福建某铅锌尾矿中萤石的选矿回收试验研究.pdf

2 0 1 7 年第2 期有色金属 选矿部分 2 9 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 7 ．0 2 ．0 0 8 福建某铅锌尾矿中萤石的选矿回收试验研究 李强，李奇勇，张银英 三明学院资源与化工学院，福建三明3 6 5 0 0 4 摘要福建某铅锌尾矿中c a F 2 含量为2 8 ．3 6 ％，为有效回收该尾矿中的萤石，对其进行选矿试验研究。通过采用一次 粗选、三次精选、一次扫选的闭路浮选回收方案能够有效回收该铅锌尾矿中的萤石，萤石精矿品位达到9 5 ．1 1 ％、回收率达到 9 0 ．7 5 ％。 关键词铅锌尾矿；萤石；浮选；抑制剂；捕收剂 中图分类号T D 9 5 2 ；T D 9 2 6 ．4 2 ；T D 9 7文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 2 - 0 0 2 9 - 0 4 E x p e r i m e n t a lR e s e a r c ho nC o m p r e h e n s i v eR e c o v e r yo fF l u o r i t ef r o m aL e a d - z i n cT a i l i n g si nF u j i a n L ／Q i a n g ，L IQ i y o n g ，Z H A N GY i n y i n g R e s o u r c e sa n dC h e m w a lE n g i n e e r i n g ，S a n m i n gU n i v e r s i t y ，S a n m i n gF u j i a n3 6 5 0 0 4 ，C h i n a A b s t r a c t T h ec o n t e n to ft h ef l u o r i t ei nal e a d z i n ct a i l i n g si nF u j i a nw a s2 8 ．3 6 ％a n di no r d e rt or e c o v e rt h e f l u o r i t e ，m i n e r a lp r o c e s s i n ge x p e r i m e n t a lr e s e a r c hw a sc o n d u c t e d ．B yu s i n gt h ep r o c e s so fo n er o u g h i n g - t h r e e c l e a n i n g s - o n es c a v e n g i n gc l o s e d c i r c u i te x p e r i m e n t ，t h ef l u o r i t ew a se f f e c t i v e l yr e c y c l e df r o mt h el e a d z i n ct a i l i n g s w i t hC a F 2g r a d ec o u l db e9 5 ．11 ％a n dt h eC a F 2r e c o v e r yr a t er e a c h e d9 0 ．7 5 ％． K e yw o r d s l e a d z i n ct a i l i n g s ；f l u o r i t e ；f l o t a t i o n ；d e p r e s s a n t ；c o l l e c t o r 萤石又称氟石，是工业上氟的主要来源，现广泛 应用于冶金、化工、建材、轻工、光学等行业，是一种 非常重要的非金属矿物原料。目前世界上已探明萤 石矿储量约5 亿t 左右，其中我国萤石储量约占 2 5 ％。虽然我国萤石矿产资源较为丰富，但整体呈 贫矿多、富矿少、难选矿多、易选矿少的特点，其可开 采储量仅为世界储量的1 0 ％左右，且近年来我国萤 石产量约占世界产量的5 0 ％，资源的过度开采导致 我国即将面临萤石资源短缺的难题。 萤石矿床通常可分为单一型萤石矿床和共伴生 型萤石矿床，其中单一型萤石资源由于近年来的过 度开采利用，逐渐无法满足市场需求；而共伴生型萤 表1 T a b l e1 石资源由于品位偏低、选矿难度大等问题目前大多 没有得到有效利用。福建某铅锌矿中伴生有大量萤 石，但在选矿过程中仅回收了其中的铅锌等金属成 分，而萤石却作为脉石留存于尾矿中。为提高资源 综合利用率，针对该铅锌尾矿中的萤石进行选矿回 收试验研究，以期实现萤石的高效利用。 1 铅锌尾矿特性分析 1 ．1 铅锌尾矿化学成分分析 试验原料取自福建某铅锌选矿厂尾矿库，对该 铅锌尾矿中的C a F 、B a S O 。、C a C O ，、铅、锌等主要化 学成分进行分析，分析结果如表1 所示。 