伴生型萤石矿浮选研究进展及发展趋势.pdf
《伴生型萤石矿浮选研究进展及发展趋势.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《伴生型萤石矿浮选研究进展及发展趋势.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、铜业工程 COPPER ENGINEERINGTotal 181No.3 2023总第181期2023年第3期引文格式引文格式:黄凯,艾光华,王皓,詹俊著.伴生型萤石矿浮选研究进展及发展趋势 J.铜业工程,2023(3):134-140.伴生型萤石矿浮选研究进展及发展趋势黄凯1,艾光华1,王皓1,詹俊著2(1.江西理工大学资源与环境工程学院,江西 赣州341000;2.江西润鹏矿业股份有限公司,江西 赣州341000)摘要:萤石提取后可以制备氟元素和各种氟的化合物,是一种战略非金属矿物。作为非金属矿物原材料,萤石工业用途十分广泛。中国萤石资源总体储量丰富,但资源禀赋差、品位低、性质复杂,多以伴
2、生型萤石矿床为主,主要脉石矿物有石英、重晶石、碳酸钙等矿物。由于脉石矿物的物化性质与萤石矿相似,对萤石浮选提纯干扰较大,分离困难。本文总结了近年来伴生型萤石矿浮选分离的基础理论、工艺流程、药剂制度等方面的研究进展,总结了伴生萤石矿选矿研究的工艺、技术、药剂方面存在的问题和难点,并对伴生萤石矿选矿发展趋势进行了介绍。关键词:萤石;浮选;捕收剂;抑制剂;选别工艺doi:10.3969/j.issn.1009-3842.2023.03.019中图分类号:TD912;TD913 文献标识码:A 文章编号:1009-3842(2023)03-0134-071 引 言萤石提取后可以制备氟元素和各种氟的化合
3、物,是一种战略非金属矿物,主要应用于航空、医药、冶金、化工、陶瓷、原子能等工业领域。据统计,中国萤石储量4100万t,居世界前列。中国单一类型萤石矿床占绝大多数,约占萤石矿床总量的80%,但储量仅占萤石总储量的58%左右,其他伴生萤石储量约占萤石总储量的 42%。近年来,萤石价格上涨、易选矿石减少,需要对萤石的选矿方法进行研究,便于萤石的分选,从而提高萤石的利用率。本文通过对伴生萤石的主要选别流程、浮选抑制剂、浮选捕收剂、浮选理论等方面进行研究,总结了伴生萤石矿的选别方法,并对其未来发展趋势进行了总结。2 萤石资源概况2.1萤石的性质萤石是一种含氟量高的工业矿物(化学成分是CaF2),是自然界
4、中常见的矿物1。萤石为等轴晶系,多呈立方体型、八面体型,完全解理;莫氏硬度为4;不溶于水,但溶于磷酸、硫酸和热的盐酸及硼酸;表面具有玻璃光泽,纯净的萤石为无色矿物,但晶格缺陷以及晶体中的杂质导致萤石颜色不一。萤石常与重晶石、方解石等矿物伴生,由于这些矿物中含有Ca2+和Ba2+,使萤石与重晶石、方解石等矿物具有类似的物化性质2,从而增加了萤石浮选的难度。2.2萤石的用途萤石工业用途十分广泛。例如,萤石可作为钢铁工业的熔剂,可增加钢铁冶炼的流动性,降低冶炼温度,减少燃料的消耗;在化学工业中,萤石可以制取氢氟酸及其衍生物,提高塑料的耐腐蚀性和化学稳定性,同时可作为吹制剂、冷冻剂和气溶胶抛射剂等;在
