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某铷矿中含铷黑云母的选矿试验研究 ① 陈杜娟， 郭海宁， 王志丰 （西北矿冶研究院，甘肃 白银 730900） 摘 要 甘肃某铷矿资源中铷主要赋存于黑云母矿物中，针对该矿石中黑云母粒径范围宽、粗细悬殊、分布分散的特点，采用粗磨、 高梯度磁选、磁选尾矿再磨脱泥后浮选的工艺流程回收矿石中含铷黑云母矿物，闭路试验获得了 Rb2O 品位 0.84％、Rb2O 回收率 49.77％的黑云母精矿，为该矿石的开发利用提供了技术依据。 关键词 铷矿； 黑云母； 浮选； 高梯度磁选 中图分类号 TD92文献标识码 Adoi10.3969／ j.issn.0253-6099.2018.05.016 文章编号 0253-6099（2018）05-0061-04 Beneficiation Test of Rubidium-containing Biotite in Some Rubidium Ore CHEN Du-juan， GUO Hai-ning， WANG Zhi-feng （Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy， Baiyin 730900， Gansu， China） Abstract Rubidium mainly exists in biotite in some rubidium mineral from Gansu Province. In view of wide range of size fraction， great difference between the coarse and fine grain size， as well as scattered distribution of biotite， a process consisting of coarse grinding， high gradient magnetic separation， regrinding of tailings from the previous step， and flotation after de-sliming was adopted to recover rubidium-containing biotite in the ore. The closed-circuit test with this process resulted in biotite concentrate with Rb2O grade at 0.84％ and recovery of 49.77％， which can provide some technical reference for the development and utilization of such kind of ore. Key words rubidium mine； biotite； flotation； high gradient magnetic separation 铷是一种稀有金属，具有优异的光电性能［1］，除广 泛应用于军工、科技领域外，在民用领域也有广泛应 用［2］。 因铷化学性质极其活泼，自然界中尚未发现独立 的铷矿物，铷主要以类质同象形式赋存于长石、云母矿 物中，目前铷资源主要从云母和光卤石中提取［3］，而长 石中铷的提取难度较大［4］。 因而有效分离云母、长 石、石英等非金属矿是合理利用铷资源的关键［5］。 甘肃某地最近发现了一个大型铷矿资源，经研究 发现，铷主要赋存于黑云母和长石矿物中，为有效利用 黑云母中的铷资源，本文对代表性矿样进行了黑云母 的选矿试验研究，最终采用磁选-浮选联合工艺较好地 回收了含铷黑云母矿物。 1 矿石性质 矿石自然类型属于花岗岩类型伴生铷矿石，原矿 主要矿物为斜长石、钾长石、石英、黑云母，微量铁锂云 母、绿泥石、绢云母、褐铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌 矿、方铅矿、磁铁矿等。 原矿化学多元素分析结果见 表 1。 表 1 原矿化学多元素分析结果（质量分数） ／ ％ Rb2OLi2OK2ONa2O Au1）FeGa 0.140.0413.864.99＜0.101.450.003 TiO2 CaOMgO SiO2Al2O3 FS 0.040.540.1172.8312.910.170.050 1） 单位为 g／ t。 从表 1 可看出，该矿石中的铷含量达到了铷矿的 最低工业品位（＞0.1％），具有较好的回收利用价值。 电子探针定量分析结果表明，铷主要赋存于黑云母、 钾长石中，钠长石中含少量铷，石英中不含铷，黑云母中 Rb2O 含量为 0.948％，钾长石中 Rb2O 含量为 0.343％， 斜长石中 Rb2O 含量为 0.008％，铷的配分结果为黑云 母中占 60.7％，钾长石中占 36.8％，斜长石中占 2.5％。 ①收稿日期 2018-03-26 作者简介 陈杜娟（1986-），女，甘肃白银人，硕士，主要研究方向为有色金属及非金属选矿技术研究。 