螢石礦選礦技術(shù)和流程進(jìn)展

王文雅 崔振坤

摘 要：螢石是工業(yè)上氟元素的重要來(lái)源，是生產(chǎn)氟工業(yè)產(chǎn)品的主要原料。主要介紹了我國(guó)螢石礦的特點(diǎn)和性質(zhì)，對(duì)伴生型螢石礦的選礦技術(shù)和流程進(jìn)行了綜述。在選礦技術(shù)方面，可選用新型捕收劑和組合抑制劑改善浮選效果，根據(jù)礦石性質(zhì)進(jìn)行的單一因素變量或多因素正交試驗(yàn)可確定最佳的磨礦和浮選條件;在工藝流程方面，適當(dāng)增加精選和掃選次數(shù)可提高螢石精礦的品位和回收率，智能化檢測(cè)和控制流程的改造也可提高螢石資源的利用率，綜合這兩大方面進(jìn)行研究和拓展，為我國(guó)的螢石礦的開(kāi)發(fā)利用提供參考。

關(guān)鍵詞：螢石礦;伴生型螢石礦;選礦技術(shù);浮選流程

1引言

螢石來(lái)自火山巖漿中，主要成分是氟化鈣（CaF2），結(jié)晶為立面體或八面體，在礦床中常以塊狀、粒狀集合體存在，常與石英、方解石和重晶石等多種礦物共生。世界螢石產(chǎn)量的一半幾乎用以生產(chǎn)氫氟酸，進(jìn)而發(fā)展制造冰晶石，用于煉鋁行業(yè)等，在航空航天、冶金、玻璃和陶瓷等化學(xué)和建材工業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。

我國(guó)螢石礦床分布密集，主要分布在河北、湖南、安徽、浙江等地。近年來(lái)，螢石資源的過(guò)度開(kāi)采導(dǎo)致我國(guó)將面臨著螢石資源短缺的問(wèn)題。我國(guó)單一型螢石儲(chǔ)量少，伴生礦床數(shù)量少，儲(chǔ)量大，但品位較低，選別難度大。因此，如何實(shí)現(xiàn)伴生型螢石礦的高效分選成為螢石選別過(guò)程的重點(diǎn)和難題。

根據(jù)脈石礦物的不同，伴生型螢石礦可以分為石英型螢石礦、碳酸鹽型螢石礦、重晶石型螢石礦以及硫化礦型螢石礦四種類型。本文依據(jù)伴生型螢石礦的類型，綜述了這四類螢石礦的選礦技術(shù)和工藝，并通過(guò)實(shí)例進(jìn)行討論，歸納總結(jié)了螢石礦選礦的工藝流程，為螢石資源的開(kāi)發(fā)利用提供參考和借鑒[1-5]。

2伴生型螢石礦選礦技術(shù)和工藝

目前，螢石礦的選礦方法主要有手選、重選和浮選。手選一般用于螢石與脈石礦物界限清楚、易于肉眼鑒別的螢石礦。重選主要集中在重介質(zhì)預(yù)選工藝的研究。針對(duì)伴生型螢石礦，因螢石原礦的日益貧化與脈石礦物的細(xì)粒嵌布，需要通過(guò)多次細(xì)磨來(lái)不斷地提高伴生型螢石礦的細(xì)粒級(jí)分布，使螢石礦充分單體解離，再進(jìn)行浮選，才能最有效地富集螢石精礦。根據(jù)伴生型螢石礦中主要的四種類型，需要選擇相對(duì)應(yīng)地藥劑和工藝，從而使螢石礦物資源得到最大限度的回收利用[6-7]。

2.1石英型螢石礦的選礦進(jìn)展

石英型螢石礦主要是含礦熱液沿地層充填到硅質(zhì)巖石的裂縫中冷凝后形成的，脈石礦物主要是石英，還存在少量的重晶石和硫化物，一般為透明、半透明、白色或黃褐色，通常以顆粒狀或顆粒的集合體形式產(chǎn)出[8-9]。

