锡矿选矿中氧化矿与硫化矿的区分及处理工艺

锡矿选矿中经常遇到一个实际问题：同一座矿山不同采区的矿石性质差异很大，有的选起来顺手，回收率轻松上85%；有的怎么调参数都收不回来，尾矿品位居高不下。抛开嵌布粒度等地质因素，一个关键差别往往是矿石的氧化程度。

氧化矿和硫化矿，表面性质不同、伴生组分不同、可选性不同，处理工艺自然也不同。本文从区分方法入手，分别说明两类矿石的选矿工艺特点，重点讲清楚过渡带矿石的处理策略。

一、氧化矿与硫化矿的区分方法

锡矿床中的锡主要以锡石形式存在，锡石本身是氧化矿物，化学性质稳定。所谓氧化矿和硫化矿的区别，不是针对锡石，而是针对矿石中伴生的硫化物矿物——主要是黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿等。

硫化矿是指矿石中硫化物矿物含量高、基本未受风化氧化的矿石。氧化矿是指原生硫化物经过长期风化，已经被氧化成褐铁矿、赤铁矿等氧化铁矿物。介于两者之间的称为混合矿或过渡带矿石。

区分方法主要有以下三种。

1.1 视觉判断

这是现场最直接的方法。新鲜断面呈银灰色或黄铜色，含有可见的黄铁矿颗粒，说明矿样是硫化矿。矿石呈黄褐色、红褐色，可见褐铁矿染色的斑块，结构疏松，说明氧化程度较高。矿石表面有黑色或暗绿色的铜锈，可能含有氧化的铜矿物。

视觉判断的准确度依赖经验，只能作为初步参考。

1.2 化学分析

更可靠的区分方法是分析矿石中的硫含量和氧化率。

硫化矿的全硫含量通常在2%到15%之间，硫主要以硫化物形式存在。氧化矿的全硫含量一般低于1%，硫主要以硫酸盐形式存在。过渡带矿石的全硫含量在1%到3%之间。

氧化率的计算公式为：氧化率等于硫酸盐中的硫含量除以全硫含量。氧化率低于30%的属于硫化矿，30%到70%属于混合矿，高于70%属于氧化矿。

1.3 物相分析

对于需要精确区分的情况，可以委托实验室做锡的物相分析。分析锡在锡石、硅酸盐、硫化物等不同相态中的分布。氧化矿中锡以锡石为主，硫化矿中可能含有少量硫化锡或锡的硫盐矿物，这部分锡在重选中难以回收。

二、硫化矿的处理工艺

硫化矿的主要特点是含有大量硫化物，这些硫化物密度较高，会与锡石一起进入重选精矿，降低精矿品位。同时，硫化物在冶炼过程中会产生二氧化硫，增加环保处理负担。

2.1 浮选脱硫先行

硫化矿的标准工艺是“先浮硫、后重选锡”。在磨矿后首先进行浮选，将黄铁矿、毒砂等硫化物浮出，得到硫精矿或直接丢弃。脱硫后的尾矿再去重选回收锡石。

浮选脱硫的药剂制度较为成熟。用黄药类做捕收剂，松醇油做起泡剂，在弱酸性或中性矿浆中浮选。pH值控制在6.0到7.0之间。硫酸铜可做活化剂，增强毒砂的可浮性。

浮选时间根据硫化物含量决定，通常粗选5到8分钟，扫选3到5分钟。脱硫浮选的目的是将硫含量降到0.5%以下，以满足锡精矿的冶炼要求。

2.2 重选回收锡石

脱硫后的矿浆进入重选流程。由于硫化物已被去除，重选环境更加清洁，床面分带清晰。流程可以采用跳汰粗选加摇床精选的标准配置。

注意脱硫浮选后的矿浆中残留有浮选药剂，这些药剂可能会干扰重选。主要表现为矿浆发粘、摇床床面水流不均匀。解决方法是增加一次脱药搅拌，或者用活性炭吸附残余药剂。

2.3 尾矿处理

硫化矿的尾矿中含有硫化物，如果直接排入尾矿库，硫化物在空气中氧化产酸，可能造成酸性废水。建议在尾矿进入尾矿库前加入石灰中和，或者采用干式堆存减少氧化。

三、氧化矿的处理工艺

氧化矿的特点是硫化物已经风化变成褐铁矿，矿石结构疏松、含泥量高。褐铁矿的密度在每立方厘米3.5到4.0克之间，比石英高但比锡石低，在重选中会对锡石分选造成一定干扰。

