文档介绍：第十一章 锡选矿年评
邓久帅文书明
昆明理工大学国土资源工程学院
概述
在自然界中,锡是一种重要的金属元素,元素符号是Sn,原子序数为50,位于元素周期表中的第五周期第ⅣA族。锡化学性质稳定,具有抗腐蚀、低毒和延展性好的特点。锡可呈现两种氧化态:一氧化锡和二氧化锡,二氧化锡(SnO2)是地壳上最稳定的化合物之一[1]。
锡具有许多优良的物理和化学特性,在很多领域具有广泛用途。早在青铜器时代,锡就用来与铜一起铸成合金,并被广泛应用于制造武器、塑造雕像以及制作***等。锡的熔点低,大约232℃,而当其与铅熔合时,熔点进一步降低,在183℃左右。锡铅合金大量运用于电子焊接及管道工程[2]。近几十年来,锡的应用几乎涵盖了战略性新兴产业领域,因此,锡矿是发展战略性新兴产业的重要矿产资源。近几年,全球锡资源储量锐减,各国都开始重视锡矿的开发利用,其战略价值愈来愈凸显[1]。
锡矿选别的主要方法是重选和浮选。多种重选设备已广泛应用于锡矿选矿,如摇床和螺旋溜槽等。近年来,针对复杂难处理锡矿石,新的重选设备不断出现。新型重选设备充分利用离心力和其它附加力,使锡矿选矿指标得到大幅度提升。但在重选选别过程中,粒度对选别效果有重要影响;对于嵌布粒度较粗的矿石,选别效果好,而对于细粒级矿石,选别难度增加[2]。
浮选的应用及选择性浮选捕收剂的开发使微细粒锡矿资源得到了高效回收。近年来,国内外研究学者对锡矿石的浮选进行了大量研究[3-5]。胂酸、油酸、烃基膦酸、异羟肟酸、琥珀酰***磷酸酯等选矿药剂被广泛应用于工业实践[6, 7]。
锡矿石往往伴生各种氧化铁矿物,用浮选和重选难以实现锡铁高效分离,因此在锡选矿流程中出现了磁选作业。对于细粒或微细粒锡矿石的加工还有电浮选、载体浮选、絮凝、液–液萃取等方法,但这些方法较少应用于生产[8-10]。
在世界范围内,锡选矿工艺技术在不断发展进步,包括传统工艺流程的优化,新型选矿设备和新药剂的研发等。例如,在Ecstall选矿厂,Bartles–Mozley选矿机被用在锡矿的预先富集作业,回收粒度下限已达到10μm。此外,Knelson、Kelsey和Falcon选矿机等,在锡选矿中发挥了重要作用[2]。
本次锡选矿年评综述了近年来国内外锡资源的简况以及锡选矿涉及的基础理论研究、工艺流程、选矿设备和选矿药剂等方面的研究现状及进展,概括了锡选矿目前面临的挑战及对策。
锡资源简况
锡矿石及锡矿床
锡石是最主要的含锡矿物,包括锡石–硫化物矿石和矽卡岩型锡矿石,这两种类型的矿石是锡工业的主要矿物资源。锡矿床具有多种类型,主要工业类型有矽卡岩型,斑岩型,锡石硅酸盐脉型,锡石硫化物脉型,石英脉及云英岩型、花岗岩风化壳型等。云南个旧和广西大厂是世界级的超大型锡多金属矿区;青海锡铁山是含锡铅锌矿区;四川冕宁县泸沽铁矿、内蒙古克什克腾旗黄岗铁锡矿、南岭地区铁锡矿是铁锡矿床;湖南柿竹园等矿区是大理岩型多金属含锡矿床[10]。
铁锡矿在我国有较大储量,铁锡矿中富含锡的接触交代型铁矿或亲铁系列锡矿。铁锡矿往往以大型–超大型矿床形式出现,锡石颗粒细,加之锡呈离子状态分布在磁铁矿等矿物晶格中的比例较高,致使锡与其它有价元素综合回收十分困难,因而可选性差[10]。
就世界范围内而言,目前开采的主要锡矿是原生锡和砂锡。原生锡的矿床类型主要有:1)含锡伟晶岩矿床,以中小型为主,锡品位偏低,但矿石易选,回收率高,主要分布在非洲、巴西、澳大利亚等地。世界锡产量中大约10%来自这类矿床。2)锡石–石英脉矿床,以中小型为主,少数大型,个别特大型。矿石品位高,回收率70%–80%,多数矿床可露天开采,主要分布于东南亚和欧洲。3)锡石–硫化物矿床,多为大中型,少数特大型。%–%,多为地下开采,选矿流程复杂,回收率低(一般30%–60%)。这类矿床主要分布在中国、玻利维亚和俄罗斯东北沿海地区。砂锡矿床,一般为中小型,也有大型和特大型。
%–%,多为露采,选矿流程简单,回收率一般为50%–95%,主要分布于东南亚、中南非洲、西澳大利亚等地[11]。
锡资源分布
世界锡资源及特点
世界锡矿的分布相对集中,主要在东南亚、南美中部、澳大利亚的塔斯马尼亚地区和前苏联远东地区,其次是欧洲西部和非洲中南部地区。锡矿资源丰富的国家主要有中国、印度尼西亚、秘鲁、巴西、马来西亚、玻利维亚、俄罗斯、泰国和澳大利亚等[11]。全世界锡金属资源约为490万吨,它分布在中国(%)、印度尼西亚(%)、巴西(%)、玻利维亚(%)、俄罗斯(%)、秘鲁(%)、马来西亚(%)、澳大利亚(%)、泰国(%)[