重晶石-石英-螢石伴生礦選礦試驗(yàn)研究

汪　巍，高惠民，2，喻福濤，竇　帥

(1.武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.武漢理工大學(xué)礦物資源加工與環(huán)境湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430070)

重晶石-石英-螢石伴生礦選礦試驗(yàn)研究

汪巍1，高惠民1，2，喻福濤1，竇帥1

(1.武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.武漢理工大學(xué)礦物資源加工與環(huán)境湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430070)

摘要：湖南某重晶石礦與石英、螢石和鉛鋅礦等伴生，為綜合開發(fā)利用該礦產(chǎn)資源，對(duì)其進(jìn)行選礦試驗(yàn)研究。礦石中含0.98%的鉛鋅礦，具有一定回收價(jià)值，試驗(yàn)采用硫酸銅、乙基鈉黃藥優(yōu)先回收鉛鋅混合粗精礦，浮選鉛鋅尾礦則采用水玻璃作石英等脈石礦物抑制劑，十二烷基硫酸鈉為捕收劑浮出重晶石精礦。通過混浮鉛鋅、一粗、一掃和五精重晶石浮選閉路流程，獲得了鉛鋅品位35.49%、產(chǎn)率2.54%的鉛鋅混合粗精礦，BaSO4品位92.15%、BaSO4回收率94.33%、比重4.3g/cm3的重晶石精礦，以及BaSO4品位僅5.07%的重晶石尾礦，實(shí)現(xiàn)了重晶石、鉛鋅礦與石英等脈石礦物的有效分離。鉛鋅混合粗精礦可進(jìn)一步浮選獲得合格的鉛精礦與鋅精礦。

關(guān)鍵詞：重晶石；石英；螢石；浮選

重晶石是一類重要的含鋇工業(yè)礦物，廣泛應(yīng)用于石油、天然氣鉆井泥漿加重劑與制造各種含鋇的化工產(chǎn)品等[1-3]。湖南重晶石礦床多為沉積型，礦石組成復(fù)雜，常與石英、黏土礦物、螢石和鉛鋅礦等伴生[1]，而重晶石與螢石可浮性極為近似，浮選分離困難[4]，因此重晶石、石英和螢石的高效分離是一個(gè)重要的研究課題。

針對(duì)湖南某伴生石英、螢石和鉛鋅的重晶石礦，采用優(yōu)先回收鉛鋅混合粗精礦后浮出重晶石精礦的選礦工藝對(duì)其進(jìn)行綜合回收，得到了鉛鋅品位35.49%、產(chǎn)率2.54%的鉛鋅混合粗精礦，BaSO4品位92.15%、BaSO4回收率94.33%、比重4.3g/cm3的重晶石精礦，以及BaSO4品位僅5.07%的重晶石尾礦，實(shí)現(xiàn)了重晶石、鉛鋅礦與重晶石、鉛鋅礦與石英等脈石礦物的有效分離，為該地重晶石礦的高效利用提供了一種可行的技術(shù)方案。

1試樣性質(zhì)

試樣取自湖南某重晶石礦山，呈灰白色，泥化嚴(yán)重，有明顯砂感。試樣多元素化學(xué)分析和XRD物相分析圖譜分別見表1和圖1。

表1　試樣多元素化學(xué)分析結(jié)果/%

由表1和圖1可知，試樣主要礦物為重晶石、石英、螢石、方解石、天青石和白云母。其礦物組成(w/%)為：重晶石，46；石英，31；螢石，6；方解石，2；天青石，1.6；方鉛礦，0.48；閃鋅礦，0.40；其他(黏土類)，12。重晶石、石英和螢石總量為83%，因此試驗(yàn)主要考慮三者之間的浮選分離，同時(shí)鉛鋅含量為0.98%，具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可考慮優(yōu)先回收。

圖1　試樣XRD物相分析圖譜

2試驗(yàn)設(shè)備與藥劑

試驗(yàn)設(shè)備包括SP-60×100顎式破碎機(jī)(貴陽探礦機(jī)械廠)，XPS-Φ250×150對(duì)輥破碎機(jī)(武漢探礦機(jī)械廠)和PK/FD型單槽浮選機(jī)(武漢洛克粉磨設(shè)備制造有限公司)。

試驗(yàn)所用藥劑為水玻璃(工業(yè)級(jí)，市購(gòu))，碳酸鈉和十二烷基硫酸鈉(均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。

3選礦試驗(yàn)

