某微细粒、低品位钽铌尾矿的选矿试验研究.pdf

．7 2 ．有色金属 选矿部分 2 0 1 8 年第5 期 d o i l O ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 1 9 4 9 2 ．2 0 1 8 ．0 5 ．0 1 4 某微细粒、低品位钽铌尾矿的选矿试验研究 刘书杰，王中明，刘方，苏建芳 北京矿冶科技集团有限公司矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 摘要对～3 8 “m 粒级中T a o ，的分布率达到8 0 ％以上的某微细粒钽铌尾矿．采用“离心机预富集一粗精矿 浮选”的重选一浮选联合工艺处理，获得精矿中T a 2 0 5 和N b 5 品位分别为l8 ．2 5 47 ％和9 ．0 8 38 ％，T a z 0 5 和N b 2 0 5 回 收率分别为3 5 ．5 2 ％和3 52 2 ％的良好指标，为开发利用该类型微细粒、低品位钽铌矿石提供了技术依据。 关键词钽铌矿；微细粒；低品位；重选；浮选 中图分类号T T 9 5 5 ；T D 9 2 6 ．4 2 文献标志码A文章编号1 6 7 1 _ 9 4 9 2 2 0 1 8 0 5 枷7 2 0 5 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nR e c o V e r i n gT a n t a l u m N i o b i u m f h ma M i c r o ．f i n eP a r t i c l eL o wG r a d eT a n t a l u m ＆N i o b i u mT a i l i n g L l US h 由谴，W A N Gz } ∞n g m t n g ，L I UF a n g ，S Uj t o n 如n g 、s t a t eK e yL 舡b o r m o r y 西M t n e r n tP r o c e s s t n g ，B G R l M MT e c h n o l o g yQ o u p ，B e 勺i n gi0 2 6 2 8 ，C k n n l A b s t r a c t A st oam i c r o n n ep a n i c l el o wg r a d eT a n t a l u m N i o b i u mt a i l i n gw h i c ht h ed i s t r i b u t i o no fT a 20 5 i sm o r et h a n8 0 ％b e l o w0 ．0 3 8斗m ，ag r a v i t y n o t a t i o ne o m p l e xp m c e s su s i n gt h em e t h o do fp r e e n r i c h m e n to f c e n t r i f L l g e n o t a t i o no fr o u g hc o n c e n t r a t ei sa d o p t e d ，w h i c hb r i n g sg o o di n d e x e sw i t h c o n c e n t r a t eT a 20 5 N b 2 0 5 g r a d eo f18 ．2 5 47 ％ 9 ，0 8 38 ％r e s p e c t i v e l y ，T a 2 0 5 N b 2 0 5r e c o V e r yo f3 5 ．5 2 ％．＆3 5 ．2 2 ％．T h i ss t u d yh a s p r o v i d e dt e c h n i c a ls u p p o r tf o rc o m m e r c i a lu t i l i z a t i o n o fs u c h k i n do fm i c r o n n ep a r t i c l el o wg r a d eT a n t a l u m N i o b i u mm i n e ． K e yw o r d s t a n t a l u m n i o b i u mm j 力e ；m i e r o ．￡n ep a n i c l e ；l o wg r a d e ；g r a v i t yc o n c e n t r a t i o n ；n o t a t i o n 钽铌在总是以相互伴生的形式存在于自然界 中，两者都是难熔的稀有金属，具有以下共同特性 I 熔点高；2 塑性好；3 蒸气压低；4 导电导热性能 好；5 化学稳定性高；6 金属表面氧化膜介电常数 大。铌具有以下特性1 热中子俘获截面小；2 抗 酸和液态金属腐蚀能力强；3 具有超导性能。以上 特性使钽铌广泛应用于电子、冶金、机械、化工等行 业中。