白云鄂博尾矿优先浮选稀土的试验研究.pdf

5 8 有色金属 选矿部分 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 4 ．0 5 ．0 1 4 白云鄂博尾矿优先浮选稀土的试验研究 李梅m ，张栋梁- ，一，柳召刚1 , 2 ，高凯m ，韩超1 ，一，郭财胜1 , 2 1 - 内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头0 1 4 0 1 0 ； 2 ．内蒙古自治区稀土现代冶金新被术与应用重点实验室，内蒙古包头0 1 4 0 1 摘要对白云鄂博尾矿进行了优先浮选稀土的试验研究。在磨矿细度_ 7 4I x m 占9 7 ％以上和最优的浮选药剂制度下， 采用“一次粗选、三次精选、三次扫选”的闭路浮选流程从白云鄂博尾矿中回收稀土。试验获得了稀土品位为2 ．3 5 ％、回收 率9 1 ．2 8 ％的稀土精矿，同时试验所产生的浮选尾矿中稀土含量仅为0 ．7 0 ％，得到了良好的技术指标。 关键词白云鄂博尾矿；稀土精矿；优先浮选 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 1 4 0 5 - 0 0 5 8 - - 0 4 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nt h eP r e f e r e n t i a lF l o t a t i o no fR a r eE a r t hf r o mB a y a nO b oT a i l i n g s L IM e i l ．一，Z 础ⅣGD o n g l i a n 9 1 一，L I UZ h a o g a n 9 1 ”，G A oK a i l ”，H A NC h a 0 1 一， G U OC a i s h e n 9 1 8 1 ．S c h o o lo fM a t e r i a la n dM e t a l l u r g y ，I n n e rM o n g o l i aU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ， B a o t o uI n n e rM o n g o l i a0 1 4 0 10 ，C h i n a ；2 ．K e yL a b o r a t o r yo fN e wT e c h n o l o g i e so f M o d r e nM e t a l l u r g ya n dA p p l i c a t i o no fR a r eE a r t hM a t e r i a l s ，B a o t o uI n n e rM o n g o l i a 0 1 4 0 1 0 ，C ，t i n 曲 A b s t r a c t P r e f e r e n t i a lf l o m t i o nt e s tw a sc o n d u c t e do nB a y a nO b ot m l i n g st or e c o v e rr a r ee a r t h ．吼l e n t h et a i l i n g sw a sg r o u n da t9 7 ％b e l o w7 4I x ma n dt h eo p t i m a lr e a g e n ts y s t e mw a ss e l e c t e d ，r a r ee a r t hW a s r e c y c l e df r o mt a i l i n g sb ya d o p t i n gt h ec l o s e d - c i r c u i tf l o w s h e e to fo n er o u g h i n g ，t h r e ec l e a n i n ga n dt h r e e s c a v e n g i n g ．T h e r a r ee a r t hc o n c e n t r a t eW a so b t m n e dw i t h g r a d e a n d r e c o v e r y o f2 ．