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柿竹园多金属尾矿中铷资源综合回收技术研究 ① 魏大为1， 周清波2 （1.湖南柿竹园有色金属有限责任公司，湖南 郴州 423037； 2.长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南 长沙 410012） 摘 要 针对柿竹园复杂多金属矿浮选尾矿中的铷资源，通过泥砂分选工艺，获得了产率 3.22％、Rb2O 品位 0.435％、Rb2O 回收率 19.84％的精矿产品，产品质量达到冶金要求。 该研究成果可为国内类似矿山企业的铷资源综合回收提供参考。 关键词 浮选； 铷； 尾矿； 综合回收； 柿竹园 中图分类号 TD923文献标识码 Adoi10.3969／ j.issn.0253-6099.2018.05.019 文章编号 0253-6099（2018）05-0072-04 Reclaiming of Rubidium Resources from Shizhuyuan Polymetallic Tailings WEI Da-wei1， ZHOU Qing-bo2 （1.Hunan Shizhuyuan Nonferrous Metal Co Ltd， Chenzhou 423037， Hunan， China； 2. Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Ltd， Changsha 410012， Hunan， China） Abstract A sorting and separation technique for the mud-sand mixture was introduced to reclaim rubidium resources from the complex polymetallic flotation tailings of Shizhuyuan Mine. Results show that a rubidium concentrate grading 0.435％ Rb2O at 19.84％ recovery with a yield of 3.22％ was obtained， and its quality has met requirements of metallurgy of metallurgy. The practice can be referred for comprehensive recovery of rubidium resources in similar mines at home. Key words flotation； rubidium； tailings； comprehensive recovery； Shizhuyuan 柿竹园被誉为“世界有色金属博物馆”，区域内矿 产资源丰富，矿物品种达 143 种之多，主导产品有黑钨 精矿、白钨精矿、钼精矿、铋精矿、萤石等，但某些稀贵 金属，因含量较低，在采选过程中没有引起足够的重 视，损失在废石、各精矿和尾矿中。 其中的铷资源大部 分仍分布在尾矿中。 柿竹园多金属尾矿主要的含铷矿 物有白云母、钾长石、铁锂云母、黑云母和金云母，主要 脉石矿物有石榴石（包括钙铝榴石、钙铁榴石和锰铝 榴石）、石英、长石、方解石、绿泥石等。 本文针对尾矿 中的含铷矿物（如云母类矿物）进行选矿富集，以期获 得达到冶炼制取 Rb2O 要求的富铷精矿。 1 矿石性质 柿竹园多金属尾矿化学多元素分析结果见表 1。 结果表明，尾矿中 Rb2O 含量为 0.071％。 表 1 尾矿化学多元素分析结果（质量分数） ／ ％ Rb2OCaF2WO3SnBe 0.0719.040.1220.0850.011 矿物组成及含量测试结果表明，尾矿中主要含铷 矿物为白云母、钾长石、铁锂云母、黑云母和金云母；金 属硫化矿物含量较少，主要为磁黄铁矿，少量至微量的 黄铁矿、辉铋矿、黄铜矿、辉钼矿、闪锌矿、毒砂等；金属 氧化矿物主要是磁铁矿、锡石等；脉石矿物主要是石榴 石（包括钙铝榴石、钙铁榴石和锰铝榴石）、石英、长 石、方解石、绿泥石等。 