钽铌金属及合金还可用以下领域1 作原子 能反应堆包壳材料；2 高能物理超导装置；3 医学 外科手术材料等。我国钽铌资源具有以下特点 1 矿脉分散；2 矿物成分复杂；3 钽铌品位低；4 钽 铌矿物嵌布粒度细；因此有经济价值的钽铌资源不 多。由于钽铌矿物组成复杂，分选过程往往需要采 用重选、磁选、浮选、电选、化学选矿等方法中的一种 至两种或多种方法组合以获得最终精矿产品’卜。 钽铌尾矿中损失的钽铌资源有相当大一部分为微细 粒级钽铌矿物，近年来，随着国内外对钽铌资源需求 量的加大，微细粒级钽铌资源的综合回收成为选矿 工作者研究的课题之一M 。。形成了“全浮选工 艺”、“磁选一浮选工艺”、“磁选一重选工艺”和“重 选一浮选工艺”等多种选别方法相结合的处理 流程㈣。 本文针对某微细粒、低品位钽铌尾矿，采取了以 下措施强化对该尾矿中钽铌资源的回收。1 微细 粒、低品位钽铌尾矿预富集试验。采用离心选矿机 进行预富集，预先抛出大量细泥，为下一步的富集提 供更好的选矿环境。2 微细粒、低品位钽铌粗精矿 浮选试验采用螯合捕收剂B K 4 1 2 和辅助捕收剂 B K 4 l l 强化微细粒、低品位钽铌资源的浮选回收，取 得了较好指标，为开发利用该类型微细粒、低品位钽 铌矿石提供了技术依据。 1 矿石性质 原矿工艺矿物学表明矿石中的钽铌主要赋存 基金项目“十二五”国家科技支撑计划项目 2 0 1 2 B A B l O B 0 1 收稿日期2 叭8 加3 _ 0 l 修回日期2 0 1 8 旬8 ．1 3 作者简介刘书杰 1 9 8 4 一 ，男，河南平顶山人，硕士，高级工程师．主要从事矿物加工及资源综合利用技术研究 万方数据 2 0 1 8 年第5 期 刘书杰等某微细粒、低品位钽铌尾矿的选矿试验研究 7 3 在细晶石、钽铌锰矿中，少量赋存在含钽锡石中，脉 石矿物主要为云母、长石、石英等硅酸盐类矿物。对 该微细粒、低品位钽铌尾矿 以下简称原矿 进行了 表1 T a b l e1 主要元素化学成分分析及粒度筛析。原矿多组分分 析结果见表1 ，粒度筛析结果见表2 。 原矿多组分分析结果 M u l t i c o m p o s i t i o na n a l y s i sr e s u l t so fm n - o f - m i n eo r e ／％ 表l 结果表明，原矿中可供利用的有价成分 T a O ，、N b O ，品位均低于0 ．0 1 0 ％。表2 粒度筛析 结果表明，随着产品粒度变细，原矿中T a O ，、N b O ， 品位逐渐升高，一3 8 斗m 粒级中T a O ，、N b O ，的分 布率达到8 0 ％以上。 2选矿试验 根据矿石的粒度筛析结果可知一3 8 斗m 粒级 中T a O ，、N b O ，的分布率达到8 0 ％以上，常规的 单一重选方案无法处理该微细粒级钽铌尾矿，因 此考虑采用离心选矿机预富集 粗精矿浮选的 “重选一浮选联合工艺”处理该微细粒、低品位钽 铌尾矿。 2 ．1 离心选矿机预富集试验 离心选矿机的原理是其在高速旋转时，将产生 较大的离心力，从而使矿石的重选过程得到强化，更 有效地实现微细矿粒的回收。因此，目前在钨、锡、 铁等矿泥[ 9 。2 1 回收领域得到广泛应用。为此考察了 该设备对细粒级钽铌选别的影响。 2 ．1 ．1 离心选矿机冲洗水用量试验 固定离心选矿机转速为6 0 0r ／m i n ，给矿浓度为 1 5 ％，考察了离心机冲洗水量对钽铌选别指标的影 响，试验的结果如图l 所示。 从图1 可以看出，钽铌精矿中钽铌的品位随着 离心选矿机冲洗水量的增加而逐渐增加，钽铌的回 收率逐渐降低。 图1 冲洗水用量试验 F i g ．1 R e s u l t so fn u s h i n gw a t e rd o s a g et e s t 2 ．1 ．2 离心选矿机转速试验 固定离心选矿机冲洗水量为2L ／m i n ，给矿浓 度为1 5 ％，考察了离心选矿机转速对钽铌选别指标 的影响，试验的结果如图2 所示。 从图2 可以看出，钽铌精矿中钽铌的回收率随 着离心选矿机转速的增加而逐渐增加，钽铌的品位 却逐渐降低。 2 ．1 ．3 离心选矿机给矿浓度试验 固定离心选矿机冲洗水量为2L ／m i n ，转速为 6 0 0r ／m i n ，考察了离心选矿机给矿浓度对钽铌选别 指标的影响，试验的结果如图3 所示。 从图3 可以看出，钽铌精矿中钽铌的回收率随 着离心选矿机给矿浓度的增加而逐渐增加，钽铌品 位却逐渐降低。 万方数据 ．7 4 ．有色金属 选矿部分 2 叭8 年第5 期 一 图2 转速试验 F 谴2I { e s u 吣 fI { P Mf e s n Ⅲ“’}j 斛 f I 5 j }I{ s 2 ㈩5 }一一1 雨 到叫 凇箍 j 竺喜粤l } 【J 硒} N b 二o j l u ，位 J “蔷 丁 ㈣c l } - T 如o ，作业心收率 J4 2 季 ∽2 j } N b o j 作业回收率 J4 I l 世 I 1 2 ‘叶 一 J3 8 ㈩l j 『J3 h } lJ ‘ 一 1 1 】j2 l } 二 浓哆”r 图3 浓度试验 F i g ．