湖南某多金属矿尾矿萤石选矿新工艺研究.pdf

2 0 1 8 年第6 期有色金属 选矿部分 5 7 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s r L1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 8 ．0 6 ．0 1 1 湖南某多金属矿尾矿萤石选矿新工艺研究 凌石生，王中明，刘方，呼振峰 北京矿冶科技集团有限公司矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 摘 要研究从湖南某多金属矿尾矿中回收萤石的高梯度磁选一脱泥一浮选新工艺，采用高梯度磁选除去该尾 矿中的磁性矿物，非磁性物料进入旋流器脱泥，脱泥后的物料进入萤石浮选作业。试验结果表明，采用该工艺选别 C a F 2 含量2 2 ．6 7 ％的多金属矿尾矿，可以获得C a F 2 含量9 5 ．0 3 ％，回收率7 0 ．1 1 ％的萤石精矿。 关键词多金属矿尾矿；高梯度磁选；脱泥；萤石；B K 4 1 0 A 中图分类号T D 9 2 6 ．4 2 ；T D 9 7文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 8 0 6 - 0 0 5 7 - 0 5 R e s e a r c ho nN e wP r o c e s s i n gT e c h n o l o g yo f F l u o r i t ef r o mt h e T a i l i n g so fC e r t a i nP o l y m e t a l l i c0 r ei nH u n a n L I N GS h i s h e n g ，W A N GZ h o n g m i n g 。u U 知n g ，H U Z h e n f e n g S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fM i n e r a lP r o c e s s i n gS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ， B G R I M MT e c h n o l o g yG r o u p ，B e i j i n g1 0 2 6 2 8 ，C h i n a A b s t r a c t ’1 1 1 en e wf l o w s h e e to fc o m b i n e dh i g h - g r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o n d e s l i m i n gb yc y c l o n e f l u o r i t e f l o t a t i o nf r o mt h et a i l i n g so fc e r t a i np o l y m e t a l l i co r ei nH u n a nw a si n v e s t i g a t e d ．F i r s t l y ，t h em a g n e t i cm i n e r a l si n t h et a i l i n g sw e r er e m o v e db yh i g h - g r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o n ，a n dt h e nt h ef l u o r i t ew a sr e c o v e r e db yf l o t a t i o n f r o mt h en o n m a g n e t i cm a t e r i a l sw h i c hw e r ed e s l i m e db yc y c l o n e ．T h er e s u l t ss h o wt h a tf l u o r i t ec o n c e n t r a t eo f 9 5 ．0 3 ％C a F 2w i t hr e c o v e r y7 0 ．1 1 ％w a so b t a i n e d ． K e yw o r d s t a i l i n g so fp o l y m e t a l l i eo r e ；h i g h g r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o n ；d e s l i m i n g ；f l u o r i t e ；B K 4 1 0 A 湖南某多金属矿是以钨、钼、铋为主，伴生铁、 硫、萤石、石榴子石等，目前该矿采用铁磁选一硫化 矿浮选一钨浮选一萤石浮选工艺流程回收其中的 铁、硫化矿、钨和萤石，其中的铁、钼、铋、硫和钨得到 了较好回收。由于该矿矿石性质复杂、选别流程长、 药剂种类繁多，一直以来，虽经各研究单位多年攻 关，但萤石的选别指标都不太高，萤石精矿品位徘徊 在8 7 ％～9 3 ％，回收率5 0 ％左右，而该多金属矿的 伴生萤石储量占全国伴生萤石储量的7 4 ％引。