某白鎢尾礦中伴生螢石的選礦試驗(yàn)

丁 軍 黃超軍 李少平 何桂春

(1.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000；2.江西省礦業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000)

近20年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展不斷加速自然資源供應(yīng)緊張的局面，貧、細(xì)、雜資源以及二次資源的開(kāi)發(fā)利用就成為礦業(yè)界研究的課題[1]。江西某白鎢礦尾礦中螢石含量較高，螢石(CaF2)作為一種重要的非金屬礦物，在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用[2]。伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，螢石資源的消耗愈發(fā)快速，其需求量也越來(lái)越大，因此，研究螢石二次資源回收工藝具有重要意義。目前，螢石的選礦主要采用浮選方法[3]，熱點(diǎn)和難點(diǎn)在于螢石與方解石、重晶石的分離以及螢石精礦的降硅[4]。目前，螢石浮選流程長(zhǎng)、回收率低的根本原因是原礦品位低、礦石性質(zhì)復(fù)雜，浮選藥劑的殘余也是影響分選指標(biāo)的重要原因[5]。

江西某白鎢尾礦中伴生有較高含量的螢石，試驗(yàn)以腐殖酸鈉+酸性水玻璃為脈石礦物的組合抑制劑(酸性水玻璃中普通水玻璃與硫酸的質(zhì)量比為1∶1)進(jìn)行了螢石回收試驗(yàn)。

1 試 樣

試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，粒度篩析結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果

表2 試樣粒度篩析結(jié)果

由表1可知，試樣中CaF2含量為12.33%，螢石為試樣中的有用礦物；CaCO3含量為9.79%。進(jìn)一步的分析表明，主要以方解石的形式存在，其可浮性與螢石相當(dāng)，將是影響螢石精礦品質(zhì)的主要脈石礦物。

由表2可知，試樣中的CaF2主要集中在0.15～0.037 mm粒級(jí)。進(jìn)一步的分析表明，試樣中的螢石單體解離度不高，要獲得高品質(zhì)的螢石精礦就必須進(jìn)一步提高螢石礦物的單體解離度。

2 試驗(yàn)結(jié)果和分析

2.1 粗選條件試驗(yàn)

粗選試驗(yàn)采用1次粗選流程。

2.1.1 調(diào)整劑酸性水玻璃用量試驗(yàn)

在礦漿pH調(diào)整劑碳酸鈉用量為1 000 g/t(pH=8.5)，捕收劑氧化石蠟皂731用量為300 g/t情況下進(jìn)行脈石礦物抑制劑酸性水玻璃用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 酸性水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖1可知，隨著酸性水玻璃用量的增大，螢石粗精礦品位上升，回收率明顯下降。為了充分回收螢石，確定粗選作業(yè)不添加酸性水玻璃。

2.1.2 捕收劑氧化石蠟皂731用量試驗(yàn)

氧化石蠟皂731用量試驗(yàn)的碳酸鈉用量為1 000 g/t(pH=8.5)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 粗選捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

圖2表明，隨著氧化石蠟皂731用量的增大，螢石粗精礦CaF2回收率上升，品位下降。綜上考慮，確定氧化石蠟皂731粗選用量為600 g/t，對(duì)應(yīng)的粗精礦CaF2品位為 34.97%，CaF2回收率為84.12%。

2.2 粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)

粗精礦再磨有利于提高螢石的單體解離，合適的磨礦細(xì)度既有利于減少螢石礦物的過(guò)磨，又有利于獲得理想的分選指標(biāo)[6]。粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)采用1次精選流程，試驗(yàn)固定抑制劑酸性水玻璃+腐殖酸鈉的用量為1 000+200 g/t，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可知，隨著再磨細(xì)度的提高，螢石精礦CaF2品位明顯上升，回收率明顯下降。綜合考慮，確定再磨細(xì)度為-0.074 mm占85%，對(duì)應(yīng)的精礦CaF2品位為48.44%，回收率為74.35%。

2.3 精選組合抑制劑種類及用量試驗(yàn)

