江西某云英巖型鉭鈮礦浮選工藝試驗研究

摘要：根據(jù)江西某云英巖型鉭鈮礦的性質(zhì)，設計浮選工藝流程方案，進行粗選浮選細度、濃度、開路、閉路、粗精礦精選及尾礦綜合回收試驗研究。結(jié)果表明，通過浮選工藝方案可得到原礦產(chǎn)率為0.03%、Ta2O5品位為16.99%、Nb2O5品位為25.66%、Ta2O5原礦回收率為38.99%、Nb2O5原礦回收率為58.89%的水冶鉭鈮粗精礦，尾礦經(jīng)綜合回收試驗可得到原礦產(chǎn)率為26.01%、Li2O品位為2.30%、Rb2O品位為0.75%的鐵鋰云母精礦及原礦產(chǎn)率為63.45%、K2O+Na2O含量為4.4%、Fe2O3含量為0.07%的石英-長石精礦，為后續(xù)礦山生產(chǎn)或同類型礦石的選礦工藝選擇提供參考。

關鍵詞：選礦工藝；浮選試驗；云英巖型；非金屬礦；鉭鈮礦

中圖分類號：TD985 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）10-00-05

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Experimental Study on Flotation Process of A Greisen-Type Tantalum-Niobium Ore in Jiangxi Province

PENG Shutao， PAN Shiyu， YU Hanfei， HU Bo， ZHANG Lianxiang， ZENG Xiaojian， XIAO Guanxiong， LU Shiyang，

ZHONG Jiansheng， RAO Xiaopeng

（Jiangxi Nonferrous Metal Geology and Mineral Resources Exploration and Exploitation Institute， Nanchang 330001， China）

Abstract： According to the characteristics of a Yun-quartz tantalum niobium ore in Jiangxi Province， the flotation process is designed， and the flotation fineness， concentration， open circuit， closed circuit， rough concentrate cleaning， and comprehensive tailings recovery are studied. The results show that through the flotation process scheme， a hydrometallurgical tantalum niobium coarse concentrate with a raw ore yield of 0.03%， Ta2O5 grade of 16.99%， Nb2O5 grade of 25.66%， Ta2O5 recovery rate of 38.99%， and Nb2O5 recovery rate of 58.89% could be obtained. The tailings are subjected to comprehensive recovery tests to obtain iron lithium mica concentrate with a raw ore yield of 26.01%， Li2O grade of 2.30%， and Rb2O grade of 0.75%， as well as quartz feldspar concentrate with a raw ore yield of 63.45%， K2O+Na2O content of 4.4%， and Fe2O3 content of 0.07%. This provides a reference for subsequent mining production or selection of beneficiation processes for similar ores.

Keywords： mineral processing; flotation test;greisen type; non-metallic mineral; tantalum-niobium ores

江西某鉭鈮礦位于下?lián)P子陸塊江南古島弧帶東南部，欽杭東段北部成礦帶之懷玉山鉭鈮多金屬螢石-磷-滑石非金屬成礦亞帶內(nèi)，為一特大型稀有金屬礦床，礦石類型有云英巖型和鈉長石化花崗巖型兩類[1-3]。根據(jù)云英巖型鉭鈮礦石的性質(zhì)，對其開展粗選浮選細度、濃度、開路、閉路、粗精礦精選及尾礦綜合回收等試驗研究，旨在為礦山生產(chǎn)或同類型鉭鈮礦石選礦工藝的選擇提供參考[4-9]。

1 礦石性質(zhì)

礦石中的鉭鈮礦物主要為鉭鈮鐵礦和鈾細晶石，含少量錫石和黑鎢礦。金屬硫化礦物以閃鋅礦為主，其次是少量至微量方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦、毒砂及輝鉬礦等。銀礦物主要為螺狀硫銀礦。非金屬礦物主要有鐵鋰云母、石英、鉀長石、鈉長石、黃玉等，還含有少量高嶺土、綠泥石等易泥化礦物[10-13]。此外，礦石中含有少量釷石。主要載體礦物鉭鈮鐵礦和鈾細晶石的嵌布粒度較細，其中鈾細晶石嵌布粒度基本小于0.04 mm，鈮鉭鐵礦一般呈板狀嵌布在云母、長石、石英中，常與錫石、黑鎢礦連生。鈾細晶石嵌布于石英、鐵鋰云母、綠泥石等礦物中或長石與黃玉之間，其中鐵鋰云母為主要的含鋰礦物[14-15]。

