某白鎢尾礦中伴生螢石的選礦試驗

丁 軍 黃超軍 李少平 何桂春

(1.江西理工大學資源與環境工程學院，江西 贛州 341000；2.江西省礦業工程重點實驗室，江西 贛州 341000)

近20年來，我國經濟的快速發展不斷加速自然資源供應緊張的局面，貧、細、雜資源以及二次資源的開發利用就成為礦業界研究的課題[1]。江西某白鎢礦尾礦中螢石含量較高，螢石(CaF2)作為一種重要的非金屬礦物，在各個領域都有廣泛應用[2]。伴隨著經濟的快速發展，螢石資源的消耗愈發快速，其需求量也越來越大，因此，研究螢石二次資源回收工藝具有重要意義。目前，螢石的選礦主要采用浮選方法[3]，熱點和難點在于螢石與方解石、重晶石的分離以及螢石精礦的降硅[4]。目前，螢石浮選流程長、回收率低的根本原因是原礦品位低、礦石性質復雜，浮選藥劑的殘余也是影響分選指標的重要原因[5]。

江西某白鎢尾礦中伴生有較高含量的螢石，試驗以腐殖酸鈉+酸性水玻璃為脈石礦物的組合抑制劑(酸性水玻璃中普通水玻璃與硫酸的質量比為1∶1)進行了螢石回收試驗。

1 試 樣

試樣主要化學成分分析結果見表1，粒度篩析結果見表2。

表1 試樣主要化學成分分析結果

表2 試樣粒度篩析結果

由表1可知，試樣中CaF2含量為12.33%，螢石為試樣中的有用礦物；CaCO3含量為9.79%。進一步的分析表明，主要以方解石的形式存在，其可浮性與螢石相當，將是影響螢石精礦品質的主要脈石礦物。

由表2可知，試樣中的CaF2主要集中在0.15～0.037 mm粒級。進一步的分析表明，試樣中的螢石單體解離度不高，要獲得高品質的螢石精礦就必須進一步提高螢石礦物的單體解離度。

2 試驗結果和分析

2.1 粗選條件試驗

粗選試驗采用1次粗選流程。

2.1.1 調整劑酸性水玻璃用量試驗

在礦漿pH調整劑碳酸鈉用量為1 000 g/t(pH=8.5)，捕收劑氧化石蠟皂731用量為300 g/t情況下進行脈石礦物抑制劑酸性水玻璃用量試驗，結果見圖1。

圖1 酸性水玻璃用量試驗結果

由圖1可知，隨著酸性水玻璃用量的增大，螢石粗精礦品位上升，回收率明顯下降。為了充分回收螢石，確定粗選作業不添加酸性水玻璃。

2.1.2 捕收劑氧化石蠟皂731用量試驗

氧化石蠟皂731用量試驗的碳酸鈉用量為1 000 g/t(pH=8.5)，試驗結果見圖2。

圖2 粗選捕收劑用量試驗結果

圖2表明，隨著氧化石蠟皂731用量的增大，螢石粗精礦CaF2回收率上升，品位下降。綜上考慮，確定氧化石蠟皂731粗選用量為600 g/t，對應的粗精礦CaF2品位為 34.97%，CaF2回收率為84.12%。

2.2 粗精礦再磨細度試驗

粗精礦再磨有利于提高螢石的單體解離，合適的磨礦細度既有利于減少螢石礦物的過磨，又有利于獲得理想的分選指標[6]。粗精礦再磨細度試驗采用1次精選流程，試驗固定抑制劑酸性水玻璃+腐殖酸鈉的用量為1 000+200 g/t，結果見圖3。

圖3 再磨細度試驗結果

由圖3可知，隨著再磨細度的提高，螢石精礦CaF2品位明顯上升，回收率明顯下降。綜合考慮，確定再磨細度為-0.074 mm占85%，對應的精礦CaF2品位為48.44%，回收率為74.35%。

2.3 精選組合抑制劑種類及用量試驗

由于影響螢石精礦品質的主要脈石礦物為方解石，而水玻璃是方解石等脈石礦物的常用抑制劑。水玻璃的抑制機理是親水且帶負電的硅酸膠粒及硅酸氫根吸附在方解石等礦物表面上，使礦物具有強烈的親水性，從而使其受到強烈抑制，但在螢石表面基本無吸附作用。所以，水玻璃可作為螢石浮選的抑制劑[7]。大量的研究和生產實踐表明，對水玻璃進行酸化改性，或與其他藥劑組合使用往往可以更好抑制含鈣脈石礦物[8]。試驗將在粗精礦再磨細度為-0.074 mm占85%的情況下采用1次精選流程進行，抑制劑種類試驗結果見表3。

表3 抑制劑種類試驗結果

由表3可知，單獨使用酸性水玻璃時螢石精礦CaF2回收率最高，但品位不高；而以酸性水玻璃+腐植酸鈉為組合抑制劑時，螢石精礦CaF2品位和回收率均較高。因此，確定螢石精選以酸性水玻璃+腐植酸鈉為組合抑制劑，此時對應的螢石精礦CaF2品位為48.44%，回收率為74.35%。

