贵州某萤石矿选矿试验研究及工业生产实践.pdf

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6 2 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第5 期 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 4 .0 5 .0 1 5 贵州某萤石矿选矿试验研究及工业生产实践 张自业1 ,李绍英2 ,春乃芽1 1 .北京西蒙矿产勘查有限责任公司,北京1 0 0 0 1 2 ; 2 .北京科技大学土木与环境工程学院,北京1 0 0 0 8 3 摘要针对贵州某萤石选矿厂入选矿石性质变化导致选矿生产技术指标恶化的问题,进行了浮选新药剂制度研究, 并在选矿工业生产中应用。工业生产获得的指标为萤石精矿含C a F 9 7 .O %、C a C O ,1 .O %、萤石回收率7 9 .6 2 %。与旧药剂 制度下选矿厂的生产指标相比,新药剂制度推广后萤石精矿品位提高9 个百分点,碳酸钙含量降低5 .8 个百分点。选矿生产 获得了化工级高品质萤石精矿。 关键词低品位萤石矿;新药剂制度;组合抑制剂;选择性捕收剂 中图分类号T D 9 2 3 .7 ;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 4 0 5 - 0 0 6 2 0 5 M i n e r a lP r o c e s s i n gE x p e r i m e n ta n dI n d u s t r i a lP r o d u c t i o nP r a c t i c eo nF l u o r i t eO r eo f G u i z h o u Z H A N GZ i y e I ,L IS h a o y i n 9 8 ,C H U NN a i y a l 1 .S i m o nM i n e r a lE x p l o r a t i o no fB e i j i n gC o .,L t d .,B e i j i n g1 0 0 0 1 2 ,C h i n a ;aS c h o o lo f C i v i la n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g ,U 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 yB e i j i n g ,B e i j i n g 1 0 0 D 8 3 。C h i n a A b s t r a c t B a s e do nt h ed e t e r i o r a t i o no ft e c h n i c a li n d e x e so fm i n e r a lp r o c e s s i n gp l a n td u ot ot h e p r o p e r t yc h a n g e so f af l u o r i t eo r ei nG u i z h o u ,n e wr e a g e n ts y s t e mt e s to ff l o t a t i o nw a sc o n d u c t e dw h i c h w a ss u c c e s s f u l l ya p p l i e di ni n d u s t r i a lp r o d u c t i o n .P r o d u c t i o ni n d i c a t o r so b t a i n e da f t e rt h ea p p l i c a t i o no fn e w r e a g e n ts y s t e ms h o w e dt h a tt h ef l u o r i t ec o n c e n t r a t ec o n t a i n e d9 7 .0 %C a F ,a n d1 .O %C a C 0 1w i t hf l u o r i t e r e c o v e r yo f7 9 .6 2 %,c o m p a r e dw i t ht h eo r i g i n a lr e a g e n ts y s t e m ,t h ef l u o r i t ec o n c e n t r a t eg r a d ei m p r o v e db y 9 p e r c e n t a g ep o i n t s a n dt h ec o n t e n to fC a C 0 3d e c r e a s e d b y 5 .8 p e r c e n t a g