉻榴石。石榴子石晶體形態特征明顯，多呈菱形十二面體、四角三八面體或二者的聚形集合體呈粒狀。石榴子石用途廣泛，利用其硬度大，磨削能力強的特點，可以作為磨料礦物使用，利用石榴子石的顆?，F狀等自然性能特點，可以在過濾領域、水力切割、建筑、道路、涂料、高分子材料填料等方面使用。石榴子石要達到一定的純度才能更好的應用，本文主要對某選鎢尾礦中回收石榴子石進行了研究。

1 試樣工藝礦物學研究

1.1 試樣化學多元素分析

本次回收石榴子石的原料為某選鎢后的尾礦，其化學多元素分析結果列于表1。從表1分析數據可知，試樣中主要化學成分為SiO2、CaO、TFe、Al2O3。

表1 試驗樣品化學多元素分析結果 %

1.2 試樣的礦物組成及相對含量

試樣中礦物組成及相對含量列于表2。從表2分析數據可知，試樣中礦物組成主要由石英、石榴子石等構成，其它礦物含量低。

表2 礦物組成及其相對含量 %

1.3 石榴子石的粒級分布

為查明尾礦中石榴子石的粒級分布，對尾礦進行了篩水析，并分析了石榴子石的含量，石榴子石粒級分布測定結果見表3。

表3 石榴子石粒級分布測定結果

1.4 嵌布特性

經X衍射分析及鏡下觀察，試樣中石榴子石主要為鈣鐵石榴子石，少量鈣鋁石榴子石，試樣中的石榴子石大部分已單體解離，連生體主要為石榴子石與石英共生；石英是在試樣中大量存在的含硅礦物，呈不規則粒狀、細粒狀。大部分呈單體存在，少部分與石榴子石連生。

2 石榴子石回收試驗

2.1 工藝流程的確定

石榴子石的回收工藝隨其產出特征和礦石類型不同而有所不同。試樣中石榴子石主要為鈣鐵石榴子石，少量鈣鋁石榴子石，石英是在試樣中大量存在的含硅礦物。根據石榴子石與石英的表面性質的差異，如鈣鐵石榴子石的零電點分別為5.4左右，而石英的零電點為2.0左右，可以通過浮選工藝實現石榴子石的回收。根據石榴子石與石英的比重及比磁化系數的差異，如石榴子石的比重為3.32～4.19 g／cm3，石英的比重為2.65 g／cm3，可以通過重選、磁選工藝實現石榴子石的回收?？紤]到該選礦尾礦試樣的性質，采用浮選工藝其流程復雜，成本較高，故本研究只考慮采用重選、磁選工藝實現石榴子石的回收。

2.2 重選工藝回收石榴子石

試樣經過螺旋溜槽預先脫尾后，再用搖床回收石榴子石。采用重選工藝回收尾礦中石榴子石的工藝流程如圖1所示，試驗結果見表4。

圖1 重選回收石榴子石工藝流程圖

表4 重選回收石榴子石試驗結果 %

2.3 磁選工藝回收石榴子石

由于石榴子石是弱磁性礦物，它的比磁化系數與石英等脈石有差異，故采用強磁選方法可以將它與石英等脈石礦物分離。尾礦中采用磁選工藝回收石榴子石的工藝流程如圖2所示。

圖2 磁選回收石榴子石工藝流程圖

控制磁選濃度為20%，不同磁場強度試驗結果如圖3所示。磁場強度試驗結果表明，隨著磁場強度的增加，石榴子石的含量逐步降低，石榴子石回收率不斷增加。綜合考慮品位及回收率，適宜的磁場強度為95.5×104A／m。

控制磁場強度為95.5×104A／m，不同濃度試驗結果如圖4所示。濃度試驗結果表明，隨著濃度的增加石榴子石的含量逐步降低，石榴子石回收率不斷增加。綜合考慮品位及回收率，適宜的磁選濃度為15%～20%。

控制磁選濃度為17%，磁場強度為95.5×104A／m，采用磁選工藝回收尾礦中石榴子石的工藝流程如圖2所示，試驗結果見表5。

圖3 不同磁場強度回收石榴子石試驗結果

圖4 不同磁選濃度回收石榴子石試驗結果

表5 磁選回收石榴子石試驗結果 %

2.4 重選－磁選聯合工藝回收石榴子石

試樣經過螺旋溜槽預先脫尾后，再用磁選回收石榴子石。采用重選－磁選聯合工藝回收尾礦中石榴子石的工藝流程如圖5所示，試驗結果見表6。從表4、表5、表6可知，重選－磁選聯合工藝獲得的石榴子石精礦的品位及回收率稍好于單一的重選、磁選流程。

圖5 重選－磁選聯合回收石榴子石工藝流程圖

表6 重選－磁選聯合回收石榴子石試驗結果 %

2.5 石榴子石產品質量分析

對石榴子石的應用及銷售而言，產品質量高的要求是純度高、有良好的粒度及粒度分布，而常常是物理特性比化學純度更重要，石榴子石的主要物理性質包括無毒性、惰性、硬度和比重。

石榴子石精礦的化學多元素分析結果列于表7，石榴子石精礦物理性能測定結果列于表8。從表7、表8可知：采用重選、磁選、重選－磁選聯合流程所得石榴子石精礦均能滿足作為燒制道路水泥原料的要求。

表7 石榴子石精礦化學多元素分析結果%

表8 石榴子石精礦物理性能測定結果

3 結 語

1.某鎢選礦尾礦主要由SiO2、CaO、TFe、Al2O3等組成，主要礦物為石榴子石、石英等，有回收價值的礦物主要為石榴子石。

2.根據尾礦物質成分研究結果采用重選、磁選、重選－磁選聯合流程回收石榴子石的試驗流程，可使尾礦中的石榴子石得到較好的回收，重選－磁選聯合工藝獲得的石榴子石精礦的品位及回收率稍好于單一的重選、磁選流程。

［1］ 汪鏡亮.石榴子石應用概述［J］.礦產綜合利用，1993，（4）：15－23.

［2］ 徐向明.石榴子石的應用研究及選礦工藝［J］.礦產綜合利用，1992，（1）：27－32.

［3］ 詹健，王毓華，李崇德.從永平銅礦浮選尾礦中回收石榴子石的研究［J］.有色金屬（選礦部分），2003，（2）：9－11.

［4］ 孫傳堯，印萬忠.硅酸鹽礦物浮選原理［M］.北京：科學出版社，2001.

The Beneficability Research of Garnet from Tailings

WANGQuan-liang1，2，WUMing-hai3，ZHOU Hu-qiang1，ZHAO Jian-xiang1，CHEN Shu-jing4
（1.Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China；2.School of Minerals Processing and Bioengineering，Central South University，Changsha 410083，China；3.Westeren Mining Corporation Subsidiary Xinyuan Mining Co.，Ltd.，Chengdu 610072，China；4.Guangdong Guangye Yunliu Mining Indusrty Co.，Ltd.，Yunfu 527343，China）

According to the difference of differentmineral property，an investigation wasmade of the garnet separability from a tailing.The results show that the content ofmore than 90%of the garnet concentrate can be obtained by gravity separation，magnetic separation and gravity separation－magnetic separation flowsheet from a tailing.

tailings；garnet；flowsheet

TD926.4＋2

：A

：1003－5540（2014）04－0013－03

2014－04－17

湖南有色研究基金資助項目（YSZN2013CX04）

王全亮（1974－），男，高級工程師，主要從事固體廢棄物資源綜合利用與選礦工藝研究工作。