第 38 卷第 5 期 2018 年 10 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.38 №5 October 2018 万方数据 该矿石中的黑云母粒径范围比较宽，粗细悬殊，分 布很分散，形态不规则，部分叶片状、鳞片状黑云母与 粒状长石、石英间较易解离，也有部分黑云母穿插在长 石中或者被长石包裹，还有部分黑云母已经蚀变为绿 泥石，绿泥石质软，呈鳞片状、破布状等极不规则状态， 不细磨很难单体解离，细磨容易使矿石泥化。 2 试验结果与分析 2.1 试验原则流程 因钾长石和钠长石性质相近，不易分离，且长石中 铷的提取难度较大，本文只通过富集黑云母的方法对 铷进行回收。 鉴于该矿石资源中的黑云母性质复杂、 粗细悬殊、细磨容易使矿石泥化的性质特点，经过大量 的流程结构探索试验，最终采用原矿粗磨-磁选回收粗 粒黑云母、磁选尾矿再磨脱泥后进行细粒黑云母浮选 的工艺流程富集该矿石中的黑云母矿物。 原则流程如 图 1 所示。 原矿 磨矿 再磨 磁选 粗选 磁选 精选 云母精矿1中矿 脱 泥 泥 云母 粗选 云母 精选 云母精矿2中矿 云母 扫选 中矿尾矿 图 1 原则工艺流程 2.2 磁选试验 因黑云母具有弱磁性，可采用强磁选的方法进行 回收。 本文采用高梯度磁选机作为黑云母磁选设备。 2.2.1 磨矿细度试验 原矿粗磨后采用高梯度磁选机先回收粗粒黑云母 及部分容易被泥化的黑云母（降低脱泥作业的损失 率）。 采用一次粗选作用，磁场强度为 1.2 T，进行了磁 选磨矿细度试验，结果见图 2。 由图 2 可知，随着磨矿 细度增大，精矿中 Rb2O 品位逐渐增大，回收率先增大 后减小，综合考虑品位和回收率指标，确定最佳磁选磨 矿细度为-0.074 mm 粒级占 45％。 2.2.2 磁场强度试验 磨矿细度-0.074 mm 粒级占 45％时，进行了一次 粗选磁场强度试验，结果见图 3。 由图 3 可知，随着磁 场强度增大，Rb2O 品位呈下降趋势，Rb2O 回收率逐渐 增大，当磁场强度为 1.2 T 时，回收率增大不再明显， 品位却仍在下降，故而选定最佳磁场强度为 1.2 T。 -0.074 mm粒级含量／％ 0.7 0.6 0.5 0.4 22 21 20 19 18 40455055 Rb2O品位／％ Rb2O回收率／％ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ 图 2 磁选磨矿细度试验结果 磁场强度／T 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 22 20 18 16 14 0.60.81.01.41.21.6 Rb2O品位／％ Rb2O回收率／％ ■ ▲ ■▲ ■ ▲ ■ ▲ 图 3 磁选磁场强度试验结果 2.3 浮选试验 将高梯度磁选所得尾矿作为给矿，进行黑云母浮 选试验。 非金属矿浮选时，使用的氧化矿捕收剂对矿 泥很敏感，但脱泥会损失一部分有价金属。 探索试验 曾尝试不脱泥直接浮选，但浮选效果很差，故而确定将 磁选尾矿进行脱泥后再进行黑云母浮选。 2.3.1 粗选药剂探索试验 胺类捕收剂、731 等氧化矿捕收剂都是常用的云 母捕收剂，在不同介质条件下，采用不同的捕收剂效果 也会不同［6］。 为确定该矿石黑云母浮选最佳药剂制 度，进行了云母粗选药剂探索试验，试验流程见图 4， 部分代表性试验结果见表 2。 给矿 再磨-0.074 mm占60％ 脱 泥 泥 调整剂 捕收剂 云母 粗选 云母粗精矿尾矿 2 min 2 min 5 min3 min 图 4 粗选药剂探索试验流程 26矿 冶 工 程第 38 卷 万方数据 表 2 粗选药剂探索试验结果 药剂种类和用量 ／ （gt -1 ） 产品 名称 产率 ／ ％ Rb2O 品位 ／ ％ 回收率 ／ ％ 碳酸钠2 000 十二胺40＋20 油酸钠40＋20 云母粗精矿45.20.2269.77 尾矿46.270.07123.05 泥8.530.127.18 给矿100.000.14100.00 碳酸钠2 000 十二胺40＋20 73140＋20 云母粗精矿64.010.1880.40 尾矿27.460.06512.46 泥8.530.127.14 给矿100.000.14100.00 硫酸4 000 椰油胺80＋40 云母粗精矿6.740.6532.16 尾矿84.730.09760.33 泥8.530.127.51 给矿100.000.14100.00 硫酸4 000 十二胺80＋40 云母粗精矿8.270.6137.21 尾矿83.20.0955.24 泥8.530.127.55 给矿100.000.14100.00 由表 2 可知，碱性条件下，阴阳离子混合捕收剂选 择性差，泡沫量极大，黑云母中 Rb2O 品位低；酸性介 质条件下，十二胺捕收能力较椰油胺强。 故而确定硫 酸和十二胺分别作为云母粗选的调整剂和捕收剂。 