5、炼铝过程中,添加萤石制备出的氟化盐能降低Al2O3的熔点;萤石也是生产水泥的矿化剂、熔制玻璃的助熔剂。此外,萤石能促进陶瓷烧结进程,提高瓷器质量3-4。2.3萤石矿的资源分析萤石矿是我国的优势矿种,且开采条件好,在全球萤石资源中占有重要地位。中国萤石资源总体储量丰富,但是可开采储量低,难选萤石矿相对较多,总体呈东多西少、南多北少的分布规律。东收稿日期:2023-03-17;修订日期:2023-05-23基金项目:国家自然科学基金面上项目(51874150)资助作者简介:黄凯(2004),男,江西井冈山人,本科,研究方向:矿物加工工程,E-mail:;通信作者:艾光华(1980),教授,E-ma
6、il:Guanghua_部沿海地区、华中和内蒙古白云鄂博到二连浩特一带都是大中型矿床的主要集中地5-7。按成因类型划分,中国萤石可分为热液充填型、沉积变质型、矽卡岩型和沉积改造型,其中主要为热液充填型和沉积改造型萤石矿床。中国伴生型萤石矿床虽然资源量大,但品位较低,不具备单独开采价值。在单一萤石矿中,CaF2品位一般在 35%40%,平均品位为 34.7%;与金属伴生的萤石矿,CaF2品位只有8%18%。世界萤石矿资源分布广泛,在世界各个大洲均有发现,但各地区差异较大。根据美国地质局调查数据,截至2019年底,世界共探明的萤石矿资源储量约为 3.1亿 t8。萤石矿储量丰富的有中国、墨西哥、蒙古
7、、南非等地9-10。其中,墨西哥位居第一,中国位居第二,南非位居第三。此外,全球萤石储量50%以上在环太平洋成矿带上。3 伴生型萤石矿浮选研究进展3.1选别工艺萤石矿属于不可再生矿产资源,具有重要的经济价值。萤石矿是一种非金属矿物,无磁性,具有完全解理性质,常与方解石、重晶石等矿物伴生,由于与重晶石、方解石的物理化学性质类似,导致萤石矿精选困难。因此,高效分离萤石和方解石、重晶石是萤石选别工艺的关键。通常用手选、重选和浮选工艺对萤石进行选矿处理。手选一般用于肉眼可轻松辨别的萤石矿,这类矿石颜色与脉石矿物差异较为明显;重选是利用萤石矿与脉石矿物比重差异,采用重介质预选法排出大部分石英等脉石矿物,
8、提高萤石品位。目前,浮选是世界上最常用、最有效分离萤石和脉石矿物的方法。由于萤石矿中的脉石矿物主要是石榴石、石英、方解石、重晶石等,当原矿中磁性矿物含量较多时,采用磁选进行抛尾,磁性产品作为尾矿丢弃,非磁性产品进入浮选环节,进而减少萤石矿浮选的矿量,提高入选萤石的品位。在磁选过程中,通常采用高梯度磁选机进行选别。非磁性矿物进入浮选机中,在抑制剂、捕收剂等药剂的作用下,提高萤石精矿的品位和回收率。冯胜雷11利用湖南某白钨尾矿回收萤石矿,采用先磁后浮工艺,即先利用高梯度磁选机进行抛尾,除去原矿中大量的石榴石,磁选后(非磁性产品)以Na2CO3作为调整剂、酸化水玻璃作为抑制剂、油酸钠作为捕收剂,采用
9、1次粗选、1次扫选、6次精选的闭路浮选流程,最终得到 CaF2品位为 96.93%,回收率为64.25%的精矿产品。艾光华等12从某黑白钨尾矿中回收萤石,也是采用先磁后浮工艺,磁选抛去磁性矿物,非磁性矿物以Na2CO3作调整剂、水玻璃作抑制剂、BK410作捕收剂,经1次粗选、6次精选、2次扫选作业,最终得到CaF2品位为97.15%,回收率为69.89%的精矿产品。对于含磁性矿物较少的萤石矿,一般采用一段磨矿或二段磨矿,进一步解离萤石和脉石矿物,使得在浮选作业中更易得到高品位的萤石精矿。例如,张晋霞等13采用某地低品位难选萤石矿进行试验,先采用二段磨矿,然后进行1次粗选,最后再进行6次精选,选