2 試驗研究

2.1 粗選磨礦細度試驗

開展粗選磨礦細度試驗，試驗流程如圖1所示，試驗結(jié)果如表1所示[16-20]。

由表1可知，隨著磨礦細度的增加，鉭礦物的粗精礦回收率呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，故選擇-0.074 mm占65.8%作為粗選的磨礦細度。

2.2 粗選浮選濃度試驗

磨礦細度確認后，進行粗選濃度條件試驗，試驗結(jié)果如表2所示。

由表2可知，當?shù)V漿濃度為37.8%時，粗精礦中鉭的回收率最高。綜合考慮，粗選浮選濃度選取37.8%。

2.3 浮選開路及閉路試驗

2.3.1 浮選開路試驗

在確認粗選條件后，進行浮選開路試驗，試驗流程如圖2所示，試驗結(jié)果如表3所示。

2.3.2 浮選閉路試驗

在開路試驗的基礎上進行了閉路試驗，為保證回收率，閉路試驗比開路試驗增加一次掃選，簡稱“一粗兩掃三精”。浮選閉路試驗流程如圖3所示，試驗結(jié)果如表4所示。

由表4可知，通過“一粗二掃三精”閉路試驗流程，可獲得產(chǎn)率為3.63%、Ta2O5品位為0.280%、Nb2O5品位為0.310%、Ta2O5回收率為67.61%、Nb2O5回收率為74.74%的浮選粗精礦。

2.4 浮選閉路精選試驗

浮選粗精礦中除鉭鈮礦物外，黃玉、鐵鋰云母等脈石礦物的含量較高，硫化礦在粗精礦中也得到了富集，故浮選的粗精礦采用重選、磁選和浮選聯(lián)合流程進行精選。

2.4.1 重選精選試驗

利用浮選粗精礦中鉭鈮礦物與脈石礦物間的密度差異，進行直接搖床重選精選試驗。重選精選試驗結(jié)果如表5所示。

由表5可知，通過直接搖床重選精選試驗，可得到Ta2O5回收率為40.57%、Nb2O5回收率為43.63%的重選精礦，效果較差。

2.4.2 磁選精選試驗

對浮選粗精礦進行磁選精選試驗。采用高梯度磁選機，在1 000 mT的磁場強度下進行磁選，磁選精選試驗結(jié)果如表6所示。

由表6可知，采用高梯度磁選機，可獲得作業(yè)產(chǎn)率為26.27%、Ta2O5品位為0.940%、Ta2O5回收率為89.61%、Nb2O5回收率97.41%的磁選精礦，磁選精選效果較好。這可能是由于浮選粗精礦中無磁性的細晶石與鐵鋰云母嵌布緊密，且云母本身含有Ta、Nb，故Ta、Nb的回收率較高。

2.5 磁選粗精礦精選試驗

磁選粗精礦中夾雜一定量的硫化礦，因此對磁選粗精礦進行浮選脫硫試驗，再對脫硫后的粗精礦進行淘洗，以提高精礦品位。磁選粗精礦精選試驗流程如圖4所示，磁選粗精礦精選試驗結(jié)果如表7所示。

浮選閉路粗精礦，經(jīng)過磁選、浮選脫硫和淘洗后，可獲得產(chǎn)率為0.35%、Ta2O5品位為2.430%、Nb2O5品位為3.000%、Ta2O5回收率為93.84%、Nb2O5回收率為68.35%的鉭鈮粗精礦。該粗精礦經(jīng)進一步重選、干式磁選探索試驗，均難以獲得合格的鉭鈮精礦，故開展粗精礦水冶試驗。

2.6 水冶試驗

水冶試驗流程如圖5所示，磁選粗精礦精選試驗結(jié)果如表8所示。

經(jīng)浮選-磁選-浮選脫硫-重選-水冶工藝流程，可得到原礦產(chǎn)率為0.03%、Ta2O5品位為16.99%、Nb2O5品位為25.66%、Ta2O5原礦回收率為38.99%、Nb2O5原礦回收率為58.89%的水冶鉭鈮粗精礦。

2.7 尾礦綜合回收試驗

對浮選尾礦進行尾礦綜合利用試驗，試驗結(jié)果如表9所示。對相應產(chǎn)品進行多元素分析，結(jié)果如表10、表11所示。

由表9至表11可知，采用全浮方案尾礦磁選試驗可得到原礦產(chǎn)率為26.01%、Li2O品位為2.30%、Rb2O品位為0.75%的鐵鋰云母精礦。此外，可得到對原礦產(chǎn)率為63.45%、K2O+Na2O含量為4.4%、Fe2O3含量為0.07%的石英-長石精礦。