2.3.2 再磨细度试验 调整剂硫酸用量 4 000 g／ t，捕收剂十二胺用量 80＋ 40 g／ t（两次粗选），按照图 4 流程进行了云母粗选再 磨细度试验，结果见表 3。 表 3 粗选再磨细度试验结果 -0.074 mm 粒级 含量／ ％ 产品 名称 产率 ／ ％ Rb2O 品位 ／ ％ 回收率 ／ ％ 云母粗精矿6.550.6531.53 55 尾矿85.650.09761.53 泥7.80.126.93 给矿100.000.14100.00 云母粗精矿8.270.6137.21 60 尾矿83.20.0955.24 泥8.530.127.55 给矿100.000.14100.00 云母粗精矿8.710.5537.57 65 尾矿80.960.08352.70 泥10.330.129.72 给矿100.000.13100.00 云母粗精矿9.270.5137.77 70 尾矿77.480.0849.52 泥13.250.1212.70 给矿100.000.13100.00 从表 3 可看出，磨矿细度对云母浮选指标影响较 大。 综合考虑品位和回收率指标，确定云母粗选的再 磨细度为-0.074 mm 粒级占 60％。 2.3.3 硫酸用量试验 云母浮选时矿浆 pH 值是一个重要的影响因素， 云母和长石分离的 pH 值范围很窄。 采用硫酸作为矿 浆 pH 调整剂，在磨矿细度-0.074 mm 粒级占 60％，捕 收剂十二胺用量 80＋40 g／ t（两次粗选）时，进行了硫酸 用量试验，结果见图 5。 由图 5 可知，随着硫酸用量增 加，云母粗精矿 Rb2O 品位逐渐下降，回收率逐渐上升， 当硫酸用量升至 5 500 g／ t 时，Rb2O 回收率增大不再明 显，而品位却急剧下降，表明硫酸用量大于 5 500 g／ t 后， 部分长石上浮，故而确定最佳硫酸用量为 5 500 g／ t，此 时矿浆 pH 值约为 2.5。 硫酸用量／g t-1 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 45 40 35 30 25 20 2500550040007000 Rb2O品位／％ Rb2O回收率／％ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ 图 5 粗选硫酸用量试验结果 2.3.4 十二胺用量试验 硫酸用量 5 500 g／ t，其他条件不变，进行了粗选捕 收剂十二胺用量试验，结果见图 6。 从图 6 可看出，随 着十二胺用量增大，云母粗精矿中 Rb2O 品位逐渐降 低，Rb2O 回收率上升，当十二胺用量为 100 g／ t 时，回 收率上升不再明显，品位却仍在下降，表明云母粗精矿 的纯度在下降，故而确定最佳十二胺用量为 100 g／ t。 十二胺用量／g t-1 0.6 0.5 0.4 0.3 44 42 40 38 36 80120100140 Rb2O品位／％ Rb2O回收率／％ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ 图 6 粗选十二胺用量试验结果 2.4 全流程闭路试验 在探索试验和条件试验基础上，进行了含铷黑云 母回收全流程闭路试验，闭路试验流程见图 7，结果见 表 4。 36第 5 期陈杜娟等 某铷矿中含铷黑云母的选矿试验研究 万方数据 云母两次 粗选 尾矿 脱 泥 再磨 药剂单位g/t -0.074 mm占60％ 云母 扫选云母 精选1 云母 精选2 硫酸 十二胺 5500 7030 2 min 2 min 十二胺202 min 云母精矿 云母精矿1云母精矿2 磁选 粗选 原矿 磨矿 -0.074 mm占45％ 1.2T 1.2T 磁选 精选 泥 图 7 全流程闭路试验工艺流程及条件 表 4 全流程闭路试验结果 产品名称产率／ ％Rb2O 品位／ ％回收率／ ％ 云母精矿 13.130.8117.97 云母精矿 25.280.8531.81 云母精矿8.410.8449.77 矿泥8.530.127.25 尾矿83.060.07342.97 原矿100.000.14100.00 全流程闭路试验结果表明，原矿经粗磨、磁选、 磁选尾矿再磨后脱泥再浮选的工艺流程可较好地回 收矿石中的含铷黑云母矿物，黑云母精矿 Rb2O 品位 0.84％、Rb2O 回收率 49.77％。 3 结 语 1） 甘肃某大型铷矿资源属于花岗岩类型伴生铷 矿石，Rb2O 品位 0.14％，主要矿物为斜长石、钾长石、 石英、黑云母，铷主要赋存于黑云母、钾长石中。 2） 针对该矿石中黑云母性质复杂、粗细悬殊、细 磨容易使矿石泥化的性质特点，采用原矿粗磨-磁选回 收粗粒黑云母、磁选尾矿再磨脱泥后浮选回收细粒黑 云母的工艺流程，闭路试验获得了 Rb2O 品位 0.84％、 Rb2O 回收率 49.77％的含铷黑云母精矿。 3） 本研究确定的工艺流程结构合理，药剂种类 少，试验指标良好，为该资源的回收利用提供了技术 依据。 参考文献 ［1］ 李静萍，许世红. 长眼睛的金属 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