在確定腐植酸鈉的最佳用量為200 g/t情況下進行了酸性水玻璃用量試驗，結果見圖4。

圖4 酸性水玻璃用量試驗結果

由圖4可知，隨著酸性水玻璃用量的增大，螢石精礦CaF2品位上升，回收率下降,當酸性水玻璃用量為2 000 g/t，對應的精礦CaF2品位為56.37%、回收率為67.52%，綜合指標最優，因此，確定精選1的酸性水玻璃用量為2 000 g/t。

2.4 開路試驗

在條件試驗基礎上進行了開路試驗，流程見圖5，試驗研究結果見表4。

圖5 開路試驗流程

由表4可知，以碳酸鈉為礦漿pH調整劑，氧化石蠟皂731為捕收劑，酸性水玻璃+腐植酸鈉為組合抑制劑，經1粗6精2掃、精選1尾礦2次掃選開路流程處理，獲得了CaF2品位為 96.71%、回收率為75.43%的螢石精礦。

2.5 閉路試驗

在開路試驗基礎上進行了閉路試驗，試驗流程見圖6，結果見表5。

由表5可知，以碳酸鈉為pH調整劑、氧化石蠟皂731為捕收劑、酸性水玻璃+腐植酸鈉組合為脈石礦物的抑制劑，采用圖6所示的工藝流程處理CaF2品位為12.33%的試樣，獲得了CaF2品位為95.26%、回收率為85.37%的螢石精礦，實現了白鎢浮選尾礦中螢石的高效回收。

表4 精選開路試驗研究結果

3 結 論

(1)江西某白鎢浮選尾礦中CaF2、CaCO3含量分別為12.33%和9.79%，螢石為其中的有價礦物，主要脈石礦物有方解石、鋁硅酸鹽礦物等，屬復雜難選伴生螢石礦二次資源。

(2)酸性水玻璃+腐植酸鈉組合使用是方解石等脈石礦物的良好抑制劑。

(3)在氧化石蠟皂731總用量為1 150 g/t，酸性水玻璃+腐植酸鈉總用量為2 750+275 g/t的條件下，試樣經1次粗選、粗精礦再磨后6次精選、粗選尾礦和精選1尾礦各2次掃選流程處理，最終獲得CaF2品位95.26%、回收率85.37%的螢石精礦，較好地實現了從白鎢尾礦中綜合回收螢石的目標。

圖6 閉路試驗流程

[1] 蘭志強,藍卓越,張鏡翠.鎢尾礦資源綜合利用研究進展[J].中國鎢業,2016(2):37-42.

Lan Zhiqiang，Lan Zhuoyue，Zhang Jingcui.Research progress on the comprehensive utilization of tungsten tailings[J].China Tungsten Industry,2016(2):37-42.

[2] 宋翔宇,趙新昌,徐會存,等.某地螢石礦浮選工藝及機理研究[J].礦冶工程,2004(3):28-31.

Song Xiangyu，Zhao Xinchang，Xu Huicun，et al.Flotation separation of a certain fluorite ore and its machanism[J].Mining and Metallurgical Engineering,2004(3):28-31.

[3] 胡岳華，馮其明．礦物資源加工技術與設備[M]．北京：科學出版社，2006：283-285．

Hu Yue Hua，Feng Qiming.Mineral Resources Processing Technology and Equipment[M].Beijing:Science Press,2006:283-285.

[4] 彭文勝,羅立群,鄧湘湘.螢石開發利用與浮選分離技術動態[J].湖南有色金屬,2010(2):13-18.

Peng Wensheng,Luo Liqun,Deng Xiangxiang.Exploitations & utilizations of fluorite resource and developments of flotation techniques on fluorite[J].Hunan Nonferrous Metals,2010(2):13-18.

[5] 黃偉生.柿竹園鎢鉬鉍尾礦回收螢石可選性試驗研究[J].湖南有色金屬,2013(6):17-20.

Huang Weisheng.The separability research of recovery of fluorite from Shizhuyuan tungsten-molybdenum-bismuth tailings[J] .Hunan NonFerrous Metals,2013(6):17-20.

[6] 竇源東,李守生,劉云杰,等.河北某低品位難選螢石礦浮選工藝研究[J].金屬礦山,2009(10):104-107.

Dou Yuandong，Li Shousheng，Liu Yunjie，et al.Study on the flotation technology for treating a low grade refractory fluorite ore in Hebei[J].Metal Mine,2009(10):104-107.

[7] 呂子虎,衛 敏,吳東印,等.低溫浮選螢石的工藝研究[J].中國礦業,2013(10):113-116.

Lv Zihu,Wei Min,Wu Dongyin,et al.Technological study on fluorite flotation at low temperature[J].China Mining,2013(10):113-116.

[8] 李有余,張 英,宋國軍,等.三種含鈣礦物抑制劑研究進展及機理[J].中國鎢業,2016(1):52-57.

Li Youyu,Zhang Ying,Song Guojun，et al.Mechanism and research progress of depressants for scheelite，fluorite and calcite flotation separation[J].China Tungsten Industry,2016(1):52-57.