陳超等[10]針對(duì)某礦山嵌布粒度較細(xì)的石英型螢石礦，為保證螢石精礦的質(zhì)量，采用分段磨礦、螢石多次精選的浮選工藝流程，以水玻璃+糊精作為抑制劑，油酸作為捕收劑，采用1粗1掃7精、精Ⅰ精礦再磨、中礦順序返回的閉路流程，最后得到CaF2品位96.45%，回收率79.71%的達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的螢石精礦。

細(xì)粒嵌布的石英型螢石礦浮選時(shí)，一般采用階段磨浮的工藝流程，既保證螢石與脈石礦物的充分單體解離又不過(guò)粉碎，可采用碳酸鈉或硫酸作為調(diào)整劑，調(diào)節(jié)礦漿PH值在9左右，用油酸或者氧化石蠟皂作為捕收劑，水玻璃和酸化水玻璃為抑制劑，經(jīng)過(guò)多次精選可得到高品位和低硅的螢石精礦。在此流程中，可根據(jù)螢石礦的性質(zhì)調(diào)節(jié)磨礦和浮選時(shí)間、磨礦介質(zhì)充填率、調(diào)整劑用量、抑制劑種類和用量、捕收劑用量等關(guān)鍵條件，進(jìn)而確定最適宜的選別流程。

2.2碳酸鹽型螢石礦的選礦進(jìn)展

碳酸鹽型螢石礦的主要脈石礦物是方解石，由于螢石與方解石礦物中都含有鈣離子且兩者的溶解性相似，在溶液中共存時(shí)存在礦物之間的相互轉(zhuǎn)化，從而造成螢石與方解石較難分離。在這類礦石的選別過(guò)程中，選擇合適的抑制劑進(jìn)行浮選至關(guān)重要。常用的抑制劑主要有水玻璃、六偏磷酸鈉和腐植酸等，在PH值為8～9.5范圍內(nèi)，采用油酸捕收劑，方解石和螢石的可浮性相差不大，采用水玻璃配加糊精或者丹寧或者可溶性鋁鹽等抑制劑，可以對(duì)方解石等碳酸鹽礦物起到有效的抑制，從而實(shí)現(xiàn)與螢石的有效分離[11-13]。

劉文彪等[14]針對(duì)-0.074mm粒級(jí)含量占72.03%的細(xì)粒級(jí)、低品位的碳酸鹽型螢石礦，進(jìn)行了PH值試驗(yàn)、抑制劑種類和用量試驗(yàn)、捕收劑種類和用量試驗(yàn)和溫度試驗(yàn)，最后得出在常溫、礦漿PH為8.1，抑制劑使用單寧酸并分步少量多次添加，而且應(yīng)用自主研發(fā)的脂肪酸類螢石捕收劑CYY-1，采用一粗一掃五精的閉路試驗(yàn)流程，獲得了CaF2品位為96.59%，CaF2回收率為73.94%的螢石精礦。

在碳酸鹽型螢石礦中，方解石與螢石的性質(zhì)雖然相近導(dǎo)致分選困難，但可利用調(diào)整劑調(diào)節(jié)不同的礦漿PH值，創(chuàng)造出有利于螢石浮選的環(huán)境條件，或者采用水玻璃、酸化水玻璃、糊精、單寧酸、六偏磷酸鈉和木素磺酸鹽等抑制劑組合使從而抑制方解石等脈石礦物，采用油酸或其他新型羧酸類捕收劑作為螢石的捕收劑，可實(shí)現(xiàn)方解石和螢石的分離，得到合格的螢石精礦產(chǎn)品。

2.3重晶石型螢石礦的選礦進(jìn)展

重晶石型螢石礦的主要礦物為重晶石和螢石，兩者成礦規(guī)律相似，均屬于易浮礦物，分離難度較大。在此類伴生型礦石中，螢石和重晶石多呈相互交錯(cuò)穿插狀，共生關(guān)系密切，兩者以連生體或包裹體形式存在，難以單體解離，這也導(dǎo)致二者分離困難[15-16]。

