復(fù)雜低品位伴生螢石高效回收技術(shù)研究與應(yīng)用①

陽華玲，王長福，劉 銘，朱超英，周清波，馮章標(biāo)

（長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410012）

我國螢石資源儲(chǔ)量豐富，但多屬低品位伴生螢石類型，資源開發(fā)利用難度大［1?4］。以前受螢石選冶技術(shù)水平限制，大多數(shù)伴生螢石資源未得到有效利用而隨尾礦丟棄，造成螢石資源大量浪費(fèi)。本文針對我國伴生螢石資源選礦回收存在的主要問題，有針對性地開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，形成了三大特色的螢石回收新技術(shù)（螢石活化技術(shù)、耐低溫螢石捕收劑研發(fā)技術(shù)和復(fù)雜脈石礦物分步抑制技術(shù)）。該技術(shù)在柿竹園、郴氟公司等礦山企業(yè)獲得了工業(yè)應(yīng)用，并產(chǎn)生了巨大經(jīng)濟(jì)效益。

1 我國伴生螢石資源特點(diǎn)及選礦回收存在的主要問題

1.1 我國伴生螢石資源特點(diǎn)

我國伴生螢石資源特點(diǎn)是：①伴生組分多，通常與鉛鋅鎢錫等金屬資源共伴生，資源綜合利用價(jià)值大；②螢石品位低，與鎢錫礦、鉛鋅、稀土?鐵伴生的脈狀或蝕變巖型礦的螢石品位一般為15%～20%；與石英、硫化物、石英?重晶石?方解石組成的脈狀或?qū)訝畹V床螢石品位一般為30%～60%；③除螢石外，礦石中往往還含有較多與螢石性質(zhì)相近的含鈣脈石礦物（如方解石、石榴子石等）。

1.2 我國伴生螢石資源選礦回收存在的主要問題

我國伴生螢石資源選礦回收存在的主要問題為：

1）螢石多與鉬鉍鎢等金屬共生，選礦工藝流程復(fù)雜，鉬鉍鎢等金屬浮選藥劑對螢石選別影響較大，螢石被強(qiáng)烈抑制。

2）傳統(tǒng)螢石捕收劑不耐低溫，冬季用量大、技術(shù)指標(biāo)差、回收率低。

3）礦石中螢石品位低，且含方解石等多種與螢石性質(zhì)相近的含鈣脈石礦物，分離難度大，螢石精礦品質(zhì)不高。

2 螢石高效回收新技術(shù)研究

2.1 粗選螢石活化試驗(yàn)

我國伴生螢石多與鉬鉍鎢等金屬共生，在螢石選別前一般先浮選回收鉬鉍鎢等資源，在回收這些金屬資源過程中投加大量浮選藥劑（如水玻璃等），螢石被強(qiáng)烈抑制，螢石精礦回收率低。如何有效剝離螢石表面吸附的浮選藥劑，產(chǎn)生新鮮螢石表面，減少藥劑對螢石的“二次污染”，恢復(fù)或改善螢石的可浮性是實(shí)現(xiàn)螢石高效活化的重點(diǎn)。因此對某浮鎢尾礦進(jìn)行了螢石粗選活化對比試驗(yàn)，使用Z?C1時(shí)其用量為500 g／t，試驗(yàn)流程見圖1，結(jié)果見表1。

圖1 粗選螢石活化試驗(yàn)流程

表1 粗選螢石活化試驗(yàn)結(jié)果

從表1可知，未添加活化劑時(shí)，螢石被強(qiáng)烈抑制；而添加Z?C1（自主研發(fā)的一種無機(jī)酸）后，粗精礦中螢石回收率明顯提升。主要是Z?C1能有效剝離螢石表面吸附的浮選藥劑，產(chǎn)生新鮮螢石表面，減少藥劑對螢石的“二次污染”，恢復(fù)或改善螢石的可浮性。

2.2 新型螢石耐低溫捕收劑的研制

螢石浮選以陰離子類捕收劑，尤以脂肪酸類捕收劑為主，但常規(guī)脂肪酸類螢石捕收劑往往不耐低溫或不能兼具良好的捕收性能和選擇性，導(dǎo)致螢石生產(chǎn)受溫度影響大，往往出現(xiàn)冬季藥劑用量大（增加2～3倍）而技術(shù)指標(biāo)反而變差的情況。針對傳統(tǒng)螢石捕收劑不耐低溫的問題，通過化學(xué)合成，引入羥基、酰胺基等多種基團(tuán)，自主研發(fā)出新型耐低溫螢石捕收劑CYP?01，該捕收劑具有耐低溫、易溶解、耐酸堿、兼具良好捕收性能和選擇性等特點(diǎn)。CYP?01螢石捕收劑與油酸用量均為300 g／t時(shí)，捕收劑種類對比試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 捕收劑種類對比試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，浮選溫度升高，螢石回收率均逐漸升高。在相同用量條件下，CYP?01捕收劑獲得的螢石回收率更高；粗精礦產(chǎn)率相近時(shí)，CYP?01捕收劑獲得的粗精礦螢石品位更高。可見，CYP?01捕收劑與油酸相比具有更優(yōu)良的耐低溫性、捕收性能及選擇性。