因 此，研究新工艺以进一步提高该矿萤石资源的综合 表1 1 址l e1 回收率，意义非常大。 本文对该多金属矿尾矿进行了详细的试验研 究，推荐采用高梯度磁选一脱泥一浮选新工艺回收 该尾矿中的萤石，获得了良好的试验指标。 1 试验原料和性质 试验原料来自湖南某多金属矿经铁磁选一硫化 矿浮选～钨浮选后的选钨尾矿产品，以下简称给矿。 原矿多组分分析结果和筛析试验结果分别见表1 和 表2 ，矿物组成见表3 。 原矿多组分分析结果 M u l t i - c o m p o s i t i o na n a l y s i sr e s u l t so fr a n - o f - m i n eo r e ／％ 基金项目“十二五”国家科技支撑计划项目 2 0 1 5 B A B l 4 8 0 2 收稿日期2 0 1 8 - 0 4 ．1 6修回日期2 0 1 8 ．1 0 ．1 6 作者简介凌石生 1 9 8 2 一 ，男，广西玉林人，硕士，高级工程师，主要从事选矿和资源综合利用研究。 万方数据 5 8 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第6 期 矿石中萤石主要以单体形式嵌布，单体萤石占 总萤石的7 6 ．9 4 ％，连生体形式存在的萤石主要与 脉石矿物连生，有部分是以微、细粒包体形式嵌布于 脉石矿物中，还有微量的萤石与黄铁矿及磁黄铁矿 连生。萤石的嵌布粒度较细，其嵌布粒度较集中于 1 0 1 0 0I , z m ，最大嵌布粒度可达1 8 0 斗m 。 2 试验结果与讨论 2 ．1 试验方案的确定 根据矿石中萤石与方解石的比值 用方解石模 数M k c t C a F ／a C a C O ，表示 ，萤石矿石可以分为强 碳酸盐化矿石 舭≤2 、中等碳酸盐化矿石 M k 4 1 0 和弱碳酸盐化矿石 M k ≥1 0 Mo 。由表1 可 知，该矿含C a F 22 2 ．6 7 ％、C a C 0 35 ．0 6 ％，方解石模 数M k 4 ．4 8 ，属于中等碳酸盐化矿石。萤石与方解 石浮选分离一直以来都是难点，因此，必须选择合 适的调整剂和高效选择性捕收剂才能取得较好的分 离效果HJ 。 由表3 可知，该尾矿矿物组成极其复杂，萤石矿 物含量2 2 ．6 7 ％，脉石矿物主要为石英，其次为钙铝 榴石／钙铁榴石、白云母、钠长石／钾长石、绿泥石、绿 帘石、方解石，另外有少量的黄铁矿／雌黄铁矿等。 其中钙铝榴石／钙铁榴石、绿帘石、绿泥石矿物量合 计2 4 ．3 7 ％，它们的平均比磁化系数为1 9 ．9 6 6 3 ．0 1 0 “c m 3 ／g ；而萤石、石英、方解石、长石的比磁化 系数在一0 ．5 0 0 ．5 1 1 0 。6c m 3 ／g ，这两组矿物的 平均比磁化系数差异较大，可以通过高梯度磁选预 先脱除钙铝榴石／钙铁榴石、绿帘石、绿泥石等弱磁 性矿物’6J 。一来可以消除此类弱磁性脉石矿物对 萤石浮选的干扰，二来可以脱除一部分前面硫化矿 浮选和钨浮选残留药剂，三来可以降低进入萤石浮 选作业的给矿量，减少药剂消耗。 通过高梯度磁选预先脱除钙铝榴石／钙铁榴石、 绿帘石、绿泥石等弱磁性矿物后，非磁性物料浓度比 较低，一般经过浓密后进入萤石浮选作业，普通的浓 密难以脱除残留药剂的影响。因此，本研究拟采用 旋流器进行脱泥和脱药，一来可以脱除细泥对萤石 浮选的影响，二来通过旋流器的高压擦洗脱药，更有 利于萤石浮选。 综上所述，采用高梯度磁选一旋流器脱泥对该 多金属矿尾矿进行预处理，不仅可以脱除钙铝榴石／ 钙铁榴石、绿帘石、绿泥石等弱磁性矿物和细泥，同 时可以脱除部分硫化矿浮选和钨浮选残留药剂，为 萤石回收提供良好的浮选环境。因此，本研究拟采 用高梯度磁选一脱泥一浮选新工艺回收该多金属矿 尾矿中的萤石。 2 ．2 高梯度磁选试验 高梯度磁选的特点是磁化场均匀的通过工作体 积，介质被均匀的磁化，在磁化空间的任何位置，梯 度的数量级是相同的，但与一般磁选机相比，磁场梯 度大大提高，为磁性颗粒提供了强大的磁力来克服 流体阻力和重力，使微细粒弱磁性颗粒可以得到有 效回收“ J 。针对给矿，首先进行了高梯度磁选试验， 预先脱除其中的弱磁性矿物，试验设备为S L O N ．1 0 0 周期式脉动高梯度磁选机，磁场强度1T ，得到磁性 产品和尾矿，试验结果见表4 。由表4 可知，通过高 梯度磁选可以脱除产率2 3 ．2 7 ％的磁性产品，损失 的萤石回收率仅1 0 ．9 4 ％。 万方数据 2 0 1 8 年第6 期凌石生等湖南某多金属矿尾矿萤石选矿新工艺研究 5 9 表4高梯度磁选试验结果 T a b l e4 R e s u l t so fh i g h - g r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o n 2 ．3 旋流器脱泥试验 给矿为高梯度磁选的尾矿，采用旋流器进行脱 泥，产出泥和沉砂，沉砂作为给矿进入后续的萤石浮 选作业，试验结果见表5 。由表5 可知，通过旋流器 可以脱除产率6 ．6 4 ％的泥，损失的萤石作业回收率 仅5 ．5 1 ％。 