化学成分分析结果 A n a l y s i sr e s u l t so fc h e m i c a lc o m p o s i t i o n ，％ 由表1 可知，试验所取铅锌尾矿中的铅、锌含量很低，说明其在铅锌选矿过程中已得到有效回收；萤 基金项目福建省中青年教师教育科研项目 J A l 5 4 7 8 ；福建省科技厅引导性项目 2 0 1 6 Y 0 0 7 5 收稿日期2 0 1 6 - 1 0 - 0 7修回日期2 0 1 7 - 0 1 1 6 作者简介李强 1 9 8 8 - ，男，湖北孝感人，硕士研究生。 万方数据 3 0 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第2 期 石 C a F 的含量达到了2 8 ．3 6 ％，是本研究回收的 主要有价矿物。B a S O 。、C a C O 。以及S i O 的含量分 别为8 ．8 2 ％、6 ．7 7 ％和3 6 ．7 5 ％，是浮选回收萤石过 程中的主要脉石矿物。 1 ．2 铅锌尾矿粒度分析 对铅锌尾矿进行粒度分析同时测定各粒级中萤 石的品位并计算其分配率，分析结果如表2 所示。 表2粒度分析结果 T a b l e2 R e s u l t so fg r a i ns i z ea n a l y s i s，‘％ 由表2 可知，铅锌尾矿中一7 4I x m 粒级的累计 产率占6 6 ．7 5 ％、萤石分配率为7 0 ．3 6 ％，且一1 5 0 m 粒级中萤石的分配率达到9 9 ％，说明该铅锌尾 矿的粒度符合浮选要求，且萤石达到了很高的解离 度，采用浮选法回收萤石无需再对其进行细磨处理。 2 试验结果与讨论 根据相关研究，萤石矿浮选常以油酸钠作为捕 收剂、以碳酸钠作为p H 值调整剂；此外，由于试验原 料中含有一定量的B a S O 。和C a C O ，，而B a S O 。、 C a C O 。与C a F 的可浮性非常相似，在浮选回收萤石 的过程中需要对B a S O 。和C a C O ，进行有效抑制。因 此试验主要围绕碳酸钠用量、抑制剂组合及用量、油 酸钠用量等对萤石浮选效果的影响。 2 ．1 粗选碳酸钠用量试验 碳酸钠在浮选过程中不仅能够调节矿浆p H 值， 还能减少矿浆中c a 2 、M 9 2 、B a 2 等难免离子对浮 选过程的影响。在抑制剂为4 0 0g ／t 水玻璃与4 0 0 g ／t 腐殖酸钠、捕收剂为6 0 0g ／t 油酸钠的条件下研 究碳酸钠用量对萤石浮选效果的影响，试验结果如 图1 所示。 由图1 可知，浮选萤石精矿的品位随着碳酸钠 用量的增加而逐渐升高；而回收率在碳酸钠用量低 于10 0 0g ／t 前小幅降低，当碳酸钠用量高于10 0 0 g ／t 后，回收率开始大幅下降。这主要是由于碳酸钠 能优化浮选矿浆环境，减少矿浆中难免离子对捕收 剂的干扰，从而增强油酸钠对萤石的选择性，使得萤 石精矿品位提高；但碳酸钠用量过大后，矿浆中会残 留过多的C O ；一，而油酸钠对萤石的捕收作用主要是 靠油酸阴离子团对萤石中C a 2 的捕收，矿浆中过多 的c o ；一与萤石中C a 2 的作用会减弱捕收剂的捕收 能力，从而使得萤石精矿的回收率降低。因此选取 合适的碳酸钠用量为10 0 0g ／t ，在此条件下萤石精 矿品位为6 4 ．8 3 ％、回收率为8 7 ．4 7 ％。 碳酸钠用量／ k g t - 1 图1 碳酸钠用量试验结果 F i g ．1 R e s u l t so fs o d i u mc a r b o n a t ed o s e st e s t 2 ．2 粗选抑制剂组合试验 在萤石浮选过程中水玻璃是常用的抑制剂，但 当原料中含有一定量的B a S O 。和C a C O ，时，单一的 水玻璃无法取得较好的抑制效果，因此在碳酸钠用 量为10 0 0g ／t 、油酸钠用量为6 0 0g ／t 的条件下研究 不同抑制剂组合对萤石浮选效果的影响，试验结果 如图2 所示。 抑制剂组合及用量／ g t 。 图2 抑制剂组合试验结果 F i g ．2 R e s u l t so fd e p r e s s a n tc o m b i n a t i o nt e s t 由图2 可知，不同抑制剂组合对萤石浮选效果 的影响各不相同，其中水玻璃与淀粉的组合更有利 于获得较高的精矿回收率；而水玻璃与栲胶的组合 更有利于获得较高的精矿品位。由于水玻璃分别与 淀粉、糊精、腐殖酸钠组合时，萤石精矿的回收率均 较高，且相差较小，但精矿品位相差较大，其中水玻 万方数据 2 0 1 7 年第2 期李强等福建某铅锌尾矿中萤石的选矿回收试验研究 3 1 璃与腐殖酸钠的组合可以使萤石精矿同时具有较高 的品位和回收率。因此选择水玻璃与腐殖酸钠为萤 石浮选的抑制剂组合，在此条件下萤石精矿品位为 6 4 ．8 3 ％、回收率为8 7 ．4 7 ％。 2 ．3 粗选抑制剂配比试验 通过上述粗选抑制剂组合试验发现水玻璃与腐 殖酸钠的组合能够获得较好的萤石浮选效果，为进 一步确定水玻璃与腐殖酸钠用量的配比，在碳酸钠 用量为10 0 0g ／t 、油酸钠用量为6 0 0g ／t 、抑制剂总量 为8 0 0g ／t 的条件下研究不同抑制剂配比对萤石浮 选效果的影响，试验结果如图3 所示。 