尾矿中铷的分布情况见表 2。 表 2 尾矿中铷的分布情况 矿物种类矿物含量／ ％ Rb2O 含量／ ％ 铷分布率／ ％ 云母8.600.66065.65 长石18.990.15333.61 石英15.930.0040.74 其它70.33 合计100.000.071100.00 从表 2 可以看出，柿竹园钨多金属尾矿中铷主要 分布在云母类矿物和钾长石中。 因此从尾矿中富集铷 的过程就是从尾矿中选矿回收云母和长石的过程。 ①收稿日期 2018-03-26 作者简介 魏大为（1977-），男，湖南东安人，工程师，主要研究方向为复杂低品位多金属矿选矿技术研发与工业化应用。 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 2 试验结果与分析 2.1 试样粒度分析 为了确定柿竹园浮选萤石尾矿的粒度组成，对试 样缩分取样后进行了筛析、水析试验。 为了探索铷在 各个粒级中的分布情况，同时也分析了各个粒级中的 铷含量，结果见表 3。 表 3 试样粒度组成及铷分布情况 粒级／ μm产率／ ％Rb2O 含量／ ％铷分布率／ ％ ＋74 41.190.065 037.67 -74＋4518.59 0.063 916.70 -45＋257.24 0.059 36.04 -25＋10.59.18 0.071 89.27 -10.5＋7.07.21 0.077 57.86 -7.0＋3.56.12 0.091 27.85 -3.5 10.470.099 214.62 合计100.000.071 1100.00 从表 3 可知，柿竹园浮选萤石尾矿中铷的富集呈现 出粒度越细铷含量越高的特征，说明含铷云母矿物在细 粒级相对富集，不过粒度过细，不利于铷的选矿回收。 2.2 磁选探索试验 为了探索磁选工艺对回收富集铷的作用，对试样 进行了磁选试验，试验流程见图 1，结果见表 4。 试样 磁 选 磁性产物非磁性产物 图 1 磁场强度条件试验流程 表 4 磁场强度条件试验结果 磁场强度 ／ T 产物 名称 产率 ／ ％ Rb2O 品位 ／ ％ 铷回收率 ／ ％ 磁性产物23.280.04715.42 0.188非磁性产物76.720.07984.58 合计100.000.071100.00 磁性产物61.370.06959.71 0.502非磁性产物38.630.07540.29 合计100.000.071100.00 磁性产物66.350.06964.56 0.677非磁性产物33.650.07635.44 合计100.000.071100.00 从表 4 可以看出，当磁场强度为 0.188 T 时，铷有 向非磁性产物中富集的倾向，此时非磁性产物中铷回 收率为 84.58％，但铷富集比不高，达不到分离的效果。 随着磁场强度逐渐增大，铷在非磁性产物中的占比降 低，在磁性产物中的占比增高，但铷品位与原矿差不 多，说明萤石尾矿中的云母类矿物的磁性区间分布很 广，磁选达不到富集铷的目的。 2.3 浮选试验 2.3.1 浮选药剂种类对比试验 通过一系列的浮选药剂探索试验，最终确定两种 较理想的浮选捕收剂混合捕收剂 KY0 和 KY9。 为了 探索这两种药剂的优劣，进行了浮选药剂种类对比试 验，试验条件及流程见图 2，结果见表 5。 试样 浮 选 萤石、方解石等 pH7.0 水玻璃 油酸钠 1500 700 粗 选 尾矿 pH3.0 水玻璃 捕收剂 500 100 精 选 中矿1 pH3.0 精 选 精矿中矿2 pH3.0 药剂单位g/t 图 2 捕收剂种类试验流程 表 5 捕收剂种类试验结果 捕收剂种类精矿产率／ ％Rb2O 品位／ ％总回收率／ ％ KY06.240.27123.82 KY95.650.30824.51 从表 5 可以看出，捕收剂 KY9 获得的精矿品位和 回收率都优于 KY0，说明捕收剂 KY9 在选择性以及减 少泡沫夹带等方面都比 KY0 更优。 