試樣中含0.98%的鉛鋅礦，具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)鉛鋅存在于重晶石精礦中對(duì)其品質(zhì)(白度等)有較大影響[5]，因此試驗(yàn)采取優(yōu)先回收鉛鋅混合粗精礦后浮出重晶石精礦的工藝對(duì)該礦進(jìn)行綜合回收。硫酸銅與乙基鈉黃藥可有效浮選鉛鋅，試驗(yàn)通過圖2流程得到了鉛鋅品位35.49%、產(chǎn)率2.54%的鉛鋅混合粗精礦；得到的浮選鉛鋅尾礦則采用水玻璃作石英等脈石礦物抑制劑，十二烷基硫酸鈉為捕收劑浮出重晶石精礦，并進(jìn)行后續(xù)浮選試驗(yàn)。由于試樣中黏土礦物較多，而水玻璃具有很好的分散效果，同時(shí)又能較好的抑制石英、螢石和方解石等脈石礦物[6]，因此試驗(yàn)以水玻璃為重晶石浮選的抑制劑和分散劑；十二烷基硫酸鈉是重晶石浮選常用陰離子捕收劑，其抗硬水能力、水溶性和耐低溫性能均較好[7]，因此以十二烷基硫酸鈉為重晶石浮選的捕收劑。

3.1粗選條件試驗(yàn)

3.1.1磨礦細(xì)度試驗(yàn)

適宜的磨礦細(xì)度是獲得高品位重晶石精礦的前提[6]。采用Na2CO3調(diào)節(jié)礦漿pH值為7，水玻璃用量為500g/t，十二烷基硫酸鈉用量為400g/t，分別在-0.074mm含量為61.76%、69.66%、77.73%和85.84%的磨礦細(xì)度下對(duì)試樣進(jìn)行粗選條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3可知：隨著磨礦細(xì)度從-0.074mm 61.76%提高到-0.074mm 85.84%，重晶石粗精礦的品位先升高后降低，而回收率不斷升高。當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074mm 69.66%時(shí)，重晶石與脈石礦物已較好解離，重晶石粗精礦品位為58.03%，回收率為88.39%，綜合指標(biāo)最佳。故確定試樣適宜的磨礦細(xì)度為-0.074mm 69.66%。

3.1.2粗選pH值條件試驗(yàn)

適宜的pH值是實(shí)現(xiàn)重晶石、石英和螢石浮選分離的重要條件[7]。在磨礦細(xì)度-0.074mm 69.66%，水玻璃用量為500g/t，十二烷基硫酸鈉用量為400g/t的固定條件下，改變礦漿pH值進(jìn)行粗選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

3.1.3粗選水玻璃用量試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為-0.074mm 69.66%，礦漿pH=9，十二烷基硫酸鈉用量為400g/t的固定條件下，改變水玻璃用量進(jìn)行粗選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

由圖5可知：隨著水玻璃用量增加，重晶石粗精礦的品位和回收率均先升高后下降，在水玻璃用量為800g/t時(shí)，粗精礦品位均達(dá)最高值60.21%，回收率較高為98.51%。這是因?yàn)樗Ａг谒芤褐行纬闪溯^多的細(xì)小硅酸膠粒，能增強(qiáng)對(duì)石英、黏土和方解石等脈石礦物的抑制效果并提高礦泥的分散作用，但當(dāng)其用量過大時(shí)，不僅抑制脈石礦物，也抑制重晶石[3]，因此在浮選中水玻璃用量要適當(dāng)控制，同時(shí)要及時(shí)調(diào)整捕收劑用量。故確定適宜粗選水玻璃用量為800g/t。

3.1.4粗選十二烷基硫酸鈉用量試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為-0.074mm 69.66%，礦漿pH=9，水玻璃用量為800g/t的固定條件下，改變十二烷基硫酸鈉用量進(jìn)行粗選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

由圖6可知：隨著十二烷基硫酸鈉用量增加，重晶石粗精礦品位先升高后降低再升高，回收率則不斷升高。當(dāng)十二烷基硫酸鈉用量為300g/t時(shí)，重晶石粗精礦品位為62.52%、回收率為96.68%，綜合指標(biāo)最佳。故確定適宜粗選水玻璃用量為300g/t。

3.2精選I水玻璃用量試驗(yàn)

粗選重晶石精礦品質(zhì)不佳，為進(jìn)一步提高重晶石精礦品位，固定精選I礦漿pH=9，進(jìn)行精選I水玻璃用量條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

圖2　試驗(yàn)流程

圖3　磨礦細(xì)度對(duì)浮選指標(biāo)的影響

圖4　礦漿pH值對(duì)浮選指標(biāo)的影響

圖5　水玻璃對(duì)浮選指標(biāo)的影響

圖6　十二烷基硫酸鈉對(duì)浮選指標(biāo)的影響

圖7　精選I水玻璃對(duì)浮選指標(biāo)的影響

由圖7可知：隨著精選I水玻璃用量增加，重石精礦品位先降低后升高再降低，回收率則先升高后降低再升高。當(dāng)精選I水玻璃用量為600g/t時(shí)，重晶石精礦品位達(dá)到最高值72.18%，相應(yīng)的回收率為93.79%，綜合指標(biāo)最佳。故確定精選I水玻璃用量為600g/t。

