四川某稀土矿选矿试验研究.pdf

2 0 2 0 年第6 期有色金属 选矿部分 5 9 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 9 4 9 2 ．2 0 2 0 ．0 6 ．0 1 1 四川某稀土矿选矿试验研究 王 鑫，康金星，于传兵，王亚运 中国恩菲工程技术有限公司，北京1 0 0 0 3 8 摘要针对四川某稀土矿选矿工艺存在的稀土回收率低的问题，开展了一系列选矿试验研究。试验结果表明，在矿浆 质量浓度为3 0 ％，粗选N a O H 用量为6 0 0g ／t ，水玻璃用量为30 0 0g ／t ，E F l l 0 6 用量为35 0 0g ／t ，起泡剂用量为6 0g ／t 情况 下，采用一粗三精两扫、中矿顺序返回的浮选工艺流程，可获得稀土R E O 品位和回收率分别为6 6 ．3 2 ％和7 9 ．8 8 ％的稀土精 矿。与生产指标相比，稀土回收率提高了1 3 ．9 3 个百分点。 关键词氟碳铈矿；稀土矿；浮选工艺；回收 中图分类号T D 9 5 5文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 2 0 0 60 0 5 9 0 5 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nt h eF l o t a t i o no fR a r e - E a r t hM i n e r a l si nS i c h u a n W A N GX i n ，K A N GJi n x i n g ，y UC h u a n b i n g ，W A N GY a y u n C h i n aE NF IE n g i n e e r i n gC o m p a n yL i m i t e d ，B e i j i n g10 0 0 3 8 ，C h i n a A b s t r a c t E x p e r i m e n t a ls t u d yi si n v e s t i g a t e di nt h er a r e e a r t hm i n e r a l si nS i c h u a nc o n s i d e r i n gt h el o w r e c o v e r y ．T h er e s u l t si n d i c a t e dt h a t ，u n d e rt h ec o n d i t i o n so ft h ep u l pc o n c e n t r a t i o no f3 0 ％，N a O Hd o s a g e o f6 0 0g ／t ，s i l i c a t es o d i u md o s a g eo f30 0 0g ／t ，E F l1 0 6d o s a g eo f35 0 0g ／t ，f r o t h e rd o s a g eo f6 0g ／t ，r a r e e a r t hc o n c e n t r a t ew a so b t a i n e db yu s i n go fo n er o u g h i n g ，t h r e ec l e a n i n g s ，t W Os c a v e n g i n g s ，a n dm i d d l e s b a c kt ot h ef l o w s h e e ti nt u r n ．T h er a r ee a r t hc o n c e n t r a t ew a so b t a i n e dw i t hg r a d ea n dr e c o v e r yo f6 6 ．3 2 ％ a n d7 9 ．8 8 ％r e s p e c t i v e l y ．C o m p a r e dw i t hp r o d u c t i o ni n d e xo ft h ep l a n t ，t h er e c o v e r yo fr a r ee a r t hi s i n c r e a s e db y1 3 ．9 3p e r c e n t a g ep o i n t s ． K e yw o r d s b a s t n a e s i t e ；r a r ee a r t hm i n e r a l s ；f l o t a t i o np r o c e s s ；r e c o v e r y 稀土矿是一种不可或缺且应用广泛的资源，是 用于发展高精尖技术以及国防工业所必须的一种 重要物资[ 1 。2 ] 。氟碳铈矿是一种重要的铈族稀土矿 物，是提炼铈及其化合物的重要原料[ 3 ] 。我国此类 稀土资源较为丰富，分布面广又相对集中，主要分 布在内蒙古的白云鄂博矿区、四川的凉山地区和山 东微山等地[ 4 ‘5 ] 。四川凉山地区的稀土储量居四川 省之首，占四川全省已探明稀土储量的9 0 ％ 左右‘6 7 | 。 氟碳铈矿常用选矿方法有重选、磁选和浮选或 者联合选别工艺[ 8 。1 1 I 。氟碳铈矿与方解石、萤石及重 晶石等同属于盐类矿物，常常互相紧密伴生，物理化 学性质相近[ 1 ⋯。