10、用Na2CO3作调整剂、水玻璃作抑制剂、油酸(OA)作捕收剂,最终得到CaF2品位为98.50%,回收率为54.10%的精矿产品。吕良等14利用豫西某石英型萤石矿进行试验,先采用 一段粗磨、1次粗选、2次扫选、6次精选,高品位中矿再磨返回二段精选的流程,选用Na2CO3作调整剂,水玻璃作抑制剂,氧化石蜡皂和油酸钠作捕收剂,最终得到 CaF2品位为 97.12%,回收率为91.10%的萤石精矿产品。上述研究表明,在回收萤石精矿时,对于磁性矿物含量较多的原矿,应采用磁选-浮选联合工艺,预先磁选除去磁性矿物,再通过浮选回收萤石精矿;对于磁性矿物含量少的原矿则直接采用浮选工艺,但需要考虑其单体解离,是
11、否采用阶段磨浮流程。3.2浮选药剂我国萤石矿大多数是共生型或伴生型萤石矿,单一型萤石矿储量较少。然而,共生型或伴生型萤石矿品位低,且与伴生的重晶石、方解石等性质相似,相互影响。因此,对伴生型萤石矿浮选是一大难题,针对萤石浮选药剂的研究,主要集中在pH调整剂、抑制剂和捕收剂的选择上。3.2.1pH调整剂在萤石浮选时,矿浆pH值对萤石浮选有重要的作用,可通过调整pH值改变矿物表面电性和药134黄凯等 伴生型萤石矿浮选研究进展及发展趋势2023年第3期部沿海地区、华中和内蒙古白云鄂博到二连浩特一带都是大中型矿床的主要集中地5-7。按成因类型划分,中国萤石可分为热液充填型、沉积变质型、矽卡岩型和沉积改
12、造型,其中主要为热液充填型和沉积改造型萤石矿床。中国伴生型萤石矿床虽然资源量大,但品位较低,不具备单独开采价值。在单一萤石矿中,CaF2品位一般在 35%40%,平均品位为 34.7%;与金属伴生的萤石矿,CaF2品位只有8%18%。世界萤石矿资源分布广泛,在世界各个大洲均有发现,但各地区差异较大。根据美国地质局调查数据,截至2019年底,世界共探明的萤石矿资源储量约为 3.1亿 t8。萤石矿储量丰富的有中国、墨西哥、蒙古、南非等地9-10。其中,墨西哥位居第一,中国位居第二,南非位居第三。此外,全球萤石储量50%以上在环太平洋成矿带上。3 伴生型萤石矿浮选研究进展3.1选别工艺萤石矿属于不可
13、再生矿产资源,具有重要的经济价值。萤石矿是一种非金属矿物,无磁性,具有完全解理性质,常与方解石、重晶石等矿物伴生,由于与重晶石、方解石的物理化学性质类似,导致萤石矿精选困难。因此,高效分离萤石和方解石、重晶石是萤石选别工艺的关键。通常用手选、重选和浮选工艺对萤石进行选矿处理。手选一般用于肉眼可轻松辨别的萤石矿,这类矿石颜色与脉石矿物差异较为明显;重选是利用萤石矿与脉石矿物比重差异,采用重介质预选法排出大部分石英等脉石矿物,提高萤石品位。目前,浮选是世界上最常用、最有效分离萤石和脉石矿物的方法。由于萤石矿中的脉石矿物主要是石榴石、石英、方解石、重晶石等,当原矿中磁性矿物含量较多时,采用磁选进行抛
14、尾,磁性产品作为尾矿丢弃,非磁性产品进入浮选环节,进而减少萤石矿浮选的矿量,提高入选萤石的品位。在磁选过程中,通常采用高梯度磁选机进行选别。非磁性矿物进入浮选机中,在抑制剂、捕收剂等药剂的作用下,提高萤石精矿的品位和回收率。冯胜雷11利用湖南某白钨尾矿回收萤石矿,采用先磁后浮工艺,即先利用高梯度磁选机进行抛尾,除去原矿中大量的石榴石,磁选后(非磁性产品)以Na2CO3作为调整剂、酸化水玻璃作为抑制剂、油酸钠作为捕收剂,采用1次粗选、1次扫选、6次精选的闭路浮选流程,最终得到 CaF2品位为 96.93%,回收率为64.25%的精矿产品。艾光华等12从某黑白钨尾矿中回收萤石,也是采用先磁后浮工艺