針對(duì)螢石與重晶石共生礦，李飛等[17]采用先混合浮選后分離浮選的工藝流程，混合浮選流程采用一次粗選、二次精選和一次掃選，分離浮選調(diào)整礦漿PH為6，以水玻璃、硫酸鋁、栲膠為抑制劑，捕收劑選用油酸鈉，流程采用一次粗選、五層精選和二次掃選，最終得到螢石精礦品位為94.42%，回收率為87.77%;重晶石品位為91.89%，回收率為88.66%的螢石精礦和重晶石精礦。

通過(guò)以上研究可以發(fā)現(xiàn)，螢石和重晶石兩者的分離可以采用兩段磨礦—兩段粗選的閉路流程，單體解離度較好時(shí)可以采用重選進(jìn)行預(yù)先拋尾和選出部分重晶石。然后再進(jìn)行浮選，浮選一般用混合浮選，即先混合浮選出螢石和重晶石的混合精礦，再通過(guò)浮選來(lái)分離重晶石和螢石。

2.4硫化礦型螢石礦的選礦進(jìn)展

硫化礦型螢石礦中金屬硫化物的含量較高，硫的主要存在形式有硫化礦（以黃鐵礦為主，常伴有磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等）和硫酸鹽（主要是重晶石），所以在回收該類礦石中的螢石時(shí)，還需要考慮其他金屬礦石的綜合回收的工藝流程[18-20]。

中南大學(xué)童佳誠(chéng)等[21]針對(duì)浮鎢尾礦中回收的螢石精礦的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)嚴(yán)重超標(biāo)，在原粗選作業(yè)中添加適量抑硫抑制劑YS和分散劑六偏磷酸鈉，經(jīng)1次粗選9次精選1次掃選閉路浮選流程，實(shí)驗(yàn)室閉路試驗(yàn)獲得了含CaF294.12%，回收率為57.02%，有效硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%的螢石精礦;工業(yè)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)30天，獲得了CaF2品位為93.54%，CaF2回收率達(dá)55.77%，有效硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%的合格產(chǎn)品。

綜上所述，對(duì)于硫化礦型螢石礦，一般先采用黃藥等硫化礦捕收劑浮出浮出硫化礦物，再采用脂肪酸類捕收劑回收螢石。此外，選用新型捕收劑（如Z-202）、組合抑制劑（如Na2S和水玻璃）進(jìn)行浮選，工藝流程可根據(jù)1粗6精1掃閉路浮選，其中精選和掃選次數(shù)可根據(jù)礦石性質(zhì)、螢石精礦產(chǎn)品所要求達(dá)到的品位和螢石礦的回收率進(jìn)行綜合考量。

3結(jié)論

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，螢石逐漸成為我國(guó)不可或缺的戰(zhàn)略資源，但伴生型螢石礦的復(fù)雜難選成為一大挑戰(zhàn)。因此，加強(qiáng)螢石資源的高效回收和利用，對(duì)我國(guó)的高質(zhì)量發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展理念意義重大[32-30]。

伴生型螢石礦的分選要根據(jù)不同的類型選擇合適的藥劑和工藝流程進(jìn)行浮選分離。石英型螢石礦物浮選較為容易，主要是降低螢石礦中的硅含量，經(jīng)過(guò)多次精選可得到硅含量較低的螢石精礦。碳酸鹽型和重晶石型螢石礦，可采用高效捕收劑和組合抑制劑進(jìn)行浮選，可根據(jù)不同螢石精礦產(chǎn)品的要求進(jìn)行調(diào)整精選次數(shù)，以獲得合格的螢石精礦。硫化礦型螢石礦可以先浮選出硫化金屬礦物，再在尾礦中回收螢石精礦，以便綜合利用礦產(chǎn)資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：王文雅，女，漢，2001年2月生，山東省日照人，本科，資源與環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境工程大三年級(jí)，山東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境工程，研究方向：環(huán)境工程。