某低品位石英型螢石礦選礦試驗研究

劉 斌

（吐魯番金源礦冶有限責任公司）

螢石又名氟石，是我國戰(zhàn)略性的含氟礦種，屬于稀缺性資源［1-2］，廣泛應用于冶金、陶瓷、水泥、化學、航空航天、醫(yī)藥、農(nóng)藥、防腐、滅火、電子、電力、機械和原子能等多個領(lǐng)域［3-4］，對國家安全、國民經(jīng)濟和社會發(fā)展有重要影響。

內(nèi)蒙古螢石資源豐富，探明保有儲量位列全國第一［5］。內(nèi)蒙古某螢石礦石CaF2含量29.36%，SiO2含量為49.58%，屬低品位石英型螢石礦，為實現(xiàn)該資源的高效開發(fā)利用，進行了系統(tǒng)的工藝礦物學及選礦試驗研究。

1 試 樣

試樣主要化學成分分析結(jié)果表1，XRD 圖譜見圖1，礦物組成見表2，不同磨礦細度下的螢石解離情況見表3，表3 中磨礦細度情況下的試樣單體解離情況見圖2～圖4。

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由表1 可知，試樣CaF2含量為29.36%，SiO2含量為49.58%，表明試樣為低品位石英型螢石礦；5%左右的碳酸鹽礦物在磨礦時易泥化，影響后續(xù)螢石的回收，并且CaCO3的存在將影響螢石精礦品質(zhì)。

由圖1 可知，試樣中主要有用礦物為螢石，脈石礦物主要為石英。

由表2可知，試樣的主要組成礦物為螢石、石英、鉀長石、鋁硅酸鹽礦物等，同時含有少量的斜長石、伊利石、方解石、綠泥石。

由表3和圖2～圖4可知，磨礦細度分別為-0.074 mm98.0%、74.0% 情況下，螢石的單體解離度相當；-0.074 mm74.0%情況下的螢石已基本單體解離，進一步提高磨礦細度將可能導致螢石的過磨；-0.074 mm36.0%、按螢石占有率85%～100%情況下的螢石單體解離也高達77.32%。為避免螢石過磨而造成回收困難，通過浮選試驗確定的合適磨礦細度為-0.074 mm85%。

2 試驗結(jié)果與分析

試驗采用棒磨機進行磨礦，磨機充填率約為38%，磨礦濃度為60%，磨礦細度為-0.074 mm85%，浮選濃度為30%。試驗用油酸類捕收劑，碳酸鈉為pH調(diào)整劑，水玻璃為抑制劑。

2.1 條件試驗

條件試驗采用1次粗選流程。

2.1.1 捕收劑種類試驗

油酸類是螢石浮選常用的捕收劑［6］，不同品種的油酸類捕收劑試驗固定碳酸鈉用量為2 000 g/t，水玻璃（模數(shù)為2.3）為1 000 g/t，捕收劑用量均為100 g/t，試驗結(jié)果見圖5。

由圖5 可知，使用工業(yè)油酸為捕收劑，粗精礦品位和回收率均較高，因此，后續(xù)試驗選用工業(yè)油酸為螢石浮選的捕收劑。

2.1.2 工業(yè)油酸用量試驗

工業(yè)油酸用量試驗固定碳酸鈉用量為2 000 g/t，水玻璃（模數(shù)為2.3）為1 000 g/t，試驗結(jié)果見圖6。

由圖6 可知，隨著工業(yè)油酸用量的增加，粗精礦回收率先上升后維持在高位，品位先微幅上升后明顯下降。綜合考慮，確定粗選工業(yè)油酸用量為140 g/t。

2.1.3 水玻璃模數(shù)試驗

水玻璃模數(shù)是水玻璃的重要參數(shù)，是影響水玻璃抑制性能和分散性能的重要指標［4］。浮選用水玻璃的模數(shù)一般為2.0～3.0，模數(shù)小的水玻璃堿性強，模數(shù)大的難于溶解但抑制作用較強。為了篩選對試樣中脈石礦物抑制作用較好的抑制劑，進行了不同模數(shù)水玻璃浮選試驗。

水玻璃模數(shù)試驗固定碳酸鈉用量為2 000 g/t，工業(yè)油酸用量為140 g/t，水玻璃用量均為1 000 g/t，試驗結(jié)果見圖7。

由圖7可知，模數(shù)為2.3的水玻璃抑制效果較好，因此，后續(xù)試驗選用模數(shù)為2.3的水玻璃。

2.1.4 水玻璃用量試驗

水玻璃用量試驗碳酸鈉用量為2 000 g/t，工業(yè)油酸用量為140 g/t，試驗結(jié)果見圖8。

由圖8 可知，隨著水玻璃用量的增加，粗精礦品位呈先快后慢的上升趨勢，回收率先升后降。綜合考慮，確定水玻璃用量為1 000 g/t。

2.2 精選次數(shù)開路試驗

通常螢石浮選的精選次數(shù)較長，一般在4 次以上。為此，根據(jù)條件試驗結(jié)果，結(jié)合螢石浮選實踐，在磨礦細度為-0.074 mm85%，碳酸鈉用量為2 000 g/t，水玻璃用量為1 000 g/t，油酸用量為140g/t 情況下進行了4次精選和5次精選比較試驗，結(jié)果見表4。

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由表4可知，采用1粗4精開路浮選流程，精礦品位為95.96%、回收率為77.30%；采用1 粗5 精開路浮選流程，精礦品位為98.06%、回收率為75.68%。要確保精礦品位不低于97%，因此按5 次精選流程進行開路浮選試驗。

2.3 閉路試驗

在1粗5精2掃開路浮選流程基礎(chǔ)上進行了閉路浮選試驗，試驗流程見圖9，結(jié)果見表5。

由表5 可知，采用圖9 所示的閉路浮選流程處理試樣，可獲得CaF2品位為97.23%、回收率為87.16%、SiO2含 量 為 0.75%、CaCO3含 量 為0.87%的精礦。

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3 結(jié) 論

（1）內(nèi)蒙古某低品位石英型螢石礦石CaF2含量29.36%，SiO2含量為49.58%，主要有用礦物為螢石、主要脈石礦物為石英、鉀長石、鋁硅酸鹽礦物等；螢石較易解離，-0.074 mm74.0%情況下已基本單體解離。

（2）試樣在磨礦細度為-0.074 mm85%情況下，以模數(shù)為2.3 的水玻璃為抑制劑、工業(yè)油酸為捕收劑、碳酸鈉為 pH 調(diào)整劑，采用 1 粗 2 掃 5 精、中礦順序返回流程處理，最終可獲得CaF2品位為97.23%、回收率為87.16%、SiO2含量為0.75%、CaCO3含量為0.87%的精礦。