四川典型稀土矿高效回收稀土试验研究.pdf
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 4 .0 0 5 四川典型稀土矿高效回收稀土试验研究 喻福涛1 ’2 ,余新文1 ’2 ,商容生1 ’2 ,杨晓军1 ’2 ,何婷1 一,刘志刚1 ,2 1 .四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心,成都6 1 0 0 8 1 2 .稀有稀土战略资源评价与利用四川省重点实验室,成都6 1 0 0 8 1 摘 要本研究以四川典型稀土矿为研究对象,根据矿石性质,对试样开展了磁选试验、浮选试验、开路流程试验、闭路 流程试验等大量研究工作,确定了“阶段磨矿一粗细分别高梯度磁选抛尾磁选精矿浮选”联合工艺流程,以自行开发的 D z Y 一1 0 为捕收剂,获得了T R E O 品位为6 0 .2 4 %,T R E O 回收率为6 6 .5 8 %的稀土精矿,采用高梯度磁选和常温浮选工艺取 到了良好的稀土选矿指标,为该类型矿石高效利用提供技术参考。 关键词四川;稀土;磁选;D z Y l o 捕收剂;浮选 中图分类号T D 9 2 3 ;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 4 一0 2 2 一0 6 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nE f f i c i e n tR e c o V e r yo fR a r eE a r t hf r o m T y p i c a lR a r eE a r t ho r ei nS i c h u a n y UF “£a o2 “,y L ,X i 九训P 行1 ~,S H A N G R o 卵9 5 矗P 咒9 1 ~,y A N GX i 口。歹“行’~, H E T i 前9 1 ~,L J U Z i g 日咒9 1 ’2 j .C P 他g d 甜C 0 7 咒户,.P 九P ,z s i 口gR o c 忌口挖dM i ,z P r 口ZT P s £i 咒gC 已以£已r ,S i c “a nB “r e n “ o 厂G 已o Z o g yn 咒dM i 行P r 口ZR P s o “,.c 已5E z p Z o r 口£i o 咒n 卵dD 已口P Z o 户m P 挖£,C 矗e 行g d “6 jD 0 8 j ,C i 行口; 2 .S i c “n 靠P r o u i 咒c i n ZK P yL 口6 0 r 口£o r y /- 0 ,- E 可口Z “口£i o 咒口咒dL k i Z i z 口芒i o 竹。厂R 口r PE 口,.£矗 S £r 口≠P g i cR P s o “r f P s ,C P n g d “6 j0 0 8 j ,C i 行口, A b s t r a c t T h es t u d yt a k e st h et y p i c a lr a r ee a r t ho r ei nS i c h u a na st h eo b j e c tt oc a r r yo u tal a r g e n u m b e ro fr e s e a r c hw o r ki n c l u d i n gm a g n e t i cs e p a r a t i o n ,f l o t a t i o n ,o p e n c i r c u i tp r o c e s s ,a n dc l o s e d c i r c u i t p r o c e s st e s t sa c c o r d i n gt ot h eo r ep r o p e r t i e s . Ac o m b i n e df l o w s h e e to fs t a g eg r i n d i n g h i g hg r a d i e n tm a g n e t i c s e p a r a t i o nt a 订i n go fc o a r s ea n df i n em i n e r a l s f l o t a t i o no fm a g n e t i cc o n c e n t r a t eh a sb e e nd e t e r m i n e d ,u s i n g t h es e l f - d e v e l 。p e dD Z Y 一1 0a st h ec o l l e c t i n ga g e n t ,a n d 。b t a i n e dt h er a r ee a r t hc o n c e n t r a t ew i t hT R E Og r a d e o f6 0 .2 4 %a n dT R E Or e c o v e r yo f6 6 .5 8 %.I na d d i t i 。