ep o i n t s .C h e m i c a l l e v e l h i g h q u a l i t yf l u o r i t e c o n c e n t r a t ew a so b t a i n e d . K e yw o r d s l O Wg r a d ef l u o r i t eo r e ;n e wr e a g e n ts y s t e m ;c o m b i n e di n h i b i t o r ;s e l e c t i v ec o l l e c t o r 萤石在国民经济中应用广泛,主要用于钢铁、 有色金属和化工三大行业⋯,而地球上绝大部分 萤石矿都需要进行加工处理,而采用浮选法处理萤 石矿是目前获得化工级高品质萤石精矿的主要手 段。本文针对贵州省某低品位萤石矿选矿试验研究 及选矿工业生产成果进行比较详细的阐述,以达到 和同行相互交流的目的。 1 矿石性质 贵州某萤石矿矿体呈层状分布,上层主要成分 为萤石,其出露地表,萤石含量达到7 0 %左右,下 层主要成分为重晶石,重晶石含量达到7 5 %以上; 中间为萤石、重晶石的过渡带。过渡带矿石其主要 矿物组成为萤石、重晶石、方解石,其次为少量的 石英等,三种主要矿物萤石、重晶石和方解石的可 浮性相近⋯。目前由于上部的矿石即将处理完 毕,为了指导选矿厂生产,对中层的过渡带矿石 进行选矿试验研究。过渡带原矿多元素分析结果见 表1 。 表1原矿多元素分析结果 T a b l e1M u l t i e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fr u n o f _ m i n eo r e/% 收稿日期2 0 1 3 - 0 3 2 9修回日期2 0 1 4 - 0 7 1 6 作者简介张自业 1 9 7 3 一 ,男,广西南宁人,硕士,高级工程师,主要从事选矿厂技术管理工作。 万方数据 2 0 1 4 年第5 期张自业等贵州某萤石矿选矿试验研究及工业生产实践 6 3 多元素分析结果表明,矿石中主要有用矿物为 C a F 2 和B a S 0 4 ,主要有害成分为C a C 0 3 和S i 0 2 ,矿 石中C a F 2 含量仅为3 0 .4 %,而有害成分C a C O ,含量 达到1 0 .5 %,并且萤石与方解石的物理化学性质相 近[ 3 ] ,可见试验研究难度大,如何实现萤石、重 晶石、方解石三者间的有效分离是获得高品质萤石 精矿的关键。 2 选矿厂原生产工艺指标 2 .1 选矿厂原工艺流程 井下开采出来的矿石经过两段一闭路破碎,跳 汰机选出部分粗粒级重晶石、跳汰尾矿进入磨浮车 间浮选萤石,浮选尾矿经过摇床回收细粒级重晶 石,详细流程如图1 所示。 味玎 尾矿 进摇床重选 图1 选矿厂生产工艺流程 F i g .1 P r o d u c t i o nf l o w s h e e to ft h em i n e r a l p r o c e s s i n gp l a n t 2 .2 试验前选矿厂生产指标 由于井下开采进入过渡带,所采出的矿石萤石 含量低,重晶石和方解石含量高,造成选矿厂生产 指标低下,萤石精矿品位仅为8 8 .0 %,而且方解石 严重超标。对试验前最近两个月选矿厂生产指标进 行统计,统计结果见表2 。由表2 可知,选矿厂现 有的生产工艺流程和药剂制度已经适应不了井下开 采出来的过渡带矿石,选矿厂乃至整个公司的经济 效益急转直下,因此,研究新的工艺流程和药剂制 度以适应过渡带的低品位萤石矿石已迫在眉睫。 表2试验前3 个月选矿厂平均生产指标 T a b l e2A v e r a g ep r o d u c t i o ni n d e xo fp l a n ti nt h r e e m o n t h sb e f o r e e x p e r i m e n t l % 3 试验室小型试验 由于影响萤石精矿品位的主要成分是方解石、 其次是重晶石,因此试验室小型试验主要从药剂制 度人手,希望找到有效抑制方解石和重晶石的药剂 来提高萤石精矿品位。 3 .1 磨矿细度试验 为了验证选矿厂所采用的磨矿细度是否合理, 进行了磨矿细度试验,试验流程和条件见图2 ,试 验结果见图3 。 5 N a 2 C 0 11 . 5 磺化菲1 2 油酸0 .4 粗选 搅拌、浮选时间单位f I I i 药剂用量单位k g /t 篷量 N a 2 S i 0 31 .0 黄糊精0 .4 .氟化钠0 .4 褂精州匿旷 图2 磨矿细度试验流程 F i g .2 F l o w s h e e to f g r i n d i n gf i n e n e s s t e s t 从图3 的试验结果看,萤石精矿品位随磨矿细 度的增加逐渐降低,而萤石精矿回收率随磨矿细度 的增加先升后降,综合考虑萤石粗精矿品位及回收 率,磨矿细度以一7 4 “m 占8 0 .0 %为佳,这时萤石 粗精矿的品位为6 6 .0 %,萤石回收率为7 6 .2 %。 