湖南某鉭鈮礦中非金屬礦回收選礦試驗(yàn)研究

蔡建社

（湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院，湖南長(zhǎng)沙 410014）

湖南某鉭鈮礦中非金屬礦回收選礦試驗(yàn)研究

蔡建社

（湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院，湖南長(zhǎng)沙 410014）

湖南某鉭鈮礦中含有大量的長(zhǎng)石、云母、石英等非金屬礦物，綜合回收這些非金屬礦物，對(duì)增加經(jīng)濟(jì)附加值，提高經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的作用。試驗(yàn)在研究礦石性質(zhì)的基礎(chǔ)上，對(duì)強(qiáng)磁選尾礦（原礦強(qiáng)磁回收鉭鈮后的尾礦）采用云母浮選—長(zhǎng)石、石英分離的浮選工藝流程，通過(guò)條件試驗(yàn)、流程試驗(yàn)，綜合回收有價(jià)的非金屬礦物，取得技術(shù)指標(biāo)較好的云母精礦、長(zhǎng)石精礦和石英精礦。

強(qiáng)磁尾礦；云母；長(zhǎng)石；石英

湖南某鉭鈮礦經(jīng)地質(zhì)部門(mén)幾十年的勘探，探明該礦體礦石貯量2 000萬(wàn)t，屬大型鉭鈮礦，礦體含鉭鈮浸染型花崗巖礦體，含有的主要有用金屬礦物為富錳鉭鈮鐵礦，其次有黑鎢礦、黃銅礦等，地質(zhì)資料表明該鉭鈮礦中，還有數(shù)量極其龐大的長(zhǎng)石、云母、石英等非金屬礦物，這些非金屬礦物作為鉭鈮礦重要的副產(chǎn)，是陶瓷、玻璃等工業(yè)的重要原料，具有寬闊的市場(chǎng)前景，通過(guò)科學(xué)有效的選別方法，對(duì)鉭鈮礦中的非金屬礦物進(jìn)行綜合利用回收，具有極其重要的意義［1，2］。

1 原礦性質(zhì)

1.1 原礦多元素分析

原礦多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 原礦多元素分析結(jié)果%

多元素分析結(jié)果表明：Ta2O5、Nb2O5含量已達(dá)到鉭鈮礦床工業(yè)品位要求。K2O、Na2O合量為5.88%，含量偏低。

1.2 原礦礦物組成及含量

采用MLA礦物自動(dòng)定量檢測(cè)設(shè)備對(duì)原礦進(jìn)行礦物定量檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表2。結(jié)果表明，本礦石中鉭鈮礦物較單一，只有鉭鈮鐵礦，此外，該礦有數(shù)量略少于鉭鈮鐵礦的黑鎢礦，由于黑鎢礦的可選性與鉭鈮鐵礦十分相近，對(duì)提高鉭鈮精礦品位有一定影響［3，4］；金屬硫化礦物數(shù)量少，但種類(lèi)多，包括毒砂、黃鐵礦、方鉛礦等，值得注意的是，本礦石中含硫銀鉍礦等銀礦物，應(yīng)注意銀的綜合回收；其它金屬氧化物有微量磁鐵礦、褐鐵礦等；脈石礦物主要為石英、鈉長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石和白云母，極少量磷灰石、金云母、石榴石等。

表2 原礦礦物定量檢測(cè)結(jié)果%

脈石礦物中石英、長(zhǎng)石含量占80%，應(yīng)考慮尾礦綜合利用。

2 非金屬礦回收試驗(yàn)

在對(duì)原礦進(jìn)行強(qiáng)磁工藝回收鉭鈮礦物后，對(duì)原礦強(qiáng)磁選尾礦進(jìn)行綜合回收，強(qiáng)磁選尾礦主要是云母、長(zhǎng)石、石英及少量硫化礦，云母以白云母為主，長(zhǎng)石以鈉長(zhǎng)石和正長(zhǎng)石為主。由于三種非金屬礦物的比重基本相同，因此浮選是實(shí)現(xiàn)云母、長(zhǎng)石、石英分離的有效手段。三者中長(zhǎng)石精礦的質(zhì)量要求最為嚴(yán)格，除K2O、Na2O合量需達(dá)標(biāo)外，煅燒白度也是一重要指標(biāo)，而提高長(zhǎng)石煅燒白度的關(guān)鍵在于降低鐵、鈦的含量。由于云母含F(xiàn)e2O3在2%左右，因此必須脫出云母，才能保證長(zhǎng)石精礦質(zhì)量。三者中云母呈片狀結(jié)構(gòu)，可浮性最好，長(zhǎng)石、石英的可浮性較為接近。因此強(qiáng)磁選尾礦回收的原則流程為“硫化礦浮選—云母浮選—長(zhǎng)石、石英分離”。

2.1 云母浮選試驗(yàn)

2.1.1 云母浮選pH試驗(yàn)