n ,h i g hg r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o na n dn o r m a l t e m p e r a t u r ef l o t a t i o np r o c e s s e sh a v eb e e na p p l i e dt oa c h i e v eb e t t e rr a r ee a r t ho r ed r e s s i n gi n d i c a t o r s ,w h i c h a r eo fs i g n i f i c a n tt e c h n i c a lr e f e r e n c e sf o rt h ee f f i c i e n te x p l o r a t i o no ft h eo r e . K e yw o r d s S i c h u a np r o v i n c e ;r a r ee a r t ho r e s ;m a g n e t i cs e p a r a t i o n ;D Z Y 一1 0c o l l e c t o r ;f l o t a t i o n 稀土元素因其拥有特殊的电子结构,使其具有 其他许多金属所不具备的光、电、磁特性,广泛应用 于新材料、航天工业、国防军工等领域,是现代高新 技术产业的关键材料,有“工业黄金、工业维生素”之 称[ 1 。2 ] 。随着现代新技术和新材料产业的快速发展, 稀土材料的特性不断被发现,应用领域不断突破,其 应用价值越来越大,是世界各国争先储备的关键性战 略矿产资源。我国稀土资源储量一直处于世界首位, 储量占世界稀土的3 3 .8 4 %[ 3 ] ,同时也是稀土出口大 国n ] ,但是我国稀土价格定价权不明显[ 5 。7 ] 。要发挥 我国的稀土战略资源优势,需提高我国稀土选冶技 术,提高稀土资源利用率。国内外稀土矿的选矿一般 采用浮选法,并常辅助以重选和磁选,组成浮选一重 选、浮选一磁选一重选等多种组合工艺流程[ 8 。0 | 。国 收稿日期2 0 1 9 1 1 一0 4 基金项目四川省科技计划重点研发项目 2 0 1 8 s z 0 2 9 7 。四川省地矿局科技计划项目 川地矿办[ 2 0 1 8 ] 1 9 9 号 作者简介喻福涛 1 9 8 8 一 ,男。重庆云阳人,硕士,工程师,主要从事资源综合利用。E m a i l f l y f i s h l l 1 6 3 .c o m 万方数据 2 0 2 0 年第4 期喻福涛等四川典型稀土矿高效回收稀土试验研究 2 3 内具有代表性的选矿工艺流程有磁选重选联合工 艺流程、重选一磁选工艺流程、重选一磁选一浮选联 合工艺流程、重选~浮选工艺流程等。目前,我国稀 土选矿普遍资源开采回采率低、精矿品位和选矿回收 率低、稀土资源中有用伴生组分综合利用率低、选矿 设备老旧、浮选药剂性能较差等问题,造成我国稀土 资源严重浪费,稀土资源优势发挥不明显。 磨矿一粗细分别高梯度磁选抛尾~磁选精矿浮选” 联合工艺流程,获得了合格的稀土精矿,为该类型的 稀土矿产资源高效利用提供技术参考。 1试样性质研究 1 .1 化学成分 试样X 荧光光谱分析和主要化学成分分析结果 本文以四川典型稀土矿为研究对象,采用“阶段分别见表1 和表2 。 表1 试样X 荧光光谱分析结果 T a b l el X r a yf l u o r e s c e n c ea n a l y s i sr e s u l t so ft h es a m p l e s/% 成分 M o F P b F e 2 3C a 0 M g S I 2 A l2 0 3 N a 2 K 2 0P 2 0 5 含量O .0 0 355 .7 10 .1 84 .5 01 9 .8 11 .6 13 4 ,7 59 .8 41 .2 23 .7 00 .2 1 成分 M n O R b 2 0Y z 3 L a I 。u C s 2 0 B a S r OZ r0 2 S 3A s 2 0 3T i 0 2 由表1 和表2 可知,结合矿石特性,试样的主要位相对较低;分布率约占一半 占4 5 .0 1 % ;在 有价成分为T R E o 氟碳铈矿等 ,可综合回收矿物 一o .1m m 各粒级中T R E O 品位相对较高,分布率 有C a F 萤石 、B a S O 。 重晶石 和S r S O 。 天青石 ,约占一半 占5 4 .9 9 % ;在细粒级 一O .0 3 7m m 其次为P b S 方铅矿 。 中,其产率占19 .3 8 %,T R E O 、P b 、C a F 、B a 等损 1 .2稀土分布率测定 失率占2 0 %以上。因此该矿稀土矿物具明显的 原矿一3m m 粒级筛析结果 表3 表明,稀土粗细不均匀嵌布现象,且在细粒级中分布极大。 矿物在各粒级中都有分布,在粗粒级 一3 1m m 、 综上,试验过程中需避免过磨带来的泥化和回收 一1 0 .5m m 、一O .5 O .1m m 粒级 中T R E O 品 率损失。 