3 5 ％a n d9 1 ．2 8 ％ r e s p e c t i v e l y ，a n dt h er a r e e a r t hc o n t e n ti nt h et a i l i n g sW a s o n l y0 ．7 0 ％，g o o dr e s u l t sw a sa c h i e v e d ． K e yw o r d s B a y a n o b ot a i l i n g s ；r a r ee a r t hc o n c e n t r a t e ；p r e f e r e n t i a lf l o t a t i o n 白云鄂博矿经包钢选矿厂选铁和稀土后，其尾 矿排人包钢尾矿库，自1 9 6 5 年包钢选矿厂建成投 产，经过近5 0 年的不断排人，包钢尾矿库内已堆 存了数量庞大的白云鄂博尾矿，内蒙古自治区稀土 工业“十二五”发展规划指出，至2 0 1 1 年底，包 钢尾矿库内堆存的白云鄂博尾矿已达1 ．6 6 亿t ，其 中稀土资源10 0 0 多万t 。尾矿中可回收资源包括 稀土、萤石、铌、钪、铁等，占尾矿的8 0 ％以上， 但由于原矿贫、杂、细、散的特征，白云鄂博尾矿 成分复杂、回收困难，有用矿物虽有所富集 除铁 以外 ，但含量仍相对较低。 多年来，从白云鄂博尾矿回收稀土的研究工作 从未间断[ 1 - 3 ] ，也取得了一定成果，但如何从白云 鄂博尾矿中高效地回收稀土并得到合格稀土精矿的 同时，利于其它有用元素的综合回收，减少或避免 二次尾矿产生，是白云鄂博尾矿全面综合利用的关 键。本研究在前面工作的基础上[ 】，采用磨矿一 优先浮选稀土工艺，从白云鄂博尾矿中回收稀土， 在得到合格稀土精矿的同时只产生一种尾矿，而无 其它中矿，工艺指标显著提高，使其它有用矿物和 有价元素在尾矿中得到进一步富集。 1 原料性质 所用原料为包钢尾矿库分多点取样，矿样具有 一定的代表性，原料的化学多元素分析、矿物组成 分析、粒度分析结果分别见表1 ～3 。 由表1 ～2 可知，原料中回收的目的矿物为氟碳 铈矿和独居石，两种矿物稀土含量占1 0 ．3 9 ％， 基金项目“十二五”国家科技支撑计划项目 2 0 1 2 B A E 0 1 8 0 1 ；国家高技术研究发展计划 8 6 3 计划 项目 2 0 1 2 A A 0 6 1 9 0 4 ；国家杰出 青年基金资助项目 5 1 0 4 5 2 1 6 ；国家重点基础研究发展计划 9 7 3 计划 项目 2 0 1 1 C B 4 1 1 9 1 1 收稿日期2 0 1 3 0 5 2 6修回日期2 0 1 4 0 7 1 9 作者简介李梅 1 9 6 5 一 ，女，内蒙古鄂尔多斯人，教授，博导。 万方数据 2 0 1 4 年第5 期李梅等白云鄂博尾矿优先浮选稀土的试验研究 5 9 成分磁铁矿、赤铁矿萤石氟碳铈矿独居石角闪、石辉石黑云母石英、长石碳酸盐矿物硫铁矿磷灰石 重晶石其它矿物 盒量 窆墨Z垫丝垒墅堑 兰 垒塑垒 垒 墅 垒兰丝j 兰 表3白云鄂博尾矿粒度分析 T a b l e3P a r t i c l es i z e a n a l y s i s o ft h e B a y a nO b o 堂翌墅 丝 些竺竺丝二丝 箜二 箜 竺二 壁竺坐 竺竺竺盟 分布率2 ．6 61 3 ．4 61 4 ．2 91 9 ．8 21 6 ．3 33 3 ．4 4 1 0 0 ．0 R E O7 ．0 2 ％，氟碳铈矿独居石 1 ．9 2 1 ，其它伴 生矿物以磁 赤 铁矿、萤石、硅酸盐类矿物、碳酸 盐类矿物为主，其它矿物含量相对较少，但矿物种 类繁多。由表3 可知，原料中一7 4t r m 粒级占 4 9 ．7 7 ％，由于白云鄂博矿矿石主要呈条带状、浸染 状结构为主，各种矿物间紧密共 伴 生，稀土矿物 嵌布粒度细，一般小于0 ．0 5I n l n ，因此，原料在此 粒度下，稀土矿物与其伴生矿物解离度不高。 2 试验内容与讨论 通过上述对原料性质的分析，以包钢选矿厂生 产实践以及白云鄂博尾矿回收研究结果为指导，进 行了各项试验，包括磨矿细度、药剂制度以及工艺 流程确定的试验，确定了试验的工艺流程及条件。 