因此，选择 KY9 进行后续的浮选试验。 2.3.2 精选次数试验 考察了精选次数对精矿 Rb2O 品位及回收率的影 响，试验流程见图 3，结果见表 6。 从表 6 可以看出，随着精选次数从 2 次增加到 4 次，精矿Rb2O 品位有所增加，但总回收率降低明显。 为 了提高浮选精矿中铷品位，选择精选 4 次的浮选工艺。 对 4 次精选所得精矿进行磁选试验，结果表明，铷 在磁性产物和非磁性产物中的含量相差不大，后续无 法用磁选方法达到试验的指标要求，因此考虑改变浮 选环境和用泥沙分选的选矿工艺。 2.4 泥沙分选试验 泥沙分选试验是直接对试样进行分级，获得矿砂 37第 5 期魏大为等 柿竹园多金属尾矿中铷资源综合回收技术研究 万方数据 试样 浮 选 萤石、方解石等 pH7.0 水玻璃 油酸钠 1500 700 粗 选 尾矿 pH3.0 水玻璃 KY9 500 100 精选 次数 中矿精矿 pH3.0 药剂单位g/t 图 3 精选次数试验流程 表 6 精选次数对比试验结果 精选次数精矿产率／ ％Rb2O 品位／ ％总回收率／ ％ 25.600.30524.06 44.450.31319.62 和矿泥两种产物，再对矿砂和矿泥分别进行浮选的选 矿工艺。 浮选试验分两步进行，第一步是通过浮选去 除试样中的萤石、方解石等含钙矿物，消除或减少对后 续浮选作业的影响；第二步是采用捕收剂 KY9 浮选回 收云母类矿物，原则流程见图 4。 试样 分 级矿砂矿泥 浮含钙 矿物 杂质2 浮 云母 尾矿2 精 选 中矿2精矿2 浮含钙 矿物 杂质1 浮 云母 尾矿1 精 选 中矿1精矿1 图 4 泥沙分选原则流程 2.4.1 泥沙分离试验 采用机械搅拌-重力沉降脱泥的方法对试样进行 泥沙分离，工业上可以采用旋流器脱泥，从而实现泥沙 分离。 泥沙分离试验脱泥浓度为 25％，脱泥时间为 12 min，脱泥次数为 2 次，泥沙分离试验结果见表 7。 表 7 泥沙分离试验结果 产物名称产率／ ％Rb2O 品位／ ％分布率／ ％ 矿砂70.800.06464.37 矿泥29.200.08635.63 合计100.000.071100.00 从表 7 可以看出，铷在矿泥部分有富集，与筛析试 验结果一致。 2.4.2 矿砂浮选回收铷试验 对矿砂进行浮选试验，试验条件及流程见图 5，结 果见表 8。 从表 8 可以看出，矿砂先用油酸钠浮选出 其中的萤石、方解石等含钙矿物，再在酸性条件下用 KY9 浮选回收含铷的云母类矿物，获得的铷精矿总产 率为 1.11％，Rb2O 品位 0.526％，作业回收率 12.79％， 总回收率为 8.23％。 矿砂 浮 选 杂质1 pH7.0 水玻璃 油酸钠 1500 250 粗 选 尾矿1 pH3.0 水玻璃 KY9 500 90 pH3.0 水玻璃500 4次 精选 中矿1精矿1 药剂单位g/t 图 5 矿砂浮选试验流程 表 8 矿砂浮选试验结果 产物 名称 产率／ ％ 对作业对试样 Rb2O 品位 ／ ％ 回收率／ ％ 对作业对试样 精矿 11.561.110.52612.798.23 中矿 17.665.420.19623.3515.03 尾矿 175.8953.730.04451.6933.27 杂质 114.8910.540.05212.177.84 合计100.0070.800.064100.0064.37 2.4.3 矿泥浮选回收铷试验 对矿泥进行浮选试验，试验条件及流程见图 6，试 验结果见表 9。 