2.3 復(fù)雜脈石礦物分步抑制技術(shù)

我國伴生螢石資源往往品位低，且含有方解石、含鈣鐵硅酸鹽等多種脈石礦物，這些脈石礦物與螢石可浮性相近，難浮選分離。本文利用螢石與方解石、石榴子石等脈石礦物存在不同的最佳pH值浮選區(qū)間，采用水玻璃、Z?C1及Z?C2（自主研發(fā)的一種酸性無機(jī)鹽）等抑制劑組合進(jìn)行分步抑制，從而實(shí)現(xiàn)螢石與方解石、石榴子石等脈石礦物的有效分離。試驗(yàn)流程見圖2和圖3，結(jié)果見表3。

圖2 精選流程1

圖3 精選流程2

由表3可知，采用先堿后酸的分步抑制工藝（精選流程2）獲得的螢石精礦指標(biāo)更好。

表3 分步抑制試驗(yàn)結(jié)果

2.4 全流程閉路試驗(yàn)

采用螢石高效回收新技術(shù)對某CaF2品位23.11%的浮鎢尾礦進(jìn)行了全流程閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖4，結(jié)果見表4。

表4 全流程閉路試驗(yàn)結(jié)果

圖4 閉路試驗(yàn)流程

由表4可知，全流程閉路試驗(yàn)可獲得CaF2品位96.25%、回收率64.88%的高品位精礦，螢石資源獲得高效回收。

3 工業(yè)應(yīng)用

螢石回收新技術(shù)已在郴氟公司螢石選廠及柿竹園東波選廠獲得工業(yè)應(yīng)用，并取得良好的技術(shù)指標(biāo)和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

3.1 郴氟公司螢石選廠螢石回收工業(yè)應(yīng)用

該選礦廠生產(chǎn)規(guī)模3 350 t／d，螢石給礦來源于柿竹園鉬鉍鎢金屬礦選廠浮鎢尾礦礦漿，給礦CaF2品位17%～20%、CaCO3含量7%～12%。采用新工藝獲得的技術(shù)指標(biāo)與原工藝指標(biāo)對比結(jié)果見表5。

表5 新工藝與原工藝技術(shù)指標(biāo)比較結(jié)果

由表5可知，采用新工藝后，螢石生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)得到大幅提升，高螢石精礦CaF2品位由87.47%提高到94.57%，回收率由46.34%提高到60.23%；綜合螢石精礦CaF2品位由85.79%提高到92.40%，螢石總回收率由52.50%提高到66.73%。2017年10月在新技術(shù)工業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)上進(jìn)行了低品位系統(tǒng)優(yōu)化，進(jìn)一步提高低品位精礦回收率，使螢石總回收率達(dá)到72%左右；2017年為選廠新增直接經(jīng)濟(jì)效益4 000萬元以上，間接經(jīng)濟(jì)效益上億元。

3.2 柿竹園東波3 000 t選廠螢石回收工業(yè)應(yīng)用

該選礦廠生產(chǎn)規(guī)模3 000 t／d，螢石給礦來源于柿竹園東波選廠鉬鉍鎢金屬礦浮鎢尾礦礦漿，給礦CaF2品位18%～23%、CaCO3含量2%～6%。采用新工藝獲得的技術(shù)指標(biāo)與原工藝指標(biāo)對比見表6。

表6 新工藝與原工藝技術(shù)指標(biāo)比較結(jié)果

由表6可知，采用新工藝后，螢石生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)得到大幅提升，綜合螢石精礦CaF2品位由85.79%提高到89.52%（其中高品位精礦CaF2品位93%以上），回收率由50.30%提高到59.29%，每年為選廠新增直接經(jīng)濟(jì)效益4 000萬元以上。

4 結(jié) 語

1）針對我國伴生螢石回收存在的共性問題，開發(fā)出螢石回收新技術(shù)，新技術(shù)具有三大特色：①研發(fā)的螢石捕收劑CYP?01抗低溫性能強(qiáng)，即使在10℃，仍具有高效的螢石捕收性能。②螢石高效活化技術(shù)可有效剝離螢石表面吸附的浮選藥劑，產(chǎn)生新鮮螢石表面，減少藥劑對螢石的“二次污染”，恢復(fù)或改善螢石可浮性。③通過調(diào)控浮選礦漿體系電位，改變礦物表面性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)含鈣礦物、含鐵硅酸鹽及石英等復(fù)雜脈石的分步抑制，提高螢石精礦品位。

2）新技術(shù)有效解決了我國伴生螢石資源技術(shù)瓶頸問題，在柿竹園及郴氟公司等企業(yè)成功實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

3）當(dāng)前我國螢石資源以低品位伴生螢石資源為主，許多伴生螢石資源因技術(shù)瓶頸問題尚未得到有效開發(fā)利用。本文開發(fā)的螢石回收新技術(shù)有效解決了我國伴生螢石資源回收存在的技術(shù)瓶頸，可廣泛應(yīng)用于各類型伴生螢石資源的回收，應(yīng)用前景廣闊。