并针对是否磨矿做了详细的分析试验，包钢尾矿中 稀土矿物大部分富集在 7 4p , m 粒级，为获得稀土 高回收率且避免稀土矿物的再次浪费，以及考虑工 业生产成本及设备条件下确定了最优的磨矿细度。 2 ．1 磨矿细度试验 每次取矿样3 0 0g ，磨矿浓度为6 0 ％，磨矿机 为H F ／X M B 型三辊四筒棒磨机，通过对原料不同磨 矿时间的矿样筛析结果可知，在磨矿时间为2 0m i n 时，磨矿细度- 7 4p m 占9 7 ％以上， 7 4 m 粒级中 主要为片状云母，一7 4 斗m 粒级中稀土品位与粒度 的变化无显著的线性关系，说明稀土的单体解离度 较高，且稀土矿物主要富集在一7 4 2 5 斗m ，占 9 2 ．6 8 ％，筛析结果如表4 所示。通过不同磨矿细度 的浮选条件试验发现，此时浮选指标最佳，磨矿细 度试验结果如图l 所示。 2 ．2 粗选试验及结果 表4白云鄂博尾矿磨矿2 0m i n 筛析结果 T a b l e4 S i e v i n ga n a l y s i s r e s u l t so f B a y a nO b o t a i l i n g sg r o u n d 2 0m i nf ％ 窘矿纲度 一7 4 “m 含量 ／％ 图1 磨矿细度与浮选指标关系 F i g ．1R e l a t i o n s h i pb e t w e e ng r i n d i n gf i n e n e s sa n d f l o t a t i o ni n d e x e s 在前期探索试验基础上，选L F 8 。 L F 8 ’是一 种羟肟酸类捕收剂 为本试验的捕收剂，该捕收剂 在浮选时，能与稀土矿物表面水解的稀土金属离子 发生化学反应，并形成稳定的五元环结构的稀土螯 合物，从而起到显著的捕收效果，是稀土浮选的特 效药剂。抑制剂采用水玻璃，模数m 一2 ．4 。 2 ．2 ．1 水玻璃用量试验 捕收剂L F 8 用量为2k g ／t ，起泡剂松醇油为 2 0 0s ／t ，浮选温度为4 5 ℃，不加p H 调整剂，考察 水玻璃用量对浮选指标的影响，试验结果见图2 。 由图2 可知，在水玻璃用量较小时，分选效果 不明显，随着水玻璃用量的增加，粗选精矿产率、 品位、回收翠都呈现逐步上升的趋势，在水玻璃用 量为6k g ／t 时，回收率达到峰值8 0 ．1 9 ％，此时的 品位为2 5 ．5 6 ％，产率为2 2 ％，再增加水玻璃用量， 万方数据 6 0 有色金属 选矿部分 2 0 1 4 年第5 期 水玻璃用量／ k g I “ 图2 水玻璃用置试验结果 F i g ．2 R e s u l t so fs o d i u ms i l i c a t ed o s a g et e s t 品位继续上升，但回收率和产率都明显下降，选矿 效率降低，因此，水玻璃用量以6 ．0k g ／t 为最佳。 2 ．2 ．2L F 8 8 用量试验 水玻璃用量为6k g ／t ，起泡剂松醇油为2 0 0g ／t ， 浮选温度为4 5 ℃，不加p H 调整剂，考察捕收剂 L F 8 。用量对浮选指标的影响，试验结果见图3 。 捕收剂用量／ k g t - 1 图3 捕收剂用■试验结果 F i g ．3 R e s u l t so fc o l l e c t o rd o s a g et e s t 由图3 可知，水玻璃用量一定时，随L F 8 4 用 量的增加，产率、品位、回收率均逐步上升，在L F 8 。 用量为2 ．0k 虮时，品位达到峰值2 6 ．0 2 ％，此时的 回收率为7 9 ．9 1 ％，产率2 1 ．5 6 ％，再增加L F 8 ’的用 量，产率和回收率均有上升，但品位显著下降，选 矿效率降低，因此，L F 8 ’的用量以2 ．0k 矾为最佳。 2 ．2 ．3 矿浆p H 试验 在上述药剂用量和浮选温度基础上，以H 2 S O 。 和N a O H 为p H 调整剂，考察了矿浆p H 对浮选指 标的影响，试验结果见图4 。 由图4 可知，在p H 为9 ．0 时，粗选获得最佳 指标，此时未加调整剂，矿浆p H 由水玻璃水解或 解离所致，由水玻璃物化性质可知，在p H 为9 左 右时，水玻璃主要以S i O O H ，_ j 侈式存在，能选择 性抑制其它脉石矿物。 2 ．