云母的天然可浮性較好，在酸性、中性及堿性條件下均有著優(yōu)異的可浮性。但試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在酸性條件下，無(wú)論使用陰離子捕收劑還是陽(yáng)離子捕收劑，精礦泡沫過(guò)于疏松，不易消泡，不利于進(jìn)一步精選。而在堿性條件下，精礦泡沫則較為結(jié)實(shí)，易于控制，更適合應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。因此選擇堿性條件浮選云母。

由于云母的純度分析較為復(fù)雜，而云母、長(zhǎng)石、石英三者中，只有云母含鐵，因此通過(guò)分析Fe2O3的含量來(lái)判斷云母的富集和走向。云母浮選氫氧化鈉用量試驗(yàn)流程圖如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可以看出，氫氧化鈉用量在1 000 g／t時(shí)較為適宜，此時(shí)礦漿pH值在10左右。隨著氫氧化鈉用量的增加，云母浮選受到抑制。

圖1 云母浮選氫氧化鈉用量試驗(yàn)流程圖

表3 云母浮選氫氧化鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

2.1.2 云母浮選混合胺用量試驗(yàn)

混合胺作為云母浮選的捕收劑，其用量較為關(guān)鍵。用量過(guò)低時(shí)，云母浮選不干凈，影響長(zhǎng)石精礦質(zhì)量；用量過(guò)大時(shí)，一方面長(zhǎng)石亦會(huì)上浮，增大長(zhǎng)石的損失，另一方面，增加藥劑成本。云母浮選混合胺用量試驗(yàn)流程圖如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖2 云母浮選混合胺用量試驗(yàn)流程圖

表4 云母浮選混合胺用量試驗(yàn)結(jié)果

由表4可以看出，當(dāng)混合胺用量為（粗選＋掃選）100＋50 g／t時(shí)，尾礦中Fe2O3含量可降至0.2%以下，因此選擇（粗選＋掃選）100＋50 g／t用量較為合適。

2.2 長(zhǎng)石、石英浮選分離試驗(yàn)

浮選是分離石英與長(zhǎng)石的主要方法，利用長(zhǎng)石和石英的零電點(diǎn)差異（石英零電點(diǎn)為pH 2～3，長(zhǎng)石零電點(diǎn)為pH 1.5），將礦漿pH調(diào)至2～3時(shí)，石英表面不帶電荷，而長(zhǎng)石表面荷負(fù)電，此時(shí)添加陽(yáng)離子捕收劑可浮選長(zhǎng)石，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)石、石英的分離。目前在工業(yè)生產(chǎn)尚應(yīng)用的主要是傳統(tǒng)的有氟法（又稱(chēng)氫氟酸法）、無(wú)氟有酸法。但由于氟離子會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，傳統(tǒng)的氫氟酸法正逐漸被無(wú)氟法工藝所取代?；诒Ｗo(hù)環(huán)境角度考慮，本試驗(yàn)只對(duì)無(wú)氟工藝進(jìn)行考察。

影響長(zhǎng)石精礦質(zhì)量主要有兩大因素：（1）K2O、Na2O含量；（2）煅燒白度。通常，K2O、Na2O含量及白度越高，長(zhǎng)石精礦質(zhì)量就越高。而本礦石的長(zhǎng)石以鈉長(zhǎng)石和正長(zhǎng)石為主，其顏色為淺黃色，自然白度較低。因此長(zhǎng)石、石英分離的原則是保證長(zhǎng)石精礦中K2O、Na2O含量在8%以上，盡可能提高其煅燒白度。

2.2.1 硫酸用量試驗(yàn)

硫酸用量是影響長(zhǎng)石、石英分離的關(guān)鍵因素，硫酸用量試驗(yàn)流程圖如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可以看出，當(dāng)硫酸用量在2 000 g／t左右時(shí)較為適宜。

2.2.2 長(zhǎng)石、石英分離混合胺用量試驗(yàn)

適量的石英進(jìn)入長(zhǎng)石精礦可提高長(zhǎng)石精礦的煅燒白度，但如果長(zhǎng)石精礦中石英含量過(guò)高，又會(huì)降低K2O、Na2O含量。混合胺用量試驗(yàn)流程圖如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

由表6可以看出，混合胺用量（粗選＋掃選）在100＋50 g／t左右時(shí)較為適宜，隨著用量的增加，長(zhǎng)石精礦產(chǎn)率增加，石英上浮量增大，K2O、Na2O含量降低。

圖3 長(zhǎng)石、石英浮選分離硫酸用量試驗(yàn)流程圖

表5 長(zhǎng)石、石英浮選分離硫酸用量結(jié)果

圖4 長(zhǎng)石、石英浮選分離混合胺用量試驗(yàn)

表6 長(zhǎng)石、石英浮選分離混合胺用量結(jié)果

2.2.3 無(wú)氟工藝全流程試驗(yàn)

