湖南某方解石型螢石礦浮選試驗研究

俞獻林 楊長安

（1.安徽友進冠華新材料科技股份有限公司；2.中鎢共享服務(wù)（湖南）有限公司）

螢石是重要的非金屬礦產(chǎn)資源，其成分為CaF2，是生產(chǎn)氟工業(yè)產(chǎn)品的主要原料，對冶金、化工、陶瓷、航空、醫(yī)藥、新能源等行業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響［1-2］。雖然我國螢石資源儲量豐富，但多數(shù)與方解石、重晶石、硅酸鹽礦物等共伴生，以難選低品位復(fù)雜螢石礦居多，開發(fā)利用難度較大［3-5］。根據(jù)共伴生主要脈石礦物種類不同，螢石礦可分為石英型、方解石型、重晶石型和硫化礦型［6］。無論何種螢石礦，浮選法是目前獲得螢石精礦的主要方法，其中方解石型螢石礦由于方解石晶格與螢石晶格均含有Ca2+，表面物理化學(xué)性質(zhì)與螢石相似，導(dǎo)致與螢石分離困難，往往需要經(jīng)過多次精選才能得到合格的精礦產(chǎn)品［7-9］。

湖南某螢石礦為方解石型螢石礦，為了高效開發(fā)利用該資源，對有代表性礦石進行了螢石浮選試驗。

1 試 樣

試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

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由表1 可知：試樣 CaF2含量為 36.73%，CaCO3含量為14.34%。進一步的研究表明，試樣中的主要有用礦物為螢石，主要脈石礦物為石英、方解石、高嶺石及長石，屬中低品位方解石型螢石礦。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 條件試驗

條件試驗采用1次粗選流程。

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗

磨礦細(xì)度直接關(guān)系到螢石的解離情況，因而對螢石的回收影響較大。為了螢石充分解離，又不至于過粉碎，首先進行了磨礦細(xì)度試驗［10］。磨礦細(xì)度試驗固定pH 調(diào)整劑碳酸鈉用量為1 000 g/t，脈石礦物抑制劑水玻璃用量為1 000 g/t，捕收劑油酸用量為300 g/t，試驗結(jié)果見圖1。

由圖1 可知，隨著磨礦細(xì)度的提高，螢石粗精礦CaF2品位先升后降、回收率呈先快后慢的上升趨勢，變化趨勢的拐點在-0.074 mm70%時。因此，確定磨礦細(xì)度為-0.074 mm 占70%，對應(yīng)的粗精礦CaF2品位為57.16%、回收率為92.49%。

2.1.2 碳酸鈉用量試驗

浮選過程中礦漿pH 值對礦物表面電性及藥劑作用效果影響很大，螢石浮選在弱堿性礦漿環(huán)境中效果最佳［11］，而碳酸鈉是螢石浮選的常用pH 調(diào)整劑，因此，開展了碳酸鈉用量試驗。碳酸鈉用量試驗固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm 占70%，水玻璃用量為1 000 g/t，油酸用量為300 g/t，試驗結(jié)果見圖2。

由圖2 可知，隨著碳酸鈉用量的增加，螢石粗精礦CaF2品位先升后降、回收率呈先慢后快的下降趨勢。當(dāng)碳酸鈉用量大于1 500 g/t后繼續(xù)增大用量，螢石粗精礦CaF2品位和回收率均下降，主要與過量的碳酸鈉惡化浮選環(huán)境有關(guān)。綜合考慮，確定碳酸鈉用量為1 500 g/t，對應(yīng)的粗精礦CaF2品位為58.43%、回收率為92.01%。

2.1.3 捕收劑種類試驗

螢石捕收劑種類很多，可分為脂肪酸類及油酸類［12］。本試驗主要對油酸、BK410、脂肪酸類新型捕收劑CYP-1 進行了對比。捕收劑種類試驗固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm 占70%、碳酸鈉用量為1 500 g/t、水玻璃用量為1 000 g/t、捕收劑用量均為300 g/t，試驗結(jié)果見表2。