因此，难以获得理想分选效果。目 前，我国稀土矿山的资源回收率普遍偏低，国有矿山 的资源回收率在6 0 ％左右，民营矿山的资源回收率 收稿日期2 0 2 0 0 2 1 3 作者简介王鑫 1 9 8 8 一 ，男，博士，工程师，主要从事矿产综合利用研究。 在4 0 ％左右n 3 。16 I 。此外，未合理回收利用的矿物，如 氟碳铈矿、重晶石、萤石等被堆存于尾矿库中，可能 引发尾矿库区及周边地区的重金属污染和扬尘放射 性超标等问题，严重危害本文矿区附近的生态环境 和社会环境口7 。18 I 。 本文以四川某选厂的稀土矿为研究对象，通过 统计选厂连续一个月的生产指标，发现该选厂精矿 作业回收率仅有6 5 ．9 5 ％。针对这种现状，旨在研究 确定适合该稀土矿选矿的浮选药剂和工艺参数，获 得合格的稀土精矿产品，提高稀土回收率。 1 试验矿样 试验矿样取自选厂旋流器溢流综合样，矿样经 过过滤脱水、自然风干，碾碎混匀，缩分装袋备用。 矿样主要化学成分分析结果见表1 ，主要矿物组成 万方数据 6 0 有色金属 选矿部分2 0 2 0 年第6 期 及含量见表2 ，稀土化学物相分析结果见3 。由表1 和表2 结果可知，矿样中主要有用矿物为氟碳铈 矿，脉石矿物主要为石英，其次为重晶石、方解石、 萤石以及长石、云母、角闪石等硅酸盐类矿物。由 表3 结果可知，稀土组分主要以碳酸盐形式存在， 其分布率达8 3 ．3 4 ％，其余有少量分布在磷酸盐矿 物中。 表1矿样主要化学成分分析结果 T a b l e1R e s u l t so fM a i nc h e m i c a l c o m p o s i t i o na n a l y s i so fo r es a m p l e／％ 矿物名称氟碳铈矿赤、褐铁矿铅矾金红石石英重晶石 稀土相碳酸盐中R E O磷酸盐中R E O其他R E O 合计 1 0 0 ．0分布率8 3 ．3 47 ．2 39 ．4 3 2 试验结果与讨论 为了使研究成果对现场生产有指导意义，进行 了包括药剂制度、选矿工艺等一系列试验，确定适合 该稀土矿选矿的药剂制度及配套的工艺流程。 2 ．1 粗选条件试验 2 ．1 ．1 分散剂种类试验 试验采用一次粗选作业流程，考察了水玻璃、酸 化水玻璃、C M C 及六偏磷酸钠四种分散剂对氟碳铈 稀土矿浮选效果的影响。浮选矿浆浓度为3 0 ％， N a O H 用量为6 0 0g ／t ，羟肟酸类捕收剂E F l l 0 6 用 量30 0 0g ／t ，松醇油用量为6 0g ／t 时，不同分散剂对 稀土浮选结果的影响结果见图1 。 由图1 结果可知，酸化水玻璃作为分散剂时，粗 精矿品位最高，为2 4 ．2 6 ％，但其回收率仅有 7 1 ．8 6 ％。而水玻璃作为分散剂时，其浮选效果最 优，此时稀土粗精矿的R E O 品位为2 3 ．8 6 ％，回收率 为8 0 ．8 7 ％。 9 0 8 0 7 0 6 0 - 誉 2 2 5 0 Ⅲ4 0 3 0 2 0 1 0 0 水玻璃酸化水玻璃空闩C M C六偏磷酸钠 图1不同分散剂试验结果 F i g ．1 R e s u l t so fd i f f e r e n td i s p e r s a n t t y p et e s t s 2 ．1 ．2 N a O H 用量试验 矿浆p H 对浮选体系中矿物的表面电荷、矿物 表面形成的螯合物的溶解性以及浮选药剂的化学性 质有重要影响[ 19 I 。固定浮选矿浆浓度为3 0 ％，水玻 璃用量为30 0 0g ／t ，E F l l 0 6 用量为30 0 0g ／t ，松醇 油用量为6 0g ／t 时，考察N a O H 用量对稀土浮选效果 的影响，试验结果见图2 。由图2 结果可知，随着 N a O H 用量增加，稀土粗精矿的回收率呈先快速而后 缓慢的上升趋势，稀土粗精矿品位先升高而后逐渐降 低。综合考虑，N a O H 的用量在6 0 0g ／t 时，浮选效果 最好。 图2N a O H 用量试验结果 F i g ．2 R e s u l t so fN a O Hd o s a g et e s t s 2 ．1 ．3 水玻璃用量试验 水玻璃是石英、铝硅酸盐等脉石矿物的常用抑 制剂。固定浮选矿浆浓度为3 0 ％，N a O H 用量为 6 0 0g ／t ，E F l l 0 6 用量为30 0 0g ／t ，松醇油用量为 6 0g ／t 时，考察水玻璃用量对稀土浮选效果的影响， 试验结果见图3 。由图3 结果可知，随着水玻璃的用 量增加，稀土粗精矿的品位逐渐增加，而回收率逐渐 万方数据 2 0 2 0 年第6 期王鑫等四川某稀土矿选矿试验研究 6 1 降低。综合考虑，水玻璃的用量为30 0 0g ／t 时，浮 选效果最好。 图3 水玻璃用量试验结果 F i g ．3 R e s u l t so fs i l i c a t es o d i u md o s a g et e s t s 2 ．1 ．4 E F l l 0 6 用量试验 固定浮选矿浆浓度为3 0 ％，N a O H 用量为6 0 0g ／t ， 水玻璃用量为30 0 0g ／t ，松醇油用量为6 0g ／t 时，考察 E F l l 0 6 用量对稀土浮选效果的影响，试验结果见 图4 。 