3.1 脱泥是关键

氧化矿含泥量高，泥质矿物在重选中会包裹锡石颗粒，降低沉降速度，影响分选效果。因此氧化矿工艺的第一步就是脱泥。

脱泥通常在磨矿后进行。用旋流器或水力分级机脱除-0.019mm的细泥。脱泥的浓度控制在15%到20%，溢流含泥量可达到85%以上，直接丢弃。锡石在溢流中的损失率需要控制，如果脱泥溢流中锡品位较高，可以增加一台离心机回收。

3.2 重选设备的调整

氧化矿中的褐铁矿和锡石密度差异较小，常规摇床的分选效果可能下降。可以采取两个措施：一是将摇床的坡度调缓0.2到0.5度，增加物料在床面上的停留时间；二是减少冲洗水量，避免细粒锡石被冲走。

离心机对氧化矿的适应性比摇床更好。因为离心机产生的离心力场可以有效放大锡石和褐铁矿之间的密度差。+0.037mm粒级用摇床，-0.037mm粒级用离心机，是一个合理的分工。

3.3 精矿除铁

氧化矿选出的锡精矿往往含铁较高，呈现红褐色。这些铁主要以褐铁矿细粒形式存在，机械夹杂在精矿中。可以用弱磁选去除强磁性的磁铁矿，但褐铁矿的磁性较弱，需要用高梯度磁选机。

对于小规模选厂，焙烧是更简单的除铁方法。将锡精矿在600到700℃焙烧，褐铁矿脱水变成赤铁矿，然后用磁选分离。但焙烧会增加能耗和投资，需要算经济账。

四、混合矿的处理策略

混合矿是最难处理的类型。矿石中既含有硫化矿残留物，又含有氧化产物。浮选脱硫时，氧化铁矿物会消耗药剂、增加矿浆粘度；重选锡石时，硫化物又会影响床面分带。

处理混合矿通常采用以下策略。

4.1 阶段磨矿阶段选别

混合矿中不同矿物的硬度差异很大。硫化物硬度低、易磨；氧化铁硬度中等；石英硬度高。同时磨矿会造成磨矿粒度不均匀。

采用阶段磨矿可以缓解这个问题。第一段磨矿到-0.5mm，先进行跳汰重选，回收已解离的粗粒锡石。跳汰尾矿再磨到-0.2mm，进行浮选脱硫，脱硫后再细磨重选。

4.2 浮选脱硫前的预处理

混合矿在浮选脱硫前，需要先脱除部分氧化矿泥。因为矿泥会消耗大量浮选药剂、覆盖硫化物表面、降低浮选效果。用旋流器脱除-0.010mm的矿泥后再浮选脱硫，药剂消耗可降低20%到30%。

4.3 工艺流程的选择

混合矿不宜采用“先浮后重”或“先重后浮”的单一顺序，因为无论哪种顺序都会有问题。推荐采用“重浮重”三段流程：第一段重选回收粗粒锡石，降低重选作业的给矿品位；浮选脱硫去除干扰矿物；第二段重选细粒锡石。

五、两类矿石的工艺对比

六、快速识别与工艺决策指南

现场遇到拿不准的矿石，可以按以下步骤快速决策。

第一步，取代表性矿样。用肉眼和放大镜观察，寻找黄铁矿颗粒和褐铁矿染色。黄铁矿明显时优先考虑硫化矿工艺。褐铁矿染色明显时优先考虑氧化矿工艺。两者都有时按混合矿处理。

第二步，做简易浮选试验。取200克矿样磨矿后，用小浮选机做一组脱硫浮选。泡沫产品颜色深、产率大，说明硫化物含量高；泡沫产品颜色浅、产率小，说明氧化程度高。

第三步，根据试验结果选择工艺。硫化物含量超过5%必须脱硫，否则精矿硫超标。氧化铁含量超过10%必须脱泥，否则重选效率低。

锡矿选矿中氧化矿与硫化矿的区分，不是学术讨论，而是工艺决策的前提。 用错了工艺，回收率至少低10个百分点，药剂成本翻倍。建议在每个采区开采前取代表性矿样，做硫含量分析和浮选试验，确定矿石性质后再设计或调整工艺。处理混合矿时，宁可增加流程复杂度，也不要试图用一种工艺应对两种性质的矿石。