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用萤石選礦設備从尾矿中浮选回收萤石的研究和尝试

更新时间:2015-11-12 11:15 来源:

    萤石资源是重要的非金属矿产资源,由于近年来世界萤石资源的枯竭和紧缺,萤石资源也被列为首批非金属矿产资源整治整合的对象。白云鄂博尾矿是在包钢选铁和稀土后产生的尾矿,尾矿中萤石储量巨大,是潜在的萤石资源,从白云鄂博尾矿中回收萤石资源不仅具有巨大的利用前景,还对白云鄂博尾矿的二次资源化和尾矿库周边环境保护具有重大意义。

    从白云鄂博尾矿中回收萤石的难题在于:成矿复杂,伴生萤石矿多呈条带状、浸染状产出,嵌布粒度细;萤石品位低,伴生矿物种类多,包括赤铁矿、碳酸盐类矿物、硅酸盐类矿物、重晶石、黄铁矿、磷灰石等。本研究重点从适度磨矿,选择性抑制主要难分离伴生矿物赤铁矿、碳酸盐类矿物两方面研究白云鄂博尾矿中萤石回收的可行性,实验室指标良好,可为生产实践提供依据。

1  矿石性质

    试验所用原料为白云鄂博尾矿经磨矿、选别稀土后的尾矿,其稀土含量由白云鄂博尾矿的REO为7%左右降至1%以下,粒度较原尾矿细,原料多元素分析和粒度分析结果分别见表 1和表 2。

    由 表 1可知,原料中CaF2含量低,仅为23.05%,有害元素总含量高,单一元素含量低,主要的有害元素有铁、硅、钙、镁和钡等。经优先浮选,原料中的稀土含量已经从白云鄂博尾矿的7%降至0.64%,其他元素得到富集。矿物组成分析表明,铁含量高,主要是赤铁矿,CaC03、Mg0含量高,主要是碳酸盐类矿物,还含有大量霓石、云母等多种硅酸盐类矿物,以及少量重晶石、黄铁矿、磷灰石等。

    由原料的湿筛粒度分析可以看出,经稀土磨矿、选别后,粒度较细,极细粒矿泥含量较高。-38 μm粒级产率占50%以上,萤石在细粒矿石中占有率大,萤石解离度不高,仅75%左右,萤石与铁矿物、硅酸盐等连生现象普遍。

2  选矿试验研究

    原料中萤石矿物嵌布粒度细,单体解离度低;脉石矿物赤铁矿、碳酸盐类矿物可浮性与萤石相近,含量高,浮选分离难度大,是影响萤石精矿品位和回收率的两个主要因素。药剂试验发现以油酸钠作捕收剂,苛化淀粉与水玻璃的组合药剂能有效,抑制含铁矿物,而酸化水玻璃能对碳酸盐类矿物起到显著的选择性抑制作用。综合考虑,本试验采用流程为:原料一一段浮选一部分磨矿一二段浮选一萤石精矿,一段浮选以苛化淀粉与水玻璃组合药荊作赤铁矿及硅酸盐类矿物的抑制剂,二段浮选以酸化水玻璃作碳酸盐类矿物抑制剂,为了进一步提高萤石单体解离度,在两段浮选之间进行部分磨矿。

2.1  一段浮选试验

    以碳酸钠为pH调整剂,油酸钠作捕收剂,在最佳pH 9.1 条件下,分别在水玻璃作抑制剂、水玻璃与淀粉组合作抑制剂、水玻璃与苛化淀粉组合作抑制剂条件下,考察其对萤石粗选精矿中萤石品位、回收率,以及TFe含量的影响。试验结果分别见图1-4。

    由图1可知,单独以水玻璃作抑制剂,对萤石品位的提升作用并不明显,对铁矿物无抑制作用。由图2可知,水玻璃与淀粉组合作抑制剂能有效抑制铁矿物,TFe 由不加淀粉前的18%,降到 10%以下,说明淀粉对含铁矿物有抑制作用,并能显著提高精矿CaF2品位,品位达到 50%以上,回收率能达到90%以上。从图3和图4可以看出,淀粉经苛化后能增强对含铁矿物的选择性抑制作用,并发现苛化淀粉的苛化比为2:1时效果更佳,较未苛化淀粉用量减少一半,尾矿中的萤石含量能降到1%左右,可直接抛尾。

    粗选精矿TFe含量仍高达6%以上,需进一步进行精选,降低TFe含量。试验在粗选基础上进一步进行了两次精选,试验流程及精矿多元素分析结果分别见图5、表 3。

通过化学多元素分析结果可看出,一段浮选精矿中铁矿物和硅酸盐达到较低水平,说明苛化淀粉与水玻璃的组合抑制剂对含铁矿物和硅酸盐类矿物抑制作用显著,TFe含量由原料中的20.72%降至2.00%,但 CaC03含量由原矿的7.31%升高到8.25%,说明一段浮选对碳酸盐类矿物无选别效果。

2.2  二段浮选

    经过一段浮选,精矿CaF2品位达80%以上,但由于白云鄂博矿成矿原因复杂,萤石内部常常包  萤裹其它矿物的微粒,或呈不规则状充填在各矿物粒间,经磨矿、选别稀土后,本试验原料中萤石连生类型多为毗邻型,或与硅酸盐类矿物、赤铁矿、稀土矿物等多种矿物呈团聚状连生,一段浮选精矿局部扫描电镜SEM-EDS分析见图6。

    若进一步提高萤石品位,提高最终产品回收  移率,需对其进行磨矿,但由于粒度细,萤石属易碎矿物,全磨则容易造成泥化现象,为避免过磨现象,本试验对该粗精矿经38μ的筛子筛分后,  w对筛上物料进行磨矿。

    磨矿后,采用酸化水玻璃作抑制剂进行二段浮选试验,开路试验流程见图7。

    二段浮选通过磨矿和浮选的开路试验,获得了CaF2品位为95.5%的萤石精矿,精矿中CaC03含量显著降低,说明酸化水玻璃对碳酸盐矿物抑制效果明显。进一步进行闭路试验,闭路试验确定的最终流程为:原料——段浮选—磨矿一二段浮选,一段浮选流程为一次粗选、两次精选,粗选尾矿直接弃尾,各精选中矿顺序返回上一级,精矿经预先分级一磨矿,进行二段浮选,分级粒度为-38 μm。二段浮选流程为一次粗选、五次精选,二段浮选的粗选尾矿为低品位萤石中矿,各精选中矿顺序返回上一级,二段浮选的精矿为最终产品。试验结果见表 4,精矿多元素分析结果见表 5。

3  结论

    1)萤石矿物嵌布粒度细,单体解离度低;脉石矿物赤铁矿、碳酸盐类矿物含量高,可浮性与萤石相近,浮选分离难度大,是白云鄂博尾矿中萤石,回收的主要难题。

    2)采用一段浮选一磨矿一二段浮选一萤石精矿流程,以苛化淀粉与水玻璃组合药剂抑制赤铁矿,经一次粗选、两次精选的一段浮选,一段浮选精矿产品分级一磨矿,-38 μm产品以酸化水玻璃作碳酸盐类矿物抑制剂、经一次粗选、五次精选的二段浮选的联合流程,得到了CaF2品位 95.37%,回收率68.27%的萤石精矿。

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