3 .2 碳酸钠用量试验 在萤石矿的浮选中,碳酸钠既是矿浆p H 调整 剂,又可以提高水玻璃的抑制性能[ 4 ] 。为考察碳 万方数据 6 4 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第5 期 一7 4 n l 含量,% 图3 磨矿细度试验结果 F i g .3 R e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 酸钠用量对浮选指标的影响,试验流程见图2 ,在 保持磨矿细度一7 4 斗m 占8 0 .0 %,其它药剂条件不变 的情况下,进行碳酸钠用量试验,试验结果见图4 。 00 .5101 .52 0 碳酸钠用量/ k g T l 图4 碳酸钠用量试验结果 F i g .4 R e s u l t so fN a 2 C O sd o s a g et e s t 从图4 看出,萤石粗精矿品位随碳酸钠用量的 增加先升后降,回收率随碳酸钠用量的增加而增 加,当碳酸钠用量为1 .0k s /t 时,粗精矿品位最 高,这时萤石粗精矿品位为6 9 .O %、回收率为 7 2 .0 %。所以碳酸钠用量以1 .0k s /t 为宜,这时矿 浆p H 为8 .2 。 3 .3 硅酸钠用量试验 硅酸钠作为脉石与石英抑制剂被广泛用于选矿 生产中[ 5 ] ,为考察硅酸钠用量对浮选指标的影响, 在保持磨矿细度一7 4 斗m 占8 0 .0 %,其它药剂条件 不变的条件下,进行硅酸钠用量试验。试验流程同 图2 ,试验结果见图5 。 从图5 结果看出,随硅酸钠用量的增加萤石粗 精矿品位和萤石回收率都增加,硅酸钠用量达到 1 .0k s /t 后,用量再增加,萤石粗精矿品位和回收 率都基本上保持不变,所以,硅酸钠用量以1 .0 k g /t 为宜。 3 .4 磺化菲用量试验 磺化菲 C 。。H 9 S O ,H 是粗菲 C ,4 H 。0 经过磺 硅酸钠用量/l k g ’t “j 图5 硅酸钠用量试验结果 F i g .5 R e s u l t so fN a 2 S i 0 3d o s a g et e s t 化所得,它是重晶石和方解石的抑制剂,为考察其 对重晶石的抑制效果,在前面条件试验的基础上, 进行用量试验,试验流程同图2 ,试验结果见图6 受现场条件限制,未对B a S O 。进行化验 。 磺化非用b 八b ‘l ’ 图6 磺化菲用量试验结果 F i g .6 R e s u l t so fs u l f o n a t e dp h e n a n t h r e n e d o s a g et e s t 从图6 可知,萤石粗精矿品位随磺化菲用量的 增加而升高,粗精矿中C a C O ,含量略有下降,但粗 精矿中萤石的回收率随磺化菲用量的增加呈现下降 的趋势。综合考虑认为磺化菲用量以2 .0k g C t 为 好。这时萤石粗精矿品位为6 8 .0 %、含C a C O , 2 .5 %,萤石的回收率为7 0 .O %。 3 .5 黄糊精用量试验 在前面条件试验的基础上,进行了黄糊精 黄 糊精是淀粉通过蒸煮使淀粉细胞彻底破裂而得到的 糊状产物,分子式是C 6 H 。0 0 5 用量试验,试验流 程同图2 ,试验结果见图7 。 从图7 的试验结果看,萤石粗精矿品位随黄糊 精用量的增加而升高,萤石回收率随用量的增加略 有下降,综合考虑认为黄糊精用量以1 .2k g /t 为佳, 这时萤石粗精矿品位为8 2 .0 %,萤石回收率为6 9 .5 %。 3 .6 氟化钠用量试验 在前面条件试验的基础上,进行了氟化钠用量 试验,试验流程同图2 ,试验结果见图8 。 龉舳“加g∞跖∞钙∞弘∞ 舳{乏∞∞∞如加m 0 乃加2∞弱如钙∞“∞ 万方数据 2 0 1 4 年第5 期张m №等贵州某萤石矿选矿试验研究及工业生产实践 6 5 黄糊精用量/ k g t 。‘ 图7 黄糊精用量试验结果 F i g .7 R e s u l t so fy e l l o wd e x t r i nd o s a g et e s 氟;匕讷刚量八k g I ’ 图8 氟化钠用量试验结果 F i g .8 R e s u l t so fN a Fd o s a g et e s t 从图8 试验结果看出,随着氟化钠用量的增 加,萤石粗精矿的品位呈上升趋势,萤石的回收率先 升后降。这说明氟化钠对方解石等脉石具有很好的 抑制作用。综合考虑,氟化钠用量以0 .8k g /t 为宜。 3 .7 捕收剂种类及用量试验 油酸是萤石选矿中比较常见的捕收剂,油酸的 捕收能力强,但其具有选择性差、耐低温能力弱的 缺点。