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由表 2 可知，以 CYP-1 為捕收劑，粗精礦 CaF2品位最高、回收率最低；BK410 的捕收效果優(yōu)于油酸。綜合考慮，選擇BK410為后續(xù)試驗的捕收劑。

2.1.4 水玻璃用量試驗

螢石浮選常用水玻璃為抑制劑，水玻璃可強化礦泥分散和抑制含硅脈石［13］。水玻璃用量不足將導(dǎo)致脈石等雜質(zhì)上浮，影響精礦品位；水玻璃用量過大將導(dǎo)致有用礦物被抑制、增加捕收劑用量，影響回收率、增加浮選成本［14］，因此，進行水玻璃用量試驗非常必要。水玻璃用量試驗固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm 占 70%、碳酸鈉用量為 1 500 g/t、BK410 用量為300 g/t，試驗結(jié)果見圖3。

由圖3 可知，隨著水玻璃用量的增加，粗精礦CaF2品位上升、回收率下降。綜合考慮，確定水玻璃用量為1 500 g/t，對應(yīng)的粗精礦CaF2品位為60.15%、回收率為92.06%。

2.1.5 BK410用量試驗

BK410 用量對選礦指標(biāo)影響較大，用量不足，螢石不能充分回收；用量過大不僅浪費藥劑，而且可能惡化浮選效果［15］，因此進行了 BK410 用量試驗。BK410 用量試驗固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm 占70%、碳酸鈉用量為1 500 g/t、水玻璃用量為1 500 g/t，試驗結(jié)果見圖4。

由圖4 可知，隨著BK410 用量的增加，粗精礦CaF2品位下降、回收率呈先快后慢的上升趨勢。綜合考慮，確定BK410 用量為300 g/t，對應(yīng)的粗精礦CaF2品位為60.15%、回收率為92.06%。

2.2 開路試驗

在上述條件試驗基礎(chǔ)上進行了浮選開路試驗，精選添加酸化水玻璃（硫酸與水玻璃的質(zhì)量比為1∶1）以抑制脈石礦物，開路試驗流程見圖5，試驗結(jié)果見表3。

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2.3 閉路試驗

由圖5、表3可知，試樣采用1粗8精1掃開路浮選流程處理，精選1、精選2均添加酸化水玻璃300 g/t，精選 3、精選 4、精選 5 均添加酸化水玻璃 150 g/t，精選6、精選 7、精選 8 均添加酸化水玻璃 50 g/t，可獲得CaF2品位為95.15%、回收率為58.30%的螢石精礦。

在開路試驗基礎(chǔ)上進行了閉路試驗，試驗流程見圖6，結(jié)果見表4。

由圖6、表4 可知，試樣在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占70%，粗選碳酸鈉用量為1 500 g/t、水玻璃用量為1 500 g/t、BK410 用量為 300 g/t，掃選 BK410 用量為150 g/t，精選酸化水玻璃總用量為1 200 g/t 情況下進行1粗8精1掃、中礦順序返回閉路流程處理，最終得到CaF2品位為90.32%、回收率為77.11%、碳酸鈣含量為3.82%的螢石精礦。

3 結(jié) 論

（1）湖南某螢石礦為方解石型螢石礦，CaF2含量為36.73%、CaCO3含量為14.34%，主要有用礦物為螢石，主要脈石礦物為石英、方解石、高嶺石及長石，方解石與螢石浮選分離較困難。

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（2）試樣在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 占70%，粗選碳酸鈉用量為1 500 g/t、水玻璃用量為1 500 g/t、BK410 用量為 300 g/t，掃選 BK410 用量為 150 g/t，精選酸化水玻璃總用量為1 200 g/t情況下進行1粗8精1 掃、中礦順序返回閉路流程處理，最終得到CaF2品位為90.32%、回收率為77.11%、碳酸鈣含量為3.82%的螢石精礦。試驗確定的工藝流程結(jié)構(gòu)簡單，流程合理。