15、,磁选抛去磁性矿物,非磁性矿物以Na2CO3作调整剂、水玻璃作抑制剂、BK410作捕收剂,经1次粗选、6次精选、2次扫选作业,最终得到CaF2品位为97.15%,回收率为69.89%的精矿产品。对于含磁性矿物较少的萤石矿,一般采用一段磨矿或二段磨矿,进一步解离萤石和脉石矿物,使得在浮选作业中更易得到高品位的萤石精矿。例如,张晋霞等13采用某地低品位难选萤石矿进行试验,先采用二段磨矿,然后进行1次粗选,最后再进行6次精选,选用Na2CO3作调整剂、水玻璃作抑制剂、油酸(OA)作捕收剂,最终得到CaF2品位为98.50%,回收率为54.10%的精矿产品。吕良等14利用豫西某石英型萤石矿进行试验,先
16、采用 一段粗磨、1次粗选、2次扫选、6次精选,高品位中矿再磨返回二段精选的流程,选用Na2CO3作调整剂,水玻璃作抑制剂,氧化石蜡皂和油酸钠作捕收剂,最终得到 CaF2品位为 97.12%,回收率为91.10%的萤石精矿产品。上述研究表明,在回收萤石精矿时,对于磁性矿物含量较多的原矿,应采用磁选-浮选联合工艺,预先磁选除去磁性矿物,再通过浮选回收萤石精矿;对于磁性矿物含量少的原矿则直接采用浮选工艺,但需要考虑其单体解离,是否采用阶段磨浮流程。3.2浮选药剂我国萤石矿大多数是共生型或伴生型萤石矿,单一型萤石矿储量较少。然而,共生型或伴生型萤石矿品位低,且与伴生的重晶石、方解石等性质相似,相互影响
17、。因此,对伴生型萤石矿浮选是一大难题,针对萤石浮选药剂的研究,主要集中在pH调整剂、抑制剂和捕收剂的选择上。3.2.1pH调整剂在萤石浮选时,矿浆pH值对萤石浮选有重要的作用,可通过调整pH值改变矿物表面电性和药135总第181期铜业工程Total 181物性能,提高萤石矿物与脉石矿物的可浮性差异,进而实现萤石与脉石矿物浮选分离。Na2CO3是一种常见的矿浆pH调整剂,可使溶液的pH值保持在810之间,有助于保证精矿品位的同时增加回收率。丘世澄等15在选别某碳酸盐型萤石矿时,以Na2CO3为pH调整剂、酸化水玻璃与腐殖剂为抑制剂、OA作捕收剂,采用预先脱硫、粗选精矿再磨、1粗选5精选2扫选的工
18、艺流程进行萤石浮选闭路试验,最终得到 CaF2品位为98.07%,回收率为80.80%的萤石精矿产品。孙良全等16从铅锌尾矿中回收萤石精矿,以 Na2CO3作pH调整剂、水玻璃和RS作抑制剂、OA作捕收剂,采用1次粗选、5次精选开路流程,最终得到CaF2品位为 97.10%,回收率为 65.56%的萤石精矿产品。俞献林等17在选别某方解石型萤石矿时,以Na2CO3作调整剂、水玻璃作抑制剂、BK410作捕收剂,通过 1次粗选、8次精选、1次扫选、中矿顺序返回闭路流程,最终得到 CaF2品位为 90.32%,回收率为77.11%的萤石精矿产品。张校熔等18在选别磨矿细度-0.074占61%的洛阳燕
19、子坡萤石矿时,添加Na2CO3、水玻璃、OA作为浮选药剂,通过1粗选 6 精选 2 扫选的流程,最终获得 CaF2品位为95.09%,回收率94.99%的萤石精矿产品。硫酸化学性质相对稳定,常用于萤石矿精选作业中。周祥良19根据灵山萤石选厂的原矿性质,在萤石浮选的精选作业中添加浓硫酸,改变了矿物的表面性质,抑制了主要脉石矿物SiO2,最终获得CaF2品位为98.45%,回收率为98.41%的萤石精矿产品。刘春光等20用硫酸作pH调整剂,再加入水玻璃和L-001,采用1次粗选、7次精选、2次扫选闭路浮选工艺,得到 CaF2品位为 97.12%,回收率为85.73%的萤石精矿产品。上述研究表明,硫
