某鎢尾礦綜合回收低品位螢石浮選試驗(yàn)研究

房朝軍， 馮其明， 歐樂明， 肖駿

（中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，長(zhǎng)沙410083）

0 引 言

螢石（CaF2）不溶于水，可溶于強(qiáng)酸，與強(qiáng)堿稍起反應(yīng)，具有熱發(fā)光性，是一種被廣泛應(yīng)用的重要非金屬礦物[1].已探明螢石資源分布在全球40多個(gè)國(guó)家，環(huán)太平洋成礦帶儲(chǔ)量最多，約占全球一半以上[2].我國(guó)螢石資源豐富，占世界三分之二以上，但貧礦多、富礦少，含有大量伴生型螢石礦，不易開采利用[3].伴生型螢石礦中礦物組成復(fù)雜，品位一般較低[4].因此，綜合回收我國(guó)伴生型螢石礦床中的螢石資源具有重要意義.

廣州某多金屬礦，鎢尾礦中螢石含量8.12%，屬低品位螢石礦，針對(duì)該礦性質(zhì)，進(jìn)行了系列浮選試驗(yàn)研究，以期提高我國(guó)伴生螢石礦的綜合利用水平，同時(shí)為低品位螢石浮選實(shí)踐提供參考.

1 礦石性質(zhì)

1.1 原礦的礦石組成

對(duì)廣東某鎢尾礦做熒光分析，分析結(jié)果見表1，化學(xué)分析結(jié)果見表2.

1.2 礦物含量及嵌布特征

通過(guò)顯微鏡觀察，鎢尾礦中主要含有螢石、石英、方解石、黑云母、鐵白云石等礦物，各礦物含量見表3.

表1 礦樣熒光分析結(jié)果/%

表2 礦樣化學(xué)分析結(jié)果/%

螢石：原礦粉末在顯微鏡下觀察，螢石品位8%左右，主要呈它形連續(xù)不等粒粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑在0.01～0.3 mm之間，螢石解離度91%，約3%的螢石與方解石、黑云母連生，大多數(shù)螢石呈獨(dú)立的顆粒在粉末中出現(xiàn).

石英：原礦粉末在顯微鏡下觀察，石英約占近1/3，大多數(shù)石英呈它形粒狀，粒徑大小不一，基本在0.02～0.1 mm之間.

方解石：樣品中比較常見的脈石礦物，大多數(shù)它形粒狀，粒徑在0.02～0.2 mm之間，在原礦粉末中基本上呈獨(dú)立的顆粒出現(xiàn)，少量與螢石共生.

黑云母：片狀、鱗片狀、板狀，粒徑在0.01～0.05 mm之間，大多數(shù)黑云母在粉末中呈獨(dú)立的顆粒，極少量的黑云母與螢石共生.

因此，在鎢尾礦綜合回收超低品位螢石浮選過(guò)程中，螢石是目的礦物，石英、方解石、黑云母、鐵白云石是主要的脈石礦物.

2 試驗(yàn)原則工藝流程

螢石礦的選礦方法主要取決于礦石類型、嵌布類型和粒度分布等，大致可分為手選、重選和浮選等方法，其中浮選方法應(yīng)用最廣[5-6].浮選設(shè)備主要是浮選機(jī)和浮選柱，浮選柱在處理微細(xì)粒礦物中有較大優(yōu)勢(shì)[7].

除去螢石中的石英，關(guān)鍵在于磨礦，必須使螢石與石英單體解離才能使螢石與石英分離，如磨礦粒度過(guò)粗或過(guò)細(xì)均不利于浮選，可通過(guò)棒磨，減少過(guò)粉碎的同時(shí)，改善磨礦效果，提高螢石精礦品位[8].螢石常與方解石緊密共生，且二者可浮性極其相似，從而使得鎢尾礦中螢石的回收變得異常困難，但在合適的pH條件下，酸化水玻璃可以實(shí)現(xiàn)螢石與方解石的有效分離[9].D.W.Fuerstenau等[10]對(duì)水玻璃的抑制機(jī)理做了系統(tǒng)研究，認(rèn)為抑制方解石的是膠體SiO2，而抑制螢石的是硅酸鹽陰離子.葉志平等[11]研究了抑制劑NO3在螢石浮選中的抑制作用及其效果，發(fā)現(xiàn)使用新型高效抑制劑NO3可獲得良好的指標(biāo).張國(guó)范等[12]研究了如何活化和分離被強(qiáng)烈抑制的鎢尾礦中的螢石，開發(fā)出高效新型活化劑ANF-1.A·尤卡爾[13]研究了螢石浮選捕收劑的吸附機(jī)理，發(fā)現(xiàn)陰離子捕收劑以化學(xué)吸附的形式吸附在礦物表面，陽(yáng)離子捕收劑以物理吸附的形式吸附在礦物表面，不同pH下吸附量不同.宋翔宇等[14]研究了在酸性介質(zhì)下，采用“一粗一掃五精”流程，獲得了高品質(zhì)螢石精礦.李紀(jì)等[15]研究了鎢尾礦中回收螢石的預(yù)處理方案，發(fā)現(xiàn)對(duì)鎢尾礦濃縮再磨等預(yù)處理后，能適當(dāng)恢復(fù)螢石的可浮性.