冰 薄 擎 固 抑制剂组合及用量／ g ‘t 。1 图3 抑制剂配比试验结果 F i g ．3 R e s u l t so fd e p r e s s a n tr a t i ot e s t 由图3 可知，单独使用水玻璃或者腐殖酸钠作 为抑制剂时，萤石精矿的品位或者回收率会很低；而 采用抑制剂组合进行浮选时随着抑制剂组合中水玻 璃配比的减少、腐殖酸钠配比的增加，萤石精矿的品 位小幅度提高、回收率却大幅度降低，其中当水玻璃 和腐植酸钠的用量分别为6 0 0 和2 0 0g ／t 时，萤石精 矿的品位和回收率均保持在较高水平。因此选取合 适的抑制剂组合为6 0 0g ／t 的水玻璃与2 0 0g ／t 的腐 殖酸钠，在此条件下萤石精矿品位为6 3 ．6 5 ％、回收 率为8 9 ．8 3 ％。 2 ．4 粗选油酸钠用量试验 根据上述粗选试验结果，在碳酸钠用量为l0 0 0 g ／t 、水玻璃用量为6 0 0g ／t 、腐殖酸钠用量为2 0 0g ／t 的条件下研究不同油酸钠用量对萤石浮选效果的影 响，试验结果如图4 所示。 由图4 可知，在油酸钠用量超过7 0 0g ／t 前萤石 精矿的品位逐渐降低，但降幅较小，而回收率逐渐升 高，且涨幅较大；当油酸钠用量超过7 0 0g ／t 后萤石 精矿的品位大幅降低，且回收率仅小幅升高。因此 确定合适的油酸钠用量为7 0 0g ／t ，在此条件下萤石 精矿品位为6 2 ．4 1 ％、回收率为9 3 ．2 4 ％。 堡 魁 Ⅱ暑 油酸钠用量／ g t 。 图4 油酸钠用量试验 F i g ．4 R e s u l t so fs o d i u mo l e a t ed o s e st e s t 袋 蒋 擎 匿 2 ．5 铅锌尾矿浮选回收闭路试验 为了使浮选回收的萤石精矿质量达到行业标准 C a F 含量I 9 5 ％ ，以期将此铅锌尾矿中萤石浮选 回收的技术方案应用于工业生产，在上述铅锌尾矿 粗选试验的基础上进行实验室小型闭路浮选试验， 试验流程及药剂制度如图5 所示，闭路浮选试验中 精矿和尾矿的产率、萤石品位及回收率结果见表3 。 精矿 g ／t ； 间单位m i n 图5 闭路试验流程 F i g ．5 F l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i tt e s t 表3闭路试验结果 T a b l e3R e s u l t so fc l o s e d ．c i r c u i tt e s t／％ 万方数据 3 2 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第2 期 由图5 和表3 可知，铅锌尾矿经过一次粗选、三 次精选、一次扫选、中矿循序返回的闭路浮选后获得 了品位为9 5 ．1 1 ％、回收率为9 0 ．7 5 ％的萤石精矿。 萤石精矿质量满足行业标准，且回收率达到9 0 ％以 上，说明通过该浮选回收方案能够有效的回收铅锌 尾矿中的萤石。 由于本研究成果在工业上应用时需要铅锌选矿 厂额外添置多台浮选机及辅助设备来回收铅锌尾矿 中的萤石，对于中小型铅锌选矿厂而言新增的基建 费用较高，且对现有的铅锌选矿过程会产生一定影 响，因此本研究成果暂未应用于工业生产。但中小 型铅锌选矿厂的投资生产周期通常偏短，在将现有 铅锌矿资源开采利用完后利用原有的浮选生产设备 采用本研究成果可再次浮选回收铅锌尾矿中的萤 石，如此既能提高资源综合利用率、减少铅锌尾矿堆 存量，又能增加企业经济效益。若以年处理7 万t 铅 锌尾矿估算，则每年能生产约1 ．9 万t 萤石精矿，按 萤石精矿1 8 0 0 元／t 的销售价格，则企业年产值仍能 达到3 4 0 0 万元左右。 3结论 1 福建某铅锌尾矿中的萤石含量较高，具有回 收利用价值，且主要脉石矿物为B a S O ；、C a C O ，以及 S i 0 2 。 2 该铅锌尾矿粒度满足浮选要求，且萤石单体 解离度很高，采用浮选法回收萤石无需再对其进行 细磨处理。 3 在碳酸钠用量为10 0 0g ／t 、水玻璃用量为6 0 0 g ／t 、腐殖酸钠用量为2 0 0g ／t 、油酸钠用量为7 0 0g ／t 的粗选条件下，该铅锌尾矿粗选获得的萤石精矿品 位达到6 2 ．4 1 ％、回收率达到9 3 ．2 4 ％。 4 采用一次粗选、三次精选、一次扫选、中矿循 序返回的闭路浮选回收方案能够有效回收该铅锌尾 矿中的萤石，萤石精矿品位达到9 5 ．1 1 ％、回收率达 到9 0 ．7 5 ％，精矿质量满足行业标准。 参考文献 [ 1 ] 唐尧．中国萤石矿产资源现状与开发利用发展策略 [ J ] ．有机氟工业，2 0 1 5 1 5 1 - 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