20、酸能够提供酸性浮选环境,增加萤石表面活化位点以及增强捕收剂的吸附性,从而提高萤石的回收率。3.2.2捕收剂萤石浮选常用的捕收剂有阴离子型捕收剂、阳离子型捕收剂和两性捕收剂三大类。(1)阴离子型捕收剂。阴离子型捕收剂是以上三类捕收剂中应用最广泛的,常用的阴离子型捕收剂有脂肪酸类、环烷酸类、磷酸类和组合捕收剂等。其中,脂肪酸类捕收剂在工业应用中最广泛21。脂肪酸类捕收剂。OA是萤石浮选中常见的高效捕收剂,因其来源广泛、价格低等优点被广泛应用。OA具有选择性差、不耐硬水、水溶性差和不耐低温等缺点,因此使用OA进行浮选作业时,通常需要对矿浆进行加温处理。吴纯刚22在选别某石英型萤石矿时,加入Na2CO
21、3、OA、水玻璃进行实验,得到CaF2品位为97.15%,回收率为90.36%的萤石精矿产品。陈占发等23在回收磁铁脱硫尾矿中的萤石时,加入Na2CO3、酸化水玻璃、OA,经过1次粗选、4次精选的闭路试验,得到CaF2品位为90.35%,回收率为85.43%的萤石精矿产品。油酸钠属于脂肪酸类捕收剂,具有耐低温性,在选别萤石-重晶石伴生矿、萤石-方解石伴生矿等矿物时选别指标良好。刘方华24在选别四川某萤石-重晶石共生矿时,加入油酸钠和水玻璃,对萤石和重晶石混合浮选,最终得到 CaF2品位为92.16%,回收率为 79.23%的萤石精矿产品,所得重晶石精矿产品中BaSO4品位为92.16%,回收率
22、为79.23%。宋强等25在选别贵州某方解石型萤石时,采用1次粗选、7次精选、2次扫选、中矿顺序返回的选矿工艺流程,加入Na2CO3和油酸钠,最终得到CaF2品位为96.31%,回收率为81.67%的萤石精矿产品。环烷酸类捕收剂。从石油炼制过程产生的碱渣中提取环烷酸,其价格便宜,且凝固点较低 (-5),可在常温下使用。环烷酸类捕收剂在浮选矿浆酸性至弱碱性时,对重晶石捕收能力弱,而对萤石捕收能力强;当浮选矿浆是碱性时,对萤石捕收能力弱,对重晶石捕收能力强。在环烷酸类捕收剂浮选体系中加入硫酸铝,可以强化萤石和脉石矿物的浮选分离。王绍艳等26在分离萤石与重晶石的试验研究中,通过加入硫酸铝,环烷酸作为
23、捕收剂,分离萤石与重晶石,通过浮选实验、红外光谱分析等,测定环烷酸在萤石浮选过程中对萤石的捕收能力。磷酸类捕收剂。磷酸类捕收剂属于螯合捕收剂,选择性比较强,但其生产成本高,因此在工业应用中未大范围使用。胡岳华等27分别研究了-胺基烷基磷酸和-胺基烷基磷酸对重晶石和萤石136黄凯等 伴生型萤石矿浮选研究进展及发展趋势2023年第3期的浮选捕收作用。结果表明:(RNHC2H4P(O)O2H)-以静电力吸附存在于萤石表面;(RNHC2H4P(O)O2)2-以化学吸附存在于重晶石表面。实现了萤石和重晶石的有效分离。组合捕收剂。组合使用碳性不同或者极性基因不同的捕收剂,是提高萤石精矿质量的有效途径。艾光
24、华等28在回收某尾矿中的萤石研究中,使 用 OA 与 CM-10 组 合 作 捕 收 剂,调 整 剂 为Na2CO3,抑制剂为水玻璃,采用 1 次粗选、7 次精选、2次扫选、中矿返回闭路流程实验,最终得到CaF2品位为 95.23%,回收率为 55.74%的萤石精矿。黄俊玮等29对某石英脉型萤石矿进行浮选试验,使用由OA、脂肪酸改性复配而成的FX6A作为捕收剂,Na2CO3作调整剂,组合抑制剂ZY401-1作抑制剂,在矿浆温度为826 的条件下,采用1次粗选、6次精选、1次扫选的工艺流程,最终得到CaF2品位为98.91%,回收率为94.82%的萤石精矿产品。(2)阳离子型捕收剂及两性捕收剂阳
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 伴生 萤石 浮选 研究进展 发展趋势
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。