表3 原矿一3m m 粒级稀土分布率测定结果 T a b l e3T e s tr e s u l to fr a r ee a r t hd i s t r i b u t i o nr a t ei nt h e 一3m m p a r t i c l es i z eo fr a wo r e/% 粒级 分布率 S rT R E P b C a F 2B aS r 8 .6 317 .9 02 9 .2 02 2 .8 81 8 .7 63 4 .0 7 7 .2 2 15 .0 11 1 .3 615 .0 11 3 .2 515 .8 4 7 .8 11 2 .1 01 5 .5 815 .6 71 3 .0 419 .3 6 6 .7 9 1 8 .1 78 .8 71 3 .6 01 3 .3 71 1 .6 3 5 .2 51 0 .3 85 .3 07 .8 08 .9 64 .4 2 6 .3 73 .3 14 .1 0 3 .0 53 .4 62 .1 4 4 .5 32 3 .1 32 5 .5 92 1 .9 92 9 .1 61 2 .5 4 7 .O O1 0 0 .O1 0 0 .O 1 0 0 .O1 0 0 .O1 0 0 .O 一3 1 一l 0 .5 0 .5 O .1 一O .1 O .0 7 4 一O .0 7 4 O .0 4 8 一O .0 4 8 O .0 3 7 ~0 .0 3 7 合计 注1 单位为m m ,下同。 2结果与讨论 2 .1 高梯度磁选抛尾试验 根据稀土矿物具有弱磁性的特性,试样中除氧 化铁矿外,其它矿物与目的矿物在比磁化系数上存 在较大差异,因此采用高梯度磁选进行抛尾预富集 试验。 2 .1 .1 入选粒度条件试验 试验采用周期式高梯度磁选机对不同入选粒度 进行磁选。9 .6 1 0 3k A /m 、冲次为1 0 0 次/m i n ,根 据人选粒度选用相应的磁介质,试验结果见表4 。 由表4 可知,随着入选粒度变细,稀土的回收率逐 渐降低。当人选粒度为一o .5m m 时,精矿选别指标较 好,精矿产率为2 1 .1 8 %、T R E O 品位为6 .7 2 %,回收率 兰篡怒篡赫 万方数据 2 4 有色金属 选矿部分2 0 2 0 年第4 期 为5 9 .0 6 %。为查明稀土矿物在尾矿中的分布特征,同 时对磁选尾矿进行粒度筛析,结果见表5 。 表4 一段磨矿入选粒度条件试验结果 T a b l e4T h er e s u l t o fp a r t i c l es i z e c o n d i t i o nt e s tf o rp r i m a r yg r i n d i n g a n df l o t a t i o n/% 表5磁选尾矿粒度组成及稀土分布率 T a b l e5P a r t i c l es i z ec o m p o s i t i o na n d r a r ee a r t hd i s t r i b u t i o nr a t eo fm a g n e t i c s e p a r a t i o nt a i l i n g s/% 表5 表明,随着人选粒度逐渐变细,矿泥产率增 加,稀土矿物损失于一O .0 3 8m m 粒级增加,受重选 和常规高梯度磁选粒度下限的限制,这部分泥化稀 土在后续试验中很难有效回收,从而导致选矿回收 率较低。因此,确定一段入选粒度为一o .5m m 为宜。 2 .1 .2 磁选尾矿再磨再选试验 确定一段入选粒度为一o .5m m 进行磁选作业, 磁选尾矿中的稀土矿物多为连生体,需再磨至稀土 矿物基本单体解离。根据单体解离度测定,当磨矿细 度为一o .1m m 时,稀土矿物9 2 %已单体解离,故试验 的再磨细度选择一o .1m m 。再磨再选试验采用一次 粗选一次扫选作业,磁选作业冲程为1 0 0 转/m i n ,磁 场强度9 .6 1 0 3k A /m ,试验结果见表6 。 表6磁选尾矿再磨再选试验结果 T a b l e6T h er e s u l t o fm a g n e t i cs e p a r a t i o n t a i l i n g sr e g r i n d i n ga n df l o t a t i o nt e s t/% 由表6 可知,试样采用阶段磨矿阶段磁选工艺, 获得了产率为3 0 .5 5 %、T R E O 品位为6 .6 1 %、 T R E O 回收率为8 2 .6 3 %的稀土粗精矿,实现了稀 土矿物在磁性产品中预富集。 2 .2 稀土粗精矿浮选试验 偏光显微镜下观测稀土粗精矿,脉石矿物主要 为方解石,其次是萤石、硅酸盐矿物 包括石英 、重 晶石和天青石。当粗精矿采用常规磨矿手段达到满 足选矿要求的解离度时,受高梯度磁选粒度下限的 限制,如果继续采用高梯度磁选固然能富集稀土精 矿,但氟碳铈矿在磁选尾矿中的损失率也会呈较大 幅度的增大,因此粗精矿采用浮选工艺,进一步富集 获得合格稀土产品。 