3 开路试验 在确定了粗选的最佳条件后，进行了一次粗 F i g ．4 R e s u l t so fp u l pp Ht e s t 选、三次精选、三次扫选的开路试验，试验流程见 图5 ，试验结果见表5 。 表5开路浮选试验结果 T a b l e5R e s u l t so fo p e n - c i r c u i tt e s t | ％ 2 ．4 闭路试验 在条件试验和开路试验的基础上进行了闭路流 程试验，闭路结果见表6 。 表6优先浮选稀土闭路试验结果 ’I a b l e6R e s u l t so ft h ec l o s e d c i r c u i tt e s to f p r e f e r e n t i a lf l o t a t i o no f r a r ee a r t h s 肠 闭路试验结果表明，对白云鄂博尾矿进行磨矿 后，采用一次粗选、三次精选、三次扫选的优先浮 选稀土试验流程，可获得品位5 2 ．3 5 ％、回收率 9 1 ．2 8 ％的稀土精矿和稀土品位小于0 ．7 ％的尾矿。 3 结论 对白云鄂博尾矿进行了多元素分析、矿物组成 分析和粒度分析，提出了磨矿优先浮选的工艺流 程。通过条件试验确定了优先浮选稀土的最佳药剂 用量和矿浆p H ，在此基础上，采用一次粗选、三 次精选、三次扫选的闭路流程，获得R E O 为 5 2 ．3 5 ％、回收率9 1 ．2 8 ％的稀土精矿，尾矿中R E O 砌蚰胁加∞黝∞如加m 0● Ⅲ∞舳加∞鲫∞如加m 0 万方数据 2 0 1 4 年第5 期李梅等白云鄂博尾矿优先浮选稀土的试验研究 6 l 精矿中矿五 图5开路浮选试验 中矿六尾矿 F i g ．5 F l o w s h e e to fo p e n c i r c u i tt e s t 仅为0 ．7 0 ％，无其它中矿，工艺流程简单，工艺指 标良好。 参考文献 [ 1 ] 纪文化．从尾矿中回收稀土的研究及其经济效果[ C ] 崩； 三届全国选矿学术会议论文集．北京中国金属学会选 矿学术委员会，1 9 8 2 1 0 1 111 ． [ 2 ] 张文华，郑煜，秦永启．从尾矿中回收稀土的研究及其 经济效果[ J ] ．湿法冶金，2 0 0 2 ，2 1 3 3 6 3 8 ． [ 3 ] 白娟，刘丽涛，裴斌．包钢尾矿稀土综合回收选矿工 艺研究[ J ] ．矿业工程，2 0 1 2 z 1 7 5 4 7 5 6 ． [ 4 ] 李梅，柳召刚，高凯，等．一种从白云鄂博尾矿中浮 选稀土的方法中国，2 0 1 1 1 0 2 2 4 2 7 1 ．1 [ P ] ．2 0 1 1 ． [ 5 ] 李梅，柳召刚，王觅堂，等．分馏萃取理论在白云鄂博 尾矿稀土选矿工艺中的应用研究[ J ] ．内蒙古科技大学 学报，2 0 1 2 ，3 1 1 4 8 ． 、 岔 岔 岔 岔 岔 岔 命 命 岔 命 岔 岔 金 岔 仓 命 岔 岔 仓 仓 仓 岔 岔 仓 夼 夼 仓 岔 仓 仓 岔 命 命 骨 上接第5 2 页 此，取消水玻璃的加入加速了尾矿沉降，大幅降低 高分子絮凝剂的使用，从而降低了回水对浮选作业 的不利影响。 5 分段添加药剂。根据矿石性质和新工艺的 要求，由技改前将浮选药剂一次性加入粗选前搅拌 桶改为分段加入粗选作业不同浮选槽中，这对提高 和稳定金回收率起到积极作用。 5 选矿厂改造后工业指标 该选矿厂于2 0 1 2 年1 0 月完成工业改造并成功 运行至今，工业试验获得了金品位4 5 ．5 6 驴、金回 收率9 0 ．0 7 ％的金精矿。在原矿金品位基本持平的 前提下，金精矿金品位提高4 ．7 4 叭，金回收率提 高了1 1 ．2 2 个百分点。 6 结论 成功对云南黄金矿业集团股份有限公司某金矿 选矿厂进行了技术改造，解决了该选矿厂一直未能 解决的技术难题，实现了技术突破。项目研究及改 造费用合计为12 4 9 万元，改造后每年将增加产值 34 2 1 万元，利税28 1 3 万元，实现了资源的高效 综合利用。 参考文献 [ 1 ] 张泳涛．中国黄金工业发展现状与未来展望[ J ] ．黄金， 2 0 1 1 ，3 2 6 1 - 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