3 結(jié)論

通過浮選工藝流程方案可以得到原礦產(chǎn)率為0.03%、Ta2O5品位為16.99%、Nb2O5品位為25.66%、Ta2O5原礦回收率為38.99%、Nb2O5原礦回收率為58.89%的水冶鉭鈮粗精礦。通過浮選工藝流程方案可以得到原礦產(chǎn)率為26.01%、Li2O品位為2.30%、Rb2O品位0.75%的鐵鋰云母精礦及原礦產(chǎn)率為63.45%、K2O+Na2O含量為4.4%、Fe2O3含量為0.07%的石英-長石精礦。

參考文獻

1 曾慶友，林忠良，潘世語，等.江西松樹崗云英巖化花崗巖型鉭鈮礦石礦物組成及賦存形式[J].礦產(chǎn)勘查，2021（8）：1765-1772.

2 曾慶友，潘世語，彭蜀濤，等.江西松樹崗鈉長石化花崗巖型鉭鈮礦工藝礦物學特征[J].礦產(chǎn)綜合利用，2020（6）：180-185.

3 曾慶友，林忠良，謝芳軍，等.江西石塢金礦玄武巖地球化學特征及構(gòu)造意義[J].有色金屬（礦山部分），2021（4）：92-98.

4 賴長榮，胡曄昕，舒如霜，等.選鎢尾砂回收有價金屬研究現(xiàn)狀綜述[J].中國資源綜合利用，2022（4）：118-123.

5 張 驕.金屬尾礦資源綜合利用現(xiàn)狀及對策探討[J].中國資源綜合利用，2018（5）：74-75.

6 曾慶友，彭蜀濤，曾曉建，等.江西宜豐某花崗巖型鋰礦尾砂成瓷性能研究[J].非金屬礦，2024（4）：9-11.

7 高騰躍，李光勝，朱幸福，等.黃金浮選尾礦中長石綜合利用研究[J].中國資源綜合利用，2022（4）：1-4.

8 謝日實，彭子楓，王銀強，等.阿爾金山楊達什克南稀有金屬礦地質(zhì)特征及找礦方向分析[J].中國資源綜合利用，2024（7）：83-85.

9 趙 武，霍成立，劉明珠，等.有色金屬尾礦綜合利用的研究進展[J].中國資源綜合利用，2011（3）：24-28.

10 徐 健，劉長淼，程宏偉.江西松樹崗、福建南平和四川甲基卡鉭鈮礦分選行為的工藝礦物學因素分析[J].礦產(chǎn)保護與利用，2021（5）：1-6.

11 薛 榮，王汝成，陳光弘，等.松樹崗鉭鈮鎢錫礦床石英脈的礦物學研究：云母和黑鎢礦成分對熱液成礦過程的制約[J].巖石礦物學雜志，2019（4）：507-520.

12 俞寒飛，朱志成.江西松樹崗稀有金屬礦床鉭鈮賦存狀態(tài)[J].西部探礦工程，2018（12）：

105-108.

13 鐘建昇，靳 鑫.葛源松樹崗鉭鈮礦床地質(zhì)特征及富集規(guī)律[J].世界有色金屬，2017（15）：181-182.

14 黃定堂.江西橫峰松樹崗鎢錫鈮鉭多金屬礦床成因探討[J].有色金屬礦產(chǎn)與勘查，1999（4）：40-45.

15 曾慶友，彭蜀濤，潘世語，等.湖南界牌嶺錫多金屬礦區(qū)北側(cè)地球化學異常特征及找礦潛力[J].中國鉬業(yè)，2024（4）：14-20.

16 曾慶友，彭蜀濤，潘世語，等.湖南宜章長城嶺測區(qū)地球化學異常特征及找礦前景[J].中國鉬業(yè)，2024（2）：28-35.

17 曾慶友，潘世語，魯詩陽，等.江西宜豐高嶺測區(qū)土壤地球化學異常特征及找礦潛力[J].中國鉬業(yè)，2023（6）：16-22.

18 朱志成，王建文，俞寒飛.江西省橫峰縣松樹崗稀有金屬礦床成礦模式探討[J].世界有色金屬，2018（15）：95-97.

19 周 旻，曾曉建，陳正錢.江西葛源稀有金屬礦床鈮鉭賦存狀態(tài)[J].江西有色金屬，2006（4）：

1-5.

20 劉清高，曾曉建，李 龍.江西橫峰縣葛源鈮鉭礦床綜合開發(fā)研究[J].礦產(chǎn)綜合利用，2010（4）：38-41.