白云鄂博西矿工艺矿物学及稀土、萤石浮选研究.pdf
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1、第 卷第期 年月矿冶M I N I N GAN D ME TA L L UR G YV o l ,N o A u g u s t d o i:/j i s s n 白云鄂博西矿工艺矿物学及稀土、萤石浮选研究曹 阳刘殿文,(昆明理工大学 国土资源工程学院,昆明 ;云南省战略金属矿产资源绿色分离与富集重点实验室,昆明 )摘要:采用矿物解离分析仪和化学分析等分析测试手段,在磨矿细度为 mm含量占 的条件下,对白云鄂博西矿的矿物组成、嵌布特性和粒度分布等方面进行研究.根据矿石的矿物学特征和工业选矿流程的可行性,对原则流程进行了制定并进行了条件优化试验.在此基础上,采用新型稀土捕收剂CM S 和抑制剂C
2、 AM ,通过稀土浮选开路试验得到R E O品位为 、回收率为 的稀土粗精矿.采用新型萤石捕收剂CMK 和抑制剂CMP 、CMP ,通过实验室小型闭路试验,得到C a F品位 、回收率 的萤石精矿,为选别同种类型矿石提供理论依据.关键词:稀土;萤石;矿物解离分析仪;白云鄂博;浮选中图分类号:T D ;T D 文献标志码:A文章编号:()S t u d yo np r o c e s sm i n e r a l o g ya n dr a r e e a r t h,f l u o r i t e f l o t a t i o nt e s t o fw e s tm i n e i nB
3、a y a nO b oC AOY a n gL I UD i a n w e n,(F a c u l t yo fL a n dR e s o u r c e sE n g i n e e r i n g,K u n m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y,K u n m i n g ,C h i n a;Y u n n a nK e yL a b o r a t o r yo fG r e e nS e p a r a t i o na n dE n r i c h m e n to fS t
4、r a t e g i cM i n e r a lR e s o u r c e s,K u n m i n g ,C h i n a)A b s t r a c t:R e s e a r c ho n t h ed i s s e m i n a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s,m i n e r a l c o m p o s i t i o na n dp a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o no f t h eo r eo fw e s tm i n ei nB a y a nO b ou n
5、 d e rt h ec o n d i t i o nt h a tt h eg r i n d i n gf i n e n e s si s o f mmi sc o n d u c t e d b y m e a n s o f m i n e r a ll i b e r a t i o n a n a l y z e r a n d c h e m i c a l a n a l y s i s,e t c A c c o r d i n g t o t h em i n e r a l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c so fo r
6、 ea n dt h ef e a s i b i l i t yo f i n d u s t r i a lb e n e f i c i a t i o nf l o w s h e e t,t h ep r i n c i p l ef l o w s h e e t i sf o r m u l a t e da n dt h ec o n d i t i o no p t i m i z a t i o nt e s ti sc a r r i e do u t O nt h i sb a s i s,ar a r ee a r t hr o u g h e rc o n c e
7、n t r a t ew i t hR E Og r a d eo f a n dr e c o v e r yo f w a so b t a i n e dt h r o u g hr a r ee a r t hf l o t a t i o no p e nc i r c u i tt e s tu s i n gan e w r a r ee a r t hc o l l e c t o rCM S a n dd e p r e s s a n tC AM Af l u o r i t ec o n c e n t r a t ew i t hC a Fg r a d eo f a