图4E F l l 0 6 用量试验结果 F i g ．4 R e s u l t so fE F l1 0 6d o s a g et e s t s 由图4 结果可知，随着E F l l 0 6 用量的逐渐增 多，稀土粗精矿回收率逐渐增加，而品位降低。综合 考虑，粗选E F l l 0 6 的用量为35 0 0g ／t 时，浮选效果 最好。 2 ．1 ．5 起泡剂用量试验 固定浮选矿浆浓度为3 0 ％，N a O H 用量为6 0 0g ／t ， 水玻璃用量为30 0 0g ／t ，捕收剂E F l l 0 6 用量为 35 0 0g ／t 时，考察起泡剂松醇油的用量对稀土浮选 效果的影响，试验结果见图5 。由图5 结果可知，随 着起泡剂用量的逐渐增多，稀土粗精矿回收率上升， 品位下降。综合考虑，粗选起泡剂的用量为6 0g ／t 时，浮选效果最好。 图5 松醇油不同用量试验结果 F i g ．5 R e s u l t so ff r o t h e rd o s a g et e s t s 2 ．2 闭路试验 以粗选条件试验结果为基础，进行了一粗三精 两扫的开路试验，结合开路试验结果进行了闭路试 验，闭路试验流程见图6 ，试验结果见表4 。由表4 结果可知，通过闭路试验可以获得R E O 品位和回 收率分别为6 6 ．3 2 ％和7 9 ．8 8 ％的稀土精矿。相较 于现场生产指标，R E O 回收率提高了1 3 ．9 3 个百 分点。 万方数据 6 2 有色金属 选矿部分2 0 2 0 年第6 期 精矿 图6 闭路试验流程 F i g ．6 F l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s t s 表4闭路试验结果 T a b l e4R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t s ／％ 3结论 1 试验矿样中稀土矿物主要是以碳酸盐形式存 在的氟碳铈矿，分布比例达8 3 ．3 4 ％，其余少量分布 在磷酸盐中，脉石矿物主要为石英，其次为方解石、重 晶石、萤石以及硅酸盐类矿物，如长石、云母、角闪石。 2 试验矿样经过一粗三精两扫、中矿顺序返回 的选矿流程，可获得R E O 品位和回收率分别为 6 6 ．3 2 ％和7 9 ．8 8 ％的稀土精矿。与选厂生产指标相 比，R E O 回收率提高了1 3 ．9 3 ％。 参考文献 [ 1 ] [ 2 ] E 3 - 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7 7 0 ． 邱显扬，李美荣，梁冬云，等．甘肃某复杂铌稀土矿石矿 物学及选矿工艺特性研究I - J ] ．中国稀土学报．2 0 1 9 ， 3 7 5 6 2 5 6 3 4 ． Q I UX i a n y a n g ，L IM e i r o n g ，L I A N GD o n g y u n ，e ta 1 ． M i n e r a l o g i c a l f e a t u r e s a n dm i n e r a l p r o c e s s i n g c h a r a c t e r i s t i c so fac o m p l e xn i o b i u m r a r ee a r t ho r ef r o m G a n s ul , J ] ．J o u r n a lo ft h eC h i n e s eR a r eE a r t hS o c i e t y ， 2 0 1 9 ，3 7 5 6 2 5 - 6 3 4 ． 朱智慧，杨占峰，王其伟，等．白云鄂博稀土精矿工艺矿 物学研究I - J ] ．有色金属 选矿部分 ．2 0 1 9 6 1 - 4 ． Z H UZ h i h u i ，Y A N GZ h a n f e n g ，W A N GQ i w e i ，e ta 1 ． S t u d yo nt e c h n o l o g i c a lm i n e r a l o g yo fr a r ee a r t hc o n t r a t e i nB a y a nO b o [ J ] ．N o n f e r r o u sM e t a l s M i n e r a lP r o c e s s i n g S e c t i o n ，2 0 1 9 6 1 - 4 ． 熊文良，陈炳炎．四J I I 冕宁稀土矿选矿试验研究I - J ] ．稀 土．2 0 0 9 ，3 0 0 3 8 9 9 2 ． X I O N GW e n l i a n g ，C H E NB i n y a n ．E x p e r i m e n t a ls t u d y o nb e n e f i c i a t i o no fr a r ee a r t hm i n ei nM i a n n i n g ，S i c h u a n p r o v i n c e l , J ] ．C h i n e s eR a r eE a r t h s ，2 0 0 9 ，3 0 3 8 9 9 2 ． 严伟平，曾小波，杨耀辉．