2 .2 .1 浮选粒度条件试验 确定粗选作业碳酸钠25 0 0g /t ,水玻璃10 0 0g /t , 阴阳离子组合捕收剂D Z Y - 1 08 0 0g /t ,松醇油2 4g /t , 有机类大分子调整剂T B P1 2 0g /t ,扫选作业捕收剂 D Z Y 1 04 0 0g /t ,松醇油1 2g /t ,T B P6 0g /t ,磨矿细 度分别为一O .0 7 4m m 占8 1 .4 0 %、8 6 .7 0 %、9 1 .8 0 %, 试验结果见表7 。 由表7 可知,粗精矿浮选磨矿细度以一o .0 7 4m m 占8 6 .7 0 %为浮选指标为宜。 2 .2 .2 组合抑制剂用量条件试验 在浮选过程中,方解石、萤石和氟碳铈矿物理性 质和化学性质相近,可浮性差异小,由于水玻璃用量 过大时也会强烈抑制氟碳铈矿,因此仅靠水玻璃来 抑制方解石和萤石等脉石矿物,难以取得良好指标。 为此,采用组合抑制剂水玻璃 硫酸铝进行浮选粗、 扫选试验。试验工艺流程及药剂制度见图1 ,试验结 果见表8 。 万方数据 2 0 2 0 年第4 期喻福涛等四川典型稀土矿高效回收稀土试验研究 2 5 磨矿 磁选精矿 中矿尾矿 图1组合抑制剂用量试验流程 F i g .1 T h ef l o wo fc o m b i n e dd e p r e s s a n t d o s a g ec o n d i t i o nt e s t s 由表8 可知,采用组合抑制剂水玻璃 硫酸铝, 有利于粗精矿的品位提高,但硫酸铝加人量过大对 稀土矿物反而有抑制作用,当水玻璃用量为15 0 0g /t , 硫酸铝用量为3 0 0g /t 按人选矿石计 时浮选粗选 选矿效率指标较好。 2 .2 .3 开路试验 以磨矿细度一0 .0 7 4m m 占8 6 .7 %的磁选精矿 为浮选入选粒度,在确定的最佳药剂制度条件下按 图2 试验工艺流程进行开路试验,试验结果见表9 。 开路试验精矿作业产率为6 .6 8 % 相对原矿产率为 2 .0 4 % 、T R E O 品位为6 0 .2 8 %、作业回收率为 6 0 .9 2 % 相对原矿回收率为5 0 .3 4 % 。 2 .2 .4 闭路试验 在浮选开路试验的基础上进行实验室小型浮选 闭路试验,由于中矿的返回,对药剂制度进行了适度 调整,试验共进行6 次循环,对第4 、5 、6 次循环的精 矿和尾矿分别进行计算,计算结果见表1 0 ,对合并精 矿进行主要组分的化学分析,分析结果见表1 1 。 表8组合抑制剂用量条件试验结果 T a b l e8T h er e s u l to fc o m b i n e dd e p r e s s a n td o s a g ec o n d i t i o nt e s t g .t 一名称j 再画i 焉而再F 一品位/%j 再画正菊历丽- 一 加∞昭够m 。;跎 8 O 2 O“∞门m %他m mu 弛n 的 趴L L 豇∞惦阳弱L 文曲∞ 7 4 9 O灌o ■m勰u 矿 矿矿矿精精中尾选 磁 O∞0∞l 万方数据 2 6 有色金属 选矿部分2 0 2 0 年第4 期 磁选精矿 精矿中矿4 图2开路浮选试验工艺流程 F i g .2 T h ef l o wo fo p e nc i r c u i tf l o t a t i o nt e s t s 表9开路试验结果表1 1浮选精矿主要组分分析结果 T a b l e9T h er e s u l to fo p e nc i r c u i t T a b l e11R e s u l t so fc h e m i c a la n a l y s i s f l o t a t i o nt e s tp r o c e s s /% o ff l o t a t i o nc o n c e n t r a t e 表1 0浮选闭路试验结果 T a b l e10T h er e s u l to fc l o s e dc i r c u i t f l o t a t i o nt e s t/% /% 由表1 0 和表1 1 可知,闭路循环4 次已开始平 衡,中矿不累积,各循环点精矿和尾矿品位及产率基 本一致。稀土粗精矿经再磨、脱泥、一粗、一扫、三精 的浮选实验室小型闭路试验,获得稀土精矿作业产 率为8 .8 4 % 相对原矿产率为2 .7 0 % 、T R E O 品位 为6 0 .2 4 %,T R E O 作业回收率为8 0 .5 8 % 相对原 矿回收率为6 6 .5 8 % 。 3结论 1 试样为含铅高泥、高钡、高鳃、高氟难选氟碳 铈矿型稀土矿,该稀土矿T R E O 含量2 .4 4 %,B a 含 量3 .3 7 %,S r 含量6 .5 1 %,P b 含量O .2 0 %,C a F 含 量1 5 .8 0 %。 2 原矿品位较低,矿物组成复杂,泥化较为严 重,主要有用矿物氟碳铈矿嵌布粒度不均匀,属于较 万方数据 2 0 2 0 年第4 期喻福涛等四川典型稀土矿高效回收稀土试验研究 2 7 难选别矿石。 3 根据稀土矿石性质,对该矿进行了一系列探 索试验、条件试验、浮选药剂种类及用量条件试验、开 路流程试验、闭路流程试验等大量的研究工作,确定 了高梯度磁选一浮选的联合工艺流程。