3.3開路試驗(yàn)流程

在混浮鉛鋅、粗選條件和精選I條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行開路流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖8，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

由表2可知，試樣經(jīng)混浮鉛鋅、1次重晶石粗選和5次重晶石精選流程，獲得了鉛鋅品位35.49%、產(chǎn)率2.54%的鉛鋅混合粗精礦，BaSO4品位94.81%、BaSO4回收率75.54%、比重4.4g/cm3的重晶石精礦。

3.4閉路試驗(yàn)

在開路流程試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路流程試驗(yàn)。為了保證精礦品位，閉路試驗(yàn)增加1次掃選，閉路試驗(yàn)流程及條件見圖9，試驗(yàn)結(jié)果見表3，閉路試驗(yàn)重晶石精礦XRF熒光分析結(jié)果見表4。

圖8　開路試驗(yàn)流程

表2　開路試驗(yàn)流程結(jié)果/%

表3　閉路試驗(yàn)結(jié)果/%

表4　閉路試驗(yàn)重晶石精礦XRF分析結(jié)果

圖9　重晶石閉路試驗(yàn)

由表3可看出，試樣經(jīng)過混浮鉛鋅、1次重晶石粗選、1次重晶石掃選和5次重晶石精選閉路流程，獲得了鉛鋅品位35.49%、產(chǎn)率2.54%的鉛鋅混合粗精礦，BaSO4品位92.15%、BaSO4回收率94.33%、比重4.3g/cm3的重晶石精礦。

4結(jié)論

1)湖南某重晶石-石英-螢石型伴生礦中主要礦物為重晶石、石英和螢石以及黏土類礦物，還有少量天青石、方解石、方鉛礦和閃鋅礦。

2)采用硫酸銅、乙基鈉黃藥優(yōu)先回收鉛鋅混合精礦，浮選鉛鋅尾礦則采用水玻璃作石英等脈石礦物抑制劑，十二烷基硫酸鈉為捕收劑浮出重晶石精礦，對(duì)該礦進(jìn)行了綜合回收。通過混浮鉛鋅，1次重晶石粗選、1次重晶石掃選和5次重晶石精選閉路流程獲得了鉛鋅品位35.49%、產(chǎn)率為2.54%的鉛鋅混合粗精礦、BaSO4品位為92.15%、BaSO4回收率為94.33%和比重4.3g/cm3的重晶石精礦，以及BaSO4品位僅5.07%的重晶石尾礦。

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Experimental study on beneficiation for associated minerals of barite，quart and fluorite

WANG Wei1，GAO Hui-min1，2，YU Fu-tao1，DOU Shuai1

(1.School of Resources & Environment Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China；2.Hubei Key Laboratory of Mineral Resources Processing and Environment，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China)

Abstract:A certain barite in Hunan was associated with quartz，fluorite and lead-zinc ore.An experimental study on beneficiation had been carried out in order to develop and utilize the mineral resources comprehensively.The ore contained 0.98% of lead-zinc ore，which had certain collection value.Primarily，the copper sulfate and sodium ethyl xanthenes were used to collect lead-zinc mixed rough concentrate.Then the barite concentrate was obtained with sodium silicate as inhibitor of gangue minerals such as quart，and sodium dodecyl sulfate as collector from the tailings of lead-zinc flotation.The lead-zinc mixed rough concentrate with lead-zinc grade 35.49% and yield 2.54%，the barite concentrate with BaSO4 grade 92.15%，BaSO4 recovery 94.33% and density 4.3g/cm3，barite tailings with BaSO4 grade 5.07% were obtained through mixed flotation of lead-zinc and closed-circuit barite flotation process of one roughing，one scavenging and five cleaning.An effective separation of barite and lead-zinc ore with gangue minerals such as quart was realized.The qualified lead concentrate and zinc concentrate can be gotten by further flotation from lead-zinc mixed rough concentrate.

Key words：barite；quart；fluorite；flotation

收稿日期：2015-03-14

作者簡(jiǎn)介：汪巍(1992-)，男，碩士研究生，主要從事非金屬材料的研究。E-mail：1148377404@qq.com。 通訊作者：高惠民(1958-)，男，教授，博士，主要從事非金屬材料的研究。E-mail：gaohuimin1958@126.com。

中圖分類號(hào)：TD985

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4051(2016)02-0139-05