四川I 某稀土尾矿综合回收利 用的选矿试验研究I - J ] ．有色金属 选矿部分 ．2 0 1 9 4 9 1 5 ． Y A NW e i p i n g ，Z E N GX i a o b o ，Y A N GY a o h u i ，e ta 1 ．S t u d y o nb e n e f i c i a t i o nt e s to fc o m p r e h e n s i v er e c o v e r ya n d 万方数据 2 0 2 0 年第6 期王鑫等四川某稀土矿选矿试验研究 6 3 E 8 ] [ 9 ] [ 1 0 ] [ 1 1 ] [ 1 2 ] [ 1 3 ] u t i l i z a t i o no far a r ee a r t ht a i l i n g si nS i c h u a np r o v i n c e F J ] ． N o n f e r r o u sM e t a l s M i n e r a lP r o c e s s i n gS e c t i o n ，2 0 1 9 4 9 1 5 ． A B A K A W 0 0 DGB 。Z A N I NM ，A D D A I _ M E N S A H J ，e ta 1 ．R e c o v e r yo fr a r ee a r t he l e m e n t sm i n e r a l sf r o m i r o no x i d e s i l i c a t er i c ht a i l i n g s p a r t2 F r o t hf l o t a t i o n s e p a r a t i o n [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，2 0 1 9 ，1 4 2 1 0 5 8 8 8 1 0 5 9 0 0 ． A B A K A W 0 0 DGB ，F O S US ，A D D A I - M E N S A HJ ， e ta 1 ．F l o t a t i o n r e c o v e r yo f r a r ee a r t ho x i d e sf r o m h e m a t i t e q u a r t z m i x t u r e u s i n g s o d i u mo l e a t ea sa c o l l e c t o r [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，2 0 1 9 ，1 4 1 1 0 5 8 4 7 - 1 0 5 8 5 8 ． Z H A N GY ，L I NH ，D O N GY ，e ta 1 ． C o u p l i n g r e l a t i o n s h i pb e t w e e nm u l t i c o m p o n e n tr e c o v e r yo f r a r e e a r t ht a i l i n g s [ J - 1 ．R a r eM e t a l s ，2 0 1 7 ，3 6 3 2 2 0 2 2 8 ． 王鑫，林海，董颖博，等．不同磁浮工艺对综合回收某稀 土尾矿中稀土、铁、铌和萤石的影响[ J ] ．稀有金属， 2 0 1 4 ，3 8 5 8 4 6 8 5 4 ． W A N GX i n ，L I NH a i ，D O N GY i n b o ，e ta 1 ．R e c o v e r yo f r a r ee a r t h ，i r o n ，n i o b i u ma n df l u o r i t ei nr a r ee a r t h t a i l i n g sw i t hd i f f e r e n tm a g n e t i cs e l e c t i o na n df l o t a t i o n t e c h n o l o g i e s [ J ] ．C h i n e s eJ o u r n a lo fR a r eM e t a l s ，2 0 1 4 ， 3 8 5 8 4 6 8 5 4 ． 王介良，曹钊，王建英，等．氟碳铈矿浮选中E D T A 对萤 石的选择性抑制作用机理E J ] ．稀有金属．2 0 1 9 ，5 0 4 1 1 1 ． W A N GJ i e l i a n g ，C A OZ h a o ，W A N GJ i a n y i n g ，e ta 1 ． S e l e c t i v ed e p r e s s i o nm e c h a n i s mo fE D T Ao nf l u o r i t ei n b a s t n a e s i t e f l o t a t i o n [ J ] ．C h i n e s eJ o u r n a l o fR a r e M e t a l s ，2 0 1 9 ，5 0 4 I - 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