高梯度磁选 采用“阶段磨矿一粗细分选一高梯度磁选”新工艺,获 得了产率为3 0 .5 5 %,T R E 品位为6 .6 1 %、T R E 回 收率为8 2 .6 3 %的磁选精矿,磁选尾矿产率为6 9 .4 5 %、 T R E O 品位为O .6 1 %,T R E 损失率为1 7 .2 7 %。 4 高梯度磁选精矿经再磨脱泥、一粗一扫三精 的浮选实验室闭路试验,脱除了产率为1 .4 9 %、 T R E O 含量为5 .0 5 %,T R E O 损失率为3 .0 7 %的矿 泥;获得了产率为2 .7 0 %,T R E 品位为6 0 .2 4 %, T R E O 回收率为6 6 .5 8 %的浮选稀土精矿,浮选尾 矿中T R E O 含量降至o .6 1 %,选矿效果良好。 参考文献 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 卢勇.稀土资源提取分离技术研究进展[ J ] .四川有色 金属,2 0 1 9 0 3 3 6 . 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D E N GW e i .I n t e r n a t i o n a le x p e r i e n c e si nc o n t e n d i n gf o r c o m m o d i t yp r i c i n gp o w e ra n dt h e i re n l i g h t e n m e n tt o c h i n ar a r e e a r t h [ J ] .I n t e r n a t i o n a lE c o n o m i ca n dT r a d e E x p l o r a t i o n ,2 0 1 1 ,2 7 1 3 0 3 4 . 于左,易福欢.中国稀土出口定价权缺失的形成机制分 析[ J ] .财贸经济,2 0 1 3 5 9 7 1 0 4 . Y UZ u o ,Y IF u h u a n .A n a l y s i so nf o r m a t i o nm e c h a n i s m o fl a c ko fC h i n a ’sp “c i n gp o w e ro nr a r ee a r t he x p o r t [ J ] . F i n a n c e T r a d eE c o n o m i c s ,2 0 1 3 5 9 7 1 0 4 . 王浩林.新型羟肟酸捕收剂制备及其对氟碳铈矿浮选 特性与机理研究[ D ] .赣州江西理工大学,2 0 1 8 . W A N GH a 0 1 i n . P r e p a r a t i o n o f h y d r o x a m i c a c i d c o l l e c t o r sa n dt h e i rf k t a t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n d n l e c h a 血s mf o rb a s t n a e s i t e [ D ] .G a n z h o u J i a n g iU n i v e r s i t y o fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ,2 0 1 8 . 曹永丹,曹钊,李解,等.白云鄂博稀土浮选研究现状及 进展[ J ] .矿山机械,2 0 1 3 ,4 1 1 9 3 9 6 . C A Y o n g d a n ,C A Z h a o ,I .IJ i e e ta 1 .C u r r e n ts t u d y s i t u a t i o na n dd e v e l o p m e n to nf l o t a t i o no fr a r ee a r t hi n B a y a n b om i n e [ J ] .M i n i n g P r o c e s s i n gE q u i p m e n t , 2 0 1 3 ,4 1 1 9 3 ~9 6 . 余永富.我国稀土矿选矿技术及其发展[ J ] .中国矿业 大学学报,2 0 0 1 6 1 1 1 6 . Y UY o n g f u .M i n e r a lp r o c e s s i n gt e c h n o l o g yo fr a r e e a r t ho r e si nC h i n aa n di t sd e v e I o p m e n t [ J ] .J o u r n a lo f C h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g T e c h n o l o g y ,2 0 0 1 6 1 】一】6 . 万方数据