表5旋流器脱泥试验结果 T a b l e5R e s u l t so fd e s l i m i n gb yc y c l o n e／％ 2 ．4 粗选碳酸钠用量试验 该多金属矿尾矿经高梯度磁选一旋流器脱泥后 作为萤石浮选作业的给矿 以下同 。首先开展了 萤石粗选碳酸钠用量试验，流程见图1 ，试验结果见 图2 。试验结果表明，随着碳酸钠用量的增加，萤石 精矿品位逐渐升高，回收率则比较接近，为8 3 ．7 0 ％ 一8 5 ．5 0 ％。碳酸钠用量为10 0 0s i t 时萤石粗精矿 品位及回收率都较高。 捌 3 碳酸钠变 3 ≥ 水玻璃1o 3 B K 4 1 0 A 2 G 粗 选 粗精矿 尾矿 用量单位g t ； 、浮选时间单位m i n ；下同 图1 碳酸钠用量试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fs o d i u mc a r b o n a t ed o s e st e s t 2 ．5 粗选水玻璃用量试验 萤石粗选水玻璃用量试验流程见图1 ，试验结 果见图3 。图3 结果表明，随着水玻璃用量的增加， 萤石精矿品位逐渐升高，回收率则逐渐降低。水玻 璃用量为10 0 0g ／t 时萤石粗精矿品位及回收率都 较高。 碳酸钠用量， g r 1 图2 碳酸钠用量试验结果 F i g ．2 R e s u l t so fs o d i u mc a r b o n a t ed o s e st e s t 1 一c a F 2 品位；2 一c a F 2 回收率；下同 水玻璃用量， g 。t “ 图3 水玻璃用量试验结果 F i g ．3 R e s u l t so fs o d i u ms i l i c a t ed o s e st e s t 2 ．6 粗选捕收剂试验 萤石粗选捕收剂种类和用量试验流程见图1 ， 试验结果见表6 。表6 结果表明，使用这几种捕收 剂的萤石回收率接近，但B K 4 1 0 A 的选择性更好，萤 石粗精矿品位更高。B K 4 1 0 A 用量试验结果见图4 ， 其用量为2 0 0g ／t 时，萤石粗精矿品位及回收率都较 高。 表6捕收剂种类试验结果 T a b l e6R e s u l t so fc o l l e c t o rk i n d st e s t／％ 2 ．7 闭路试验结果 根据上述条件试验结果，采用高梯度磁选一脱 泥一浮选工艺流程进行闭路试验，流程见图5 ，其中 H S I 为酸化水玻璃，试验结果见表7 。 万方数据 6 0 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第6 期 B K 4 1 0 A 用I ／ g r 。 图4 捕收剂B K 4 1 0 A 用■试验结果 F i g ．4 R e s u l t so fB K 4 1 0 Ad o s e st e s t 3结论 表7闭路试验结果 T a b l e7R e s u h so fl o c k e d ．c i r c u i tt e s t／％ 萤石精矿 图5 闭路试验流程 F i g ．5 F l o w s h e e to fl o c k e d c i r c u i tt e s t 1 该多金属矿尾矿为湖南某多金属矿经铁磁 选硫化矿浮选一钨浮选后的尾矿，其中含C a F 2 2 2 ．6 7 ％、S i 0 24 7 ．0 4 ％、C a C 0 35 ．0 6 ％；其矿物组成 极其复杂，主要目的矿物为萤石，脉石矿物主要是石 英，其次为白云母、钙铝榴石／钙铁榴石、钠长石／钾 长石、绿泥石、绿帘石、方解石等，另外还有微量的 铜、铅、锌、钨、铋、铁等的相关矿物。 2 矿石中萤石主要以单体形式嵌布，单体萤石 占总萤石的7 6 ．9 4 ％，连生体形式存在的萤石主要 与脉石矿物连生，有部分萤石以微、细粒包体形式嵌 布于脉石矿物中，还有微量的萤石与黄铁矿及磁黄 铁矿连生。萤石的嵌布粒度较细，其嵌布粒度较集 中于1 0 1 0 0p , m ，最大嵌布粒度可达1 8 0p , m 。 3 本研究针对该尾矿特点，采用高梯度磁选一 万方数据 2 0 1 8 年第6 期凌石生等湖南某多金属矿尾矿萤石选矿新工艺研究 6 l 脱泥一浮选新工艺流程处理该尾矿，其中粗选p H 值调整剂为碳酸钠、抑制剂为水玻璃和捕收剂为 B K 4 1 0 A ，精选抑制剂为酸化水玻璃，获得的闭路试 验指标萤石精矿含C a F 9 5 ．0 3 ％、回收率7 0 ．1 1 ％。 4 该工艺与现场的生产工艺相比，采用高梯度 磁选预先脱除磁性矿物，既能降低萤石浮选作业给 矿量，又消除此类矿物对萤石浮选的干扰；采用旋流 器预先脱泥和脱药，既可消除细泥对萤石浮选的影 响，又可通过旋流器的高压擦洗，脱除部分残留药 剂，更有利于萤石浮选；可获得萤石精矿品位 9 5 ．0 3 ％和回收率7 0 ．1 1 ％的试验指标，大幅度提高 了萤石精矿的品位和回收率，市场前景十分广阔。 参考文献 [ 1 ] 叶志平，何伟国．柿竹园浮钨尾矿综合回收萤石新工 艺[ J ] ．有色金属，2 0 0 5 3 7 0 - 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