8、n dr e c o v e r yo f w a so b t a i n e db yu s i n gan e wf l u o r i t ec o l l e c t o rCMK a n dd e p r e s s a n tCMP a n dCMP t h r o u g has m a l l c l o s e dc i r c u i t t e s t i nt h el a b o r a t o r y,w h i c hp r o v i d e sa t h e o r e t i c a lb a s i s f o r t h es e p a r a t
9、i o no f t h es a m e t y p eo fo r e s K e yw o r d s:r a r ee a r t h;f l u o r i t e;ML A;B a y a nO b o;f l o t a t i o n收稿日期:基金项目:重点研发计划项目(Y F C )作者简介:曹阳,硕士研究生,主要研究方向为浮选理论与工艺.E m a i l:c y s m a i l c o m通信作者:刘殿文,博士,教授;E m a i l:d i a n w e n l i u k u s t e d u c n白云鄂博矿是我国及世界罕见以稀土、铌、铁资源为主的多金属大
10、型共生矿,其中铁资源储量居世界前列,稀土资源储量更是居世界首位 ,是我国轻稀土矿床的典型代表.目前已有超过 种矿物和 种元素被发现,已探明的矿产资源中:铁矿石资源的储量高达 亿t ;铌矿资源的储量超过 万t;钍作为核能开发的重要元素,目前开发程度较低,钍资源的储量超过 万t;稀土资源的储量高达 亿t;萤石资源的储量高达 亿t.根据相关调查结果显示,在萤石型磁铁矿、萤石型赤铁矿和白云岩中稀土品位较高.矿冶白云鄂博主矿和东矿稀土资源与西矿相比平均品位更高.当前白云鄂博矿的采选原则是以铁为主、稀土为辅、其他资源综合利用.考虑到当前采选工艺流程并结合白云鄂博矿区现有稀土精矿和铁精矿的品位和回收率,有大
11、量的稀土损失在尾矿中.同时,尾矿中还有萤石和白云石等矿物可以回收利用.目前单一型萤石矿的品位和储量日益减少,伴生型萤石矿的地位日益突出,选铁尾矿中的萤石资源正好可被充分利用.目前国家对矿产资源的重视程度越来越高,二次开发利用尾矿资源也成为当前主要研究方向.学者们对白云鄂博东矿和主矿进行了大量的矿石性质和选矿流程的研究,取得了可观的试验成果,但对西矿的研究有限.本文通过化学分析和矿物解离分析等检测方法对西矿的矿物学特征进行详细研究,并依据矿物学特征,以白云鄂博西矿资源综合回收为基础,提出铁、稀土、萤石高效分离新工艺,为选别同种类型矿石提供理论依据.原矿性质分析 样品制备及矿石化学成分分析矿石样品
12、采自白云鄂博西矿,根据样品分析的需求,将原矿进行破碎、混匀和缩分,将缩分后的样品磨细至 mm含量占 ,用于矿物特征自动定量分析(本试验采用ML A 分析设备)和化学多元素分析.通过对白云鄂博西矿进行化学多元素分析,明确其主要成分含量,分析结果见表.由表可知,西矿中具有综合利用价值的有价元素为铁(F e)、五氧化 二 铌(N bO)、萤 石(C a F)和 稀 土 氧 化 物(R E O),含量分别为 、和 .矿石中的脉石元素主要有C a O、M g O和S i O,含 量 分 别 为 、和 ,其中硅酸盐在矿石中含量较低,碳酸盐含量较高.表矿石化学多元素分析结果T a b l eR e s u
13、l t so f c h e m i c a lm u l t i e l e m e n t a n a l y s i so fo r e/成分F eN bOC a OM g OS i OC a FB a OR E O含量 矿石矿物组成图、表所示为矿石的矿物组成及含量.从表的分析结果可以看出,白云鄂博西矿包含 多种不同的矿物.其中,铁矿主要为磁铁矿/赤铁图白云鄂博西矿 mm矿石ML A分析总图F i g G e n e r a lm a po fML Aa n a l y s i so fw e s to r e i nB a y a nO b o mmo r e曹 阳等:白云鄂博西矿工艺
14、矿物学及稀土、萤石浮选研究表矿石矿物组成及含量T a b l eM i n e r a l c o m p o s i t i o na n dc o n t e n to fo r e/矿物白云石萤石磁/赤铁矿辉石镁铁矿黑云母含量 矿物方解石黄铁矿独居石氟碳铈矿铁角闪石磷灰石含量 矿物闪锌矿方铅矿长石重晶石石英其他含量 矿和黄铁矿,含量占比分别为 和 .稀土矿主要是以独居石和氟碳铈矿为主,分别占比为 和 .其他有用矿物主要以萤石为主,占比为 .脉石矿物主要以白云石为主,占比为 .其余脉石矿物有辉石、长石、石英、重晶石、方解石和黑云母等,分别占 、和 ,脉石矿物总占比高达 .闪锌矿和方铅矿的含
15、量较 低 不 具 备 回 收 价 值,其 他 矿 物 的 占 比 为 .从图可知,白云石与独居石、氟碳铈矿、萤石紧密相连,嵌布粒度较细,共伴生关系复杂,部分粒状萤石包裹在稀土矿中,不利于各矿物在磨矿过程中的有效解离.因此,研究高效的稀土捕收剂以及方解石和白云石的高效抑制剂,对萤石和稀土的回收有着重要意义.矿石主要元素化学物相分析铁的化学物相分析结果如表所示,总铁含量为 ,其中磁性铁的分布率为 ,赤褐铁矿的分布率为 ,因此铁主要分布在磁性铁和赤褐铁矿中,磁性铁是选铁过程中的主要对象.赤褐铁矿以目前的技术手段难以回收.硅酸铁矿、硫铁矿、菱铁矿中的铁分布率分别为 、.表是主要稀土元素的化学物相分布结