表3 礦樣礦物組成/%

本文鎢尾礦中螢石粒度較細(xì)，小部分與方解石和黑云母共生，因此綜合回收螢石的關(guān)鍵是要選擇捕收能力強(qiáng)、選擇性好的捕收劑和高效的抑制劑.

3 浮選試驗(yàn)研究

根據(jù)綜合回收螢石工藝流程要求，試驗(yàn)進(jìn)行了捕收劑種類條件試驗(yàn)、新型捕收劑HY與組合捕收劑用量對(duì)比條件試驗(yàn)、抑制劑種類條件試驗(yàn)、抑制劑用量條件試驗(yàn)和閉路試驗(yàn)研究.

3.1 捕收劑種類條件試驗(yàn)

捕收劑種類條件試驗(yàn)的目的是選取合適的螢石浮選捕收劑，獲得品位和回收率均較為適宜的螢石精礦.試驗(yàn)流程如圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表4.

圖1 試驗(yàn)流程

表4 捕收劑種類條件試驗(yàn)結(jié)果/%

由表4可知，采用731氧化石蠟皂做捕收劑獲得的螢石精礦品位不夠，采用Y-17獲得的螢石精礦回收率較低，均不適合做捕收劑；采用油酸做捕收劑回收螢石回收率較高，采用HY做捕收劑能得到較高的螢石品位.因此需要結(jié)合捕收劑用量做進(jìn)一步對(duì)比研究.

3.2 新型捕收劑HY與組合捕收劑用量對(duì)比條件試驗(yàn)

為確定捕收劑HY的最佳用量并對(duì)比HY+油酸鈉按1∶1配比的組合捕收劑對(duì)鎢尾礦中螢石的回收效果，進(jìn)行了捕收劑HY與組合捕收劑用量對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果見圖2.

由圖2可知，隨著捕收劑HY和組合捕收劑用量的增加，螢石精礦的品位略有降低，回收率逐漸增加，對(duì)比單一使用HY和組合捕收劑時(shí)所得螢石精礦的品位和回收率變化趨勢(shì)，使用組合捕收劑時(shí)未見明顯優(yōu)勢(shì)，故使用HY為螢石的捕收劑，最佳用量為333 g/t.

圖2 捕收劑HY和組合捕收劑用量對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

3.3 抑制劑種類條件試驗(yàn)

抑制劑種類條件試驗(yàn)的目的是選擇較為合適的螢石粗選和精選抑制劑，在保證螢石精礦回收率的前提下，提高精礦品位.試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果見表5.

由表5可知，酸化水玻璃+KH或酸化水玻璃+硫酸亞鐵做抑制劑獲得的螢石精礦品位不夠，酸化水玻璃+硫酸鋁獲得的螢石精礦品位回收率較低，而酸化水玻璃+HF能明顯地抑制脈石礦物，獲得的螢石精礦回收率和品位均遠(yuǎn)高于使用其他抑制劑，因此最終確定酸化水玻璃+HF作為螢石浮選抑制劑.

表5 抑制劑種類條件試驗(yàn)結(jié)果/%

3.4 抑制劑HF用量條件試驗(yàn)

抑制劑HF用量條件試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果見表6.

表6 抑制劑HF用量條件試驗(yàn)結(jié)果/%

由表6的HF用量條件試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著HF用量的增加，螢石精礦的品位逐漸上升，回收率下降，綜合考慮螢石精礦的品位和回收率，確定HF的用量為：粗選83.3 g/t，精選一66.7 g/t，精選二50.0 g/t，精選三33.3 g/t，精選四33.3 g/t，精選五25.0 g/t，精選六8.3 g/t.

3.5 閉路試驗(yàn)

在保證螢石精礦回收率的前提下，探索出了一粗七精，中一直接丟尾，中二和中三合并返回至精選一，中四至中七合并返回至精選三的工藝流程，最大限度地提高了螢石精礦的品位.閉路試驗(yàn)流程如圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表7.

圖3 閉路試驗(yàn)流程圖

表7 閉路試驗(yàn)結(jié)果/%

4 結(jié) 論

（1）鎢尾礦綜合回收螢石浮選過(guò)程中，螢石品位低，只有8%左右，主要脈石礦物為方解石、石英、黑云母和鐵白云石，螢石與黑云母和方解石的共生限制了螢石精礦品位的提高.

（2）浮選試驗(yàn)研究包括捕收劑種類和用量條件試驗(yàn)，抑制劑種類和用量條件試驗(yàn)，最終選定HY作為螢石粗選捕收劑，用量為333 g/t，酸化水玻璃+HF作為螢石粗選和精選抑制劑，HF的用量為：粗選83.3 g/t，精選一66.7 g/t，精選二50 g/t，精選三33.3 g/t，精選四33.3 g/t，精選五25 g/t，精選六8.3 g/t.

（3）通過(guò)閉路試驗(yàn)，獲得了品位為95.36%，回收率為61.39%的螢石精礦，實(shí)現(xiàn)了資源的綜合回收利用.

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