为比较不同捕收剂对萤石的选矿效果,在前 面条件试验基础上,进行了油酸和油酸钠两种捕收 剂的对比试验,试验流程同图2 ,试验结果见表3 。 从表3 看出,在相同药剂用量的条件下,使用 油酸作为捕收剂时,萤石的回收率比使用油酸钠要 略高,但萤石精矿品位比使用油酸钠低很多,而且 精矿中碳酸钙含量要比油酸钠高得多。综合考虑, 选用油酸钠作为该萤石矿的捕收剂,且油酸钠用量 以0 .4k g /t 为佳。 3 .8 闭路试验 在条件试验和开路试验的基础上进行了闭路试 验,闭路试验采用一次粗选、四次精选、三次扫 选、中矿依测I 顷序返回的流程,试验结果见表4 。 4 工业生产调试 工业生产流程见图1 ,在生产上增加三个药剂 添加点,其中精选- - J j , 入4 0 0s /t 的硅酸钠,精选 表3捕收剂种类及用量试验结果 T a b l e3R e s u l t so fc o l l e c t o rk i n da n dd o s a g et e s t | % 竺种类苎黼位黼位嚣粼位嚣 用量/ k g t q 二二.二二_ l _ C 出C a C 0 3 C 批C a C 0 3C 出C 也C a C 0 3C 也 产品名称 C a F 2 9 6 .8 8 .3 3 0 .4 品位 C a C 0 3 回收率 C a F 2C a C 0 3 7 9 .53 .3 2 0 .59 6 .7 1 0 0 .O1 0 0 .O 精矿 尾矿 原矿 l - 3 1 3 .9 1 0 .5 六加入1 0 0 趴的硅酸钠,精选七加入1 0 0 鲈的磺 化菲、6 0 砂的黄糊精和4 0 叭的氟化钠。其它所 有工艺操作参数及设备均未发生变化。现将工业生 产指标见表5 。 表5选矿厂工业生产指标 T a b l e5P r o d u c t i o ni n d e x e so fp l a n t | % 生产嗍吉罴罟器器等 2 0 1 3 0 3 一1 43 2 .09 .68 .71 5 .29 7 .70 .87 9 .9 2 0 1 3 0 3 1 53 5 .01 0 .31 5 .01 5 .89 8 .10 .56 7 .5 2 0 1 3 旬3 1 63 7 .69 .81 3 .01 4 .29 5 .01 .36 9 .1 2 0 1 3 0 3 一1 74 1 .89 .71 1 .01 5 .09 7 .70 .87 6 .6 2 0 1 3 0 3 一1 83 5 .28 .61 1 .41 3 .29 7 .01 .17 6 .6 2 0 1 3 略- 1 93 9 .38 .31 1 .21 2 .89 7 .01 .08 0 .8 合计 3 6 .89 .41 1 .01 4 .49 7 .01 .07 9 .6 在选矿工业生产中获得的指标为萤石精矿含 C a F 29 7 .O %、C a C 0 31 .0 %、萤石回收率7 9 .6 2 %。 和旧药剂制度下选矿厂的生产指标相比,新药剂制 度推广后萤石精矿品位提高了9 个百分点,碳酸钙 含量降低5 .8 个百分点。由此可见,新药剂制度在 选矿工业生产中的应用获得成功。 5 结论 1 该萤石矿为低品位难选矿石,重晶石和方 解石含量高,萤石与这两种矿物之间的可浮性差异 非常的小,导致萤石精矿品位较低、回收率不高。 在工艺优化前,选矿厂生产得到的萤石精矿品位 8 8 .0 %,回收率为7 4 .3 %,含碳酸钙6 .8 %。 万方数据 6 6 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第5 期 2 通过实验室试验发现三种组合抑制剂的配 合使用,是实现萤石、重晶石和方解石分离的关 键,油酸钠代替油酸作为萤石矿的捕收剂使萤石精 矿中含碳酸钙明显降低。 3 选矿厂工业生产实践表明,使用新的药剂 制度得到的萤石精矿含C a F 9 7 .0 %、C a C 0 31 .0 %、 萤石回收率7 9 .6 2 %。与工艺优化前相比,萤石精 矿品位提高了9 个百分点,碳酸钙含量降低5 .8 个 百分点。 4 在当前的市场行情下,新的药剂制度使选 矿厂每吨矿石的处理成本增加了2 5 元,但萤石精 矿销售价格由8 0 0 元/t 提高到27 0 0 动。以人选 矿石含C a F 3 0 %,新旧药剂的萤石回收率均为 7 5 .0 % 差别可忽略不计 ,新旧药剂的精矿品位和 产率分别为9 7 .O %、8 8 .0 %和2 3 .2 0 %、2 5 .5 6 %计 算,每吨矿石净利润达3 9 6 .9 2 元。新药剂的使用, 使选矿厂从濒临破产的境地获得了新的生机。 参考文献 [ 1 ] 朱京占.内蒙古萤石矿产资源开发利用状况浅析[ J ] .科 技与经济,2 0 0 6 4 9 0 9 1 . 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