尼日利亚的锡矿资源主要集中于高原州 (Plateau State) 的乔斯 (Jos) 地区,矿床类型主要为砂锡矿 (Alluvial Cassiterite)。这类矿石的特点是矿物已从原生矿体中风化、剥蚀出来,并经过水流搬运和富集,因此通常不需要爆破和破碎,开采和选矿流程相对简单,但非常注重分级和重选环节。
其核心矿物是锡石 (Cassiterite, SnO₂),比重很大(6.4-7.1),与脉石(如石英,比重2.65)有明显的比重差,因此重力选矿是绝对主导的工艺方法。
第一阶段:采矿与原料准备 (Mining & Raw Material Preparation)
开采 (Mining):
通常使用水力开采法 (Hydraulic Mining) 或挖掘机/推土机进行露天开采。水力开采:用高压水枪冲刷矿体,形成矿浆,这是最常用且高效的方法,尤其适用于较松散的砂矿层。
筛分与洗矿 (Screening & Washing):
开采出的原矿(砂土、砾石、粘土和锡石的混合物)首先进入一个振动筛 (Vibrating Grizzly) 或回转筛 (Trommel Screen)。筛孔尺寸通常较大(如10-20mm),目的是去除大块的砾石和杂物。这些筛上物通常作为废料丢弃。同时,通过高压水喷淋,洗掉粘性泥土,解除对锡石颗粒的包裹,为后续分选创造条件。这一步至关重要,直接影响回收率。
第二阶段:分级与粗选 (Classification & Roughing)
分级 (Classification):
筛下后的矿浆流入一系列分级机 (Spiral Classifier) 或水力旋流器 (Hydrocyclone)。目的:按颗粒大小将矿砂分成不同的级别(如:+2mm, 2-0.5mm, 0.5-0.074mm, -0.074mm)。这是因为重选设备的效率与颗粒尺寸密切相关,分级选别可以大幅提高回收率。较粗的颗粒可能会返回再磨或单独处理。
粗选 - 重选核心环节 (Roughing - Core Gravity Concentration):
螺旋溜槽:处理中细粒级(如0.5-0.074mm),处理量大,运营成本低,但富集比相对较低,产出的是粗精矿。摇床:处理细粒级(如0.2-0.037mm),富集精度非常高,能同时产出最终精矿和中矿,但处理量较小。常用于螺旋溜槽精矿的再精选。分级后的各级别矿浆分别进入重选设备。尼日利亚广泛使用以下设备组合:跳汰机 (Jig Machine):用于处理较粗颗粒(通常>0.5mm)的级别。跳汰机利用脉动水流使矿物床层松散分层,重矿物(锡石)下沉成为精矿,轻矿物在上层被水流带走。这是高效率、高回收率的关键设备。
第三阶段:精选与净化 (Cleaning & Purification)
精选 (Cleaning):
从跳汰机、螺旋溜槽得到的粗精矿品位还不够高,需要进一步提纯。粗精矿通常会汇集起来,送入摇床 (Shaking Table) 进行多次精选。摇床精确的分离能力可以有效地将锡石与残留的 lighter 重矿物(如石榴子石、电气石、磁铁矿等)和轻矿物分开。根据精矿品位的要求,可能需要经过多台摇床串联或并联进行多次精选。
磁选 (Magnetic Separation):
经过摇床精选后的锡精矿中,常伴生有磁铁矿、钛铁矿等磁性矿物。为了提升锡精矿的品位和价格,会使用干式或湿式强磁选机 (High-Intensity Magnetic Separator)。磁选机将磁性矿物吸走,非磁性的锡石则作为最终精矿产出。这一步对提高产品纯度至关重要。
第四阶段:脱水与尾矿处理 (Dewatering & Tailings Disposal)
脱水 (Dewatering):
最终的精矿和中间产品都是矿浆状态,需要进行脱水。通常使用浓缩机 (Thickener) 初步浓缩,然后使用过滤机 (Filter Press) 或离心机 (Centrifuge) 得到含水量较低(通常<15%)的滤饼,便于运输和销售。
尾矿处理 (Tailings Disposal):
整个流程中产生的废水含有大量细泥和微细颗粒。废水会被引入尾矿库 (Tailings Pond) 或沉淀池 (Settling Pond),让固体颗粒自然沉降。澄清后的水会循环使用,以节约水资源,减少环境冲击。重要提示:尼日利亚的砂锡矿常伴生有铌铁矿、锆石、独居石等有价矿物,现代选厂会考虑从尾矿中进一步回收这些矿物,实现资源综合利用和提高经济效益。
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