無(wú)氟工藝全流程試驗(yàn)如圖5所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

試驗(yàn)需要說(shuō)明以下幾點(diǎn)：（1）硫化礦含量較少，通過(guò)添加少量丁黃藥和2＃油即可浮選干凈，以免影響云母精礦質(zhì)量；（2）云母浮選時(shí)不可避免造成部分長(zhǎng)石礦物的上浮，為保證云母精礦質(zhì)量，對(duì)云母粗精礦進(jìn)行精選，精選尾礦即云母中礦中因含F(xiàn)e2O3較高，不能并入長(zhǎng)石浮選系統(tǒng)，因此將作為尾礦丟棄；（3）由于云母浮選是在堿性條件下進(jìn)行，且云母浮選產(chǎn)率為34%左右，而長(zhǎng)石浮選在強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行，因此一方面為降低硫酸用量，另一方面為保證長(zhǎng)石浮選濃度，對(duì)云母浮選尾礦進(jìn)行濃縮是必要的。另外，由于云母浮選尾礦呈堿性，因此沉降速度很快，可在5 min內(nèi)迅速澄清，溢流水含礦物很少，因此未對(duì)其進(jìn)行計(jì)量、分析；（4）長(zhǎng)石粗選精礦中K2O、Na2O含量可達(dá)到8%以上，而長(zhǎng)石掃選精礦中K2O、Na2O含量?jī)H6.5%左右，因此僅需對(duì)長(zhǎng)石掃選精礦進(jìn)行精選，精選尾礦即長(zhǎng)石中礦為不影響石英精礦質(zhì)量，可作為尾礦丟棄。云母精礦、長(zhǎng)石精礦、石英精礦多元素分析結(jié)果分別見(jiàn)表8、表9、表10。

圖5 非金屬礦物綜合回收試驗(yàn)流程圖

表7 非金屬礦物回收全流程試驗(yàn)結(jié)果%

表8 云母精礦多元素分析結(jié)果

表9 長(zhǎng)石精礦多元素分析結(jié)果

表10 石英精礦多元素分析結(jié)果

試驗(yàn)所取得的精礦產(chǎn)品，具有較好的應(yīng)用前景，長(zhǎng)石是制作玻璃溶劑、陶瓷釉料的主要原料之一；石英可應(yīng)用于玻璃行業(yè)、陶瓷行業(yè)和耐火材料行業(yè)；云母產(chǎn)品應(yīng)用于橡膠、塑料、涂料以及功能性無(wú)機(jī)填料等方面。

3 結(jié) 論

湖南某鉭鈮礦中含有數(shù)量極其龐大的長(zhǎng)石、云母、石英等非金屬礦物，綜合回收這些有價(jià)值的非金屬礦物，具有很大的意義，試驗(yàn)通過(guò)硫化礦浮選—云母浮選—長(zhǎng)石、石英分離的浮選工藝流程，對(duì)原礦強(qiáng)磁選尾礦進(jìn)行綜合探索回收，取得了長(zhǎng)石、云母及石英三種精礦產(chǎn)品，這三種精礦產(chǎn)品的品質(zhì)能夠滿足生產(chǎn)陶瓷、玻璃、橡膠、塑料及耐火材料等方面的原料要求，如若進(jìn)一步提高精礦產(chǎn)品的品質(zhì)，提高產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還需要做進(jìn)一步的選礦試驗(yàn)研究。

［1］ 何國(guó)偉，葉志平.低品位鈉長(zhǎng)石花崗巖型鉭鈮礦全礦石綜合利用［J］.有色金屬，2008，（3）：98－101.

［2］ 王毓華，黃傳兵，陳興華，等.從某鉭鈮尾礦中回收長(zhǎng)石和石英的試驗(yàn)研究［J］.中國(guó)礦業(yè)，2005，14（9）：38－40.

［3］ 高玉德，邱顯揚(yáng)，韓兆元，等.細(xì)粒級(jí)低品位鉭鈮稀土礦選礦工業(yè)研究［J］.中國(guó)鎢業(yè)，2013，（4）：26－28.

［4］ 林東，聶光華，羅國(guó)菊，等.江西某鉭鈮尾礦綜合利用試驗(yàn)研究［J］.非金屬礦，2016，（1）：14－17.

Experimental Study on Recovery of Nonmetallic Ores from a Tantalum Niobium M ine in Hunan

CAI Jian-she
（Hunan Labor Protection Institute of NonferrousMetals，Changsha 410014，China）

Containing feldspar，mica，quartz and other non-metallic minerals of Hunan tantalum niobium mine，the comprehensive recovery of these non-metallic minerals，to increase economic value，plays a very important role to improve economic benefits，based on the study of the ore properties，the strongmagnetic separation tailings（tantalum niobium ore tailings after strongmagnetic recovery）the flotation process flotation separation of quartz feldsparmica. Through experiment test，it recovers the price non-metallicmineral，and obtains better technical indexes，feldspar and quartzmica ore concentrate.

high magnetic tailings；mica；feldspar；quartz

TD923

A

1003－5540（2017）02－0019－004

2017－03－02

蔡建社（1975－），男，工程師，主要從事選礦技術(shù)管理及生產(chǎn)管理工作。