由于影響螢石精礦品質(zhì)的主要脈石礦物為方解石，而水玻璃是方解石等脈石礦物的常用抑制劑。水玻璃的抑制機(jī)理是親水且?guī)ж?fù)電的硅酸膠粒及硅酸氫根吸附在方解石等礦物表面上，使礦物具有強(qiáng)烈的親水性，從而使其受到強(qiáng)烈抑制，但在螢石表面基本無(wú)吸附作用。所以，水玻璃可作為螢石浮選的抑制劑[7]。大量的研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明，對(duì)水玻璃進(jìn)行酸化改性，或與其他藥劑組合使用往往可以更好抑制含鈣脈石礦物[8]。試驗(yàn)將在粗精礦再磨細(xì)度為-0.074 mm占85%的情況下采用1次精選流程進(jìn)行，抑制劑種類試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 抑制劑種類試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，單獨(dú)使用酸性水玻璃時(shí)螢石精礦CaF2回收率最高，但品位不高；而以酸性水玻璃+腐植酸鈉為組合抑制劑時(shí)，螢石精礦CaF2品位和回收率均較高。因此，確定螢石精選以酸性水玻璃+腐植酸鈉為組合抑制劑，此時(shí)對(duì)應(yīng)的螢石精礦CaF2品位為48.44%，回收率為74.35%。

在確定腐植酸鈉的最佳用量為200 g/t情況下進(jìn)行了酸性水玻璃用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 酸性水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖4可知，隨著酸性水玻璃用量的增大，螢石精礦CaF2品位上升，回收率下降,當(dāng)酸性水玻璃用量為2 000 g/t，對(duì)應(yīng)的精礦CaF2品位為56.37%、回收率為67.52%，綜合指標(biāo)最優(yōu)，因此，確定精選1的酸性水玻璃用量為2 000 g/t。

2.4 開(kāi)路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了開(kāi)路試驗(yàn)，流程見(jiàn)圖5，試驗(yàn)研究結(jié)果見(jiàn)表4。

圖5 開(kāi)路試驗(yàn)流程

由表4可知，以碳酸鈉為礦漿pH調(diào)整劑，氧化石蠟皂731為捕收劑，酸性水玻璃+腐植酸鈉為組合抑制劑，經(jīng)1粗6精2掃、精選1尾礦2次掃選開(kāi)路流程處理，獲得了CaF2品位為 96.71%、回收率為75.43%的螢石精礦。

2.5 閉路試驗(yàn)

在開(kāi)路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖6，結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知，以碳酸鈉為pH調(diào)整劑、氧化石蠟皂731為捕收劑、酸性水玻璃+腐植酸鈉組合為脈石礦物的抑制劑，采用圖6所示的工藝流程處理CaF2品位為12.33%的試樣，獲得了CaF2品位為95.26%、回收率為85.37%的螢石精礦，實(shí)現(xiàn)了白鎢浮選尾礦中螢石的高效回收。

表4 精選開(kāi)路試驗(yàn)研究結(jié)果

3 結(jié) 論

(1)江西某白鎢浮選尾礦中CaF2、CaCO3含量分別為12.33%和9.79%，螢石為其中的有價(jià)礦物，主要脈石礦物有方解石、鋁硅酸鹽礦物等，屬?gòu)?fù)雜難選伴生螢石礦二次資源。

(2)酸性水玻璃+腐植酸鈉組合使用是方解石等脈石礦物的良好抑制劑。

(3)在氧化石蠟皂731總用量為1 150 g/t，酸性水玻璃+腐植酸鈉總用量為2 750+275 g/t的條件下，試樣經(jīng)1次粗選、粗精礦再磨后6次精選、粗選尾礦和精選1尾礦各2次掃選流程處理，最終獲得CaF2品位95.26%、回收率85.37%的螢石精礦，較好地實(shí)現(xiàn)了從白鎢尾礦中綜合回收螢石的目標(biāo)。

圖6 閉路試驗(yàn)流程

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