16、果,在独居石和氟碳铈矿中主要分布着C e、L a和N d三种元素.且分布于独居石中的元素含量百分比较高,分布于氟碳铈矿中的元素含量百分比较低.S m元素全部分布于氟碳铈矿中.表铁的化学物相分析结果T a b l eC h e m i c a l p h a s ea n a l y s i sr e s u l t so f i r o n/相别T F em F e菱铁中F e赤褐铁中F e硅酸铁中F eF e S中F e含量 分布率 表主要稀土元素化学物相分布T a b l eC h e m i c a lp h a s ed i s t r i b u t i o no fm a i nr
17、 a r ee a r t he l e m e n t s/元素矿相独居石氟碳铈矿其它总计C e元素含量 含量百分比 L a元素含量 含量百分比 N d元素含量 含量百分比 S m元素含量/含量百分比/矿石中主要矿物粒度分布特征在磨矿细度为 mm含量占 的条件下,通过ML A设备对原矿和不同目的矿物的粒度分布和单体解离度进行分析,为选择合适的磨矿细度作出理论指导.图展示了矿石中主要目的矿物粒度分布情况,结果表明:原矿石主要分布在 m以下,累计分布率为 .、和 m以下 粒 级 的 分 布 率 分 别 为 、和 ,m以上粒级含量较少.综合分析结果可以看出,细粒级矿石占比较小,矿石之间没有达到充分
18、的单体解离,为了使矿石内部矿物充分解离需要对矿石进行细磨.磁铁矿/赤铁矿和白云石与原矿石相同,粒级主要分布在 m以下,磁铁矿/赤铁矿累计分布率 达 到 了 ;白 云 石 的 累 计 分 布 率 为 .两种矿物不同粒级下的分布率基本一致.磁铁 矿/赤 铁 矿 m以 下 粒 级 的 分 布 率 为矿冶图矿石中主要目的矿物粒度分布结果F i g P a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o nr e s u l t so fm a i nt a r g e tm i n e r a l s i no r e ,白云 石 m以 下 粒 级 的 分 布 率 为
19、,同时,m粒级的分布率分别为 、,微细粒级占据了整个粒级范围的大部分.萤石、氟碳铈矿和独居石主要分布在 m以 下,累 计 分 布 率 分 别 为 、和 ,m以上粒级分布率分别为 ,和 .综上可知,磁铁矿/赤铁矿和白云石嵌布粒度较细,需要更细的磨矿细度才能使其单体解离.而萤石、氟碳铈矿和独居石的嵌布粒度极细,可以考虑阶段性磨矿,进一步使萤石、氟碳铈矿和独居石单体解离.目的矿物单体解离度分析结果如表所示.氟碳铈矿和独居石单体百分含量分别为 和 ,单体含量均较低.氟碳铈矿和独居石连生体中,富连生体(富连生体是指目标矿物在连生体中所占的比例大于/的颗粒)的百分含量分别为 和 ,富连生体含量较高.因此在
20、稀土选别的过程中,在保证稀土粗精矿中R E O回收率的前提下,可以对粗精矿进行二段磨矿后再进行精选或对粗选尾矿进行再磨,扫选精矿与粗选粗精矿合并后,再进行精选来提高R E O品位.对于磁铁 矿/赤 铁 矿 来 说,单 体 百 分 含 量 为 ,单体含量均较低.富连生体的百分含量为 ,连 生 比 例 超 过 的 百 分 含 量 为 .因此在铁的选别过程中,在保证铁粗精矿中F e回收率的前提下,通过对铁粗精矿进行二段磨矿后进行精选或通过反浮选来对铁粗精矿进行提质.萤石的单体百分含量较低,仅为 .富连生体的百分含量为 ,连生比例超过 的百分含量为 .因此在萤石选别的过程中,应考虑阶磨阶选的选矿流程.
21、表主要目的矿物的解离度分析结果T a b l eA n a l y s i sr e s u l t so fd e g r e eo f l i b e r a t i o no fm a i nt a r g e tm i n e r a l s连生比例氟碳铈矿独居石萤石磁铁矿/赤铁矿区间累计区间累计区间累计区间累计 X X X X X 探索性试验白云鄂博西矿属于典型的多金属共生矿,目前针对该矿石主要的回收对象为稀土矿物和萤石矿物,原矿中R E O和C a F的品位均较低.以白云石为主要脉石矿物,还有少量辉石、长石和方解石等,脉石矿物合计占比高达到 ,属于难选型矿石.考虑到稀土精矿的战略意
22、义以及萤石精矿中对R E O品位的要求.对该矿样采用“弱磁除铁选铁尾矿稀土加温浮选稀土尾矿萤石加温浮选”的原则流程进行选别.其中稀土浮选工艺采用碳酸钠为调节剂、水玻璃为抑制剂、CM S 为稀土捕收剂.萤石粗选流程以碳酸钠为调整剂、水玻璃和CMP 为组合抑制剂、C MK 为萤石新型捕收剂.萤石精选流程采用酸化水玻璃,和C M P 为组合抑制剂.磨矿细度试验磨矿细度对矿物分选有着重要的影响,过细将导致目的矿物和脉石矿物泥化严重,造成浮选药剂的过度消耗和矿浆环境的破坏.过粗会造成目的矿物的单体解离度偏低,从而造成矿物的分选指标变差,使精矿的品位难以提高.以磨矿细度为单一变量,进行磨矿细度试验,以保证
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- 关 键 词:
- 白云 鄂博西 矿工 矿物学 稀土 萤石 浮选 研究
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