矿泥 浮 选 杂质2 pH7.0 水玻璃 油酸钠 1500 300 粗 选 尾矿2 pH3.0 水玻璃 KY9 500 100 pH3.0 水玻璃500 4次 精选 中矿2精矿2 药剂单位g/t 图 6 矿泥浮选试验流程 47矿 冶 工 程第 38 卷 万方数据 表 9 矿泥浮选试验结果 产物 名称 产率／ ％ 对作业对试样 Rb2O 品位 ／ ％ 回收率／ ％ 对作业对试样 精矿 27.252.120.38732.5911.61 中矿 222.406.540.11228.9910.33 尾矿 247.4413.850.04927.089.65 杂质 222.916.690.04311.334.04 合计100.0029.200.086100.0035.63 从表 9 可以看出，矿泥通过先用油酸钠浮选出其 中的萤石、方解石等含钙矿物，再在酸性条件下用 KY9 浮选回收含铷的云母类矿物，获得的铷精矿总产 率为 2.12％，Rb2O 品位 0.387％，作业回收率 32.59％， 总回收率为 11.61％。 2.4.4 浮选铷精矿筛分试验 用标准筛对矿砂浮选试验的铷精矿进行了筛分试 验，结果见表 10。 表 10 矿砂浮选铷精矿筛分试验结果 粒级／ mm产率／ ％Rb2O 含量／ ％作业回收率／ ％ ＋0.147 2.60 0.64820.26 -0.147＋0.07413.94 -0.074＋0.04550.27 0.50579.74 -0.045 33.19 合计100.000.529100.00 综合表 10 和显微镜下观察结果表明，＋0.074 mm 粒级 Rb2O 含量 0.648％，云母的纯度基本达到单矿物 的水平。 2.4.5 浮选铷精矿磁选试验 对矿砂浮选获得的-0.074 mm 粒级铷精矿进行了 磁选，磁场强度 0.275 T，结果见表 11。 表 11 浮选铷精矿再磁选试验结果 产物名称产率／ ％Rb2O 品位／ ％作业回收率／ ％ 磁性产物38.310.47636.25 非磁性产物61.690.52063.75 合计100.000.503100.00 从表 11 可以看出，铷在非磁性产物中有富集的倾 向，但富集比仅为 1.03，从选矿指标及经济成本考虑， 后续不需采用磁选工艺。 2.5 推荐工艺流程 采用 2 个流程分别进行了回收铷的试验，流程 1 为 试样直接先浮选萤石、方解石等含钙矿物再浮选回收 铷；流程 2 为泥沙分选工艺流程。 对 2 个流程获得的 铷精矿指标进行了对比，结果见表 12。 表 12 不同流程下铷精矿指标对比结果 流程编号总产率／ ％ Rb2O 品位／ ％ 总回收率／ ％ 14.450.31319.62 23.220.43519.84 从表 12 可以看出，无论从 Rb2O 品位还是总回收 率，流程 2 都优于流程 1，因此推荐流程 2（即泥沙分选 工艺流程）。 推荐流程试验数质量流程见图 7。 试样 分 级 重力沉降脱泥 矿砂矿泥 浮含钙 矿物 杂质2 浮 云母 尾矿2 精 选 中矿2精矿2 浮含钙 矿物 杂质1 浮 云母 尾矿1 精 选 中矿1精矿1 0.071 100.00 品位％ 回收率％ 图例 产率％ 100.00 0.043 4.04 6.69 0.049 9.65 13.85 0.044 33.27 53.73 0.112 10.33 6.54 0.196 15.03 5.42 0.526 8.23 1.11 0.387 11.61 2.12 0.052 7.84 10.54 图 7 推荐流程试验数质量流程 3 结 语 1） 柿竹园多金属尾矿矿物组成复杂，该样品中主 要含铷矿物有白云母、钾长石、铁锂云母、黑云母和金 云母；主要脉石矿物是石榴石（包括钙铝榴石、钙铁榴 石和锰铝榴石）、石英、长石、方解石、绿泥石等；铷主 要存在于云母类矿物中，长石矿物中 Rb2O 含量为 0.153％，石英矿物中 Rb2O 含量仅为 0.004 0％，云母类 矿物中 Rb2O 含量为 0.660％，铷的选矿富集试验主要 围绕回收云母类矿物展开。 2） 试验结果表明，泥沙分选获得的铷精矿指标较 好，获得了产率 3.22％、Rb2O 品位 0.435％、Rb2O 回收 率 19.84％的精矿产品，可作为冶炼提炼铷的原料。 3） 该研究成果可为国内类似矿山企业的铷资源 综合回收提供参考。 引用本文 魏大为，周清波. 柿竹园多金属尾矿中铷资源综合回收技术 研究［J］. 矿冶工程， 2018，38（5）72-75. 57第 5 期魏大为等 柿竹园多金属尾矿中铷资源综合回收技术研究 万方数据