3 R e s u l t so fc o n c e n t r a t i o nt e s t 2 ．2 细粒级钽铌粗精矿浮选试验 采用离心选矿机重选可以获得较好的预富集效 果，然而其精矿产品中钽铌的品位依旧较低，为了获 得高品位的钽铌精矿，采用离心选矿机经过一次粗 选、一次精选，预富集生产出的粗精矿进行细粒级钽 铌的浮选试验，浮选给矿中T a O ，品位为0 ．1 2 73 ％。 从前期试验可以看出，钽铌的走向一致，因此浮选试 验中仅分析了T a 0 ，品位，N b 0 ，的品位在最终闭路 试验流程中给出。 2 ．2 ．1 捕收剂种类试验 固定水玻璃用量为5 0 0 ∥t ，硝酸铅用量为8 0 0 ∥t ， 考察了捕收剂种类对钽铌浮选指标的影响，试验的 结果如图4 所示。 从图4 可以看出，采用苯甲羟肟酸及B K 4 1 2 B K 4 1 1 组合捕收剂均可以获得较高的精矿回收率， 相比之下采用B K 4 1 2 B K 4 1 1 组合捕收剂进行钽铌 浮选，可以获得更高的精矿品位，其选择性略好。 2 ．2 ．2 水玻璃用量试验 固定硝酸铅用量8 0 0 ∥t ，B K 4 1 2 用量9 0 0g ／t ， B K 4 11 用量8 0g ／t ，考察了水玻璃用量对钽铌浮选 指标的影响，试验的结果如图5 所示。 1 lL - 一4 j 氯化石蜡鬯油酸 B K 4 l “B K 4 l1 苯甲羟幅酸 2 l l I l5 IH l ‘“H } 1 2 ‘H H 图4 捕收剂种类试验 F i g ．4 R e s u l f so fc o l l e c t o r t y p et e s t 图5 水玻璃用量试验 F i g ．5 R e s u l t so fs o d i u ms i l i c a t ed o s a g et e s t 从图5 可以看出，精矿中钽的品位随着水玻璃 用量的增加而逐渐增加，而钽的回收率呈现出先增 加，然后随着水玻璃用量的加大而逐渐降低的趋势。 2 ．2 ．3 硝酸铅用量试验 固定水玻璃用量为5 0 0 ∥t ，B K 4 1 2 用量为9 0 0g ／t ， B K 4 1 l 用量为8 0g ／t ，考察了硝酸铅用量对钽铌浮 选的影响，试验的结果如图6 所示。 图6 硝酸铅用量试验 F i g ．6 R e s u l t so fP b N 0 3 2d o s a g et e s t 从图6 可以看出，精矿中钽的回收率随着硝酸 铅用量的增加而逐渐增加，硝酸铅用量大于4 0 0 ∥t 万方数据 2 0 1 8 年第5 期 刘书杰等某微细粒、低品位钽铌尾矿的选矿试验研究．7 5 ． 一 后，精矿中钽的回收率增幅趋缓。 2 ．2 ．4 捕收剂B K 4 1 2 用量试验 固定水玻璃用量为l0 0 0g ／t ，硝酸铅用量为 8 0 0 ∥t ，B K 4 1 1 用量为4 0g ／t ，考察了捕收剂B K 4 1 2 一～ 用量对钽铌浮选的影响，试验的结果如图7 所示。 兰 图7B K 4 1 2 用量试验 F i g ．7 R e s u n so fB K 4 1 2d u s a g eL e s 【 从图7 可以看出，精矿中钽的品位和回收率均 随着捕收剂B K 4 1 2 用量的增加而逐渐增加，B K 4 1 2 用量超过9 0 0g ／t 时，精矿中钽的回收率增幅趋缓。 2 ．2 ．5B K 4 1 1 用量试验 固定水玻璃用量为5 0 0g ／t ，硝酸铅用量为4 0 0g ／t ， B K 4 1 2 用量为9 0 0 ∥t ，考察了B K 4 1 1 用量对钽铌浮 选的影响，试验的结果如图8 所示。 图8B K 4 1 1 用量试验 F i g ．8 R e s u l t so fB K 411d o s a g et e s t 从图8 可以看出，随着B K 4 1 1 用量的增加，精 矿中钽的回收率逐渐增加，钽的品位逐渐降低。 2 ．2 ．6 浮选浓度试验 固定水玻璃用量为5 0 0 ∥t ，硝酸铅用量为4 0 0g ／t ， B K 4 1 2 用量为9 0 0g ／t ，B K 4 1 l 用量为1 2 0g ／t ，考察 了粗选浮选浓度对钽铌浮选的影响，试验的结果如 图9 所示。 从图9 可以看出，精矿中钽的回收率随着浮选 浓度的增加而逐渐增加，浮选浓度超过4 0 ％后，精 图9 浮选浓度试验 I b9R h 【I l 【b f ’f h l 川I l J l l 【r f l 【I ‘a l 淌1l r 州 矿中钽的回收率增幅趋缓。 2 ．2 ．7 精选水玻璃用量试验 固定水玻璃用量为5 0 0 ∥t ，硝酸铅用量为4 0 0g ／t ， B K 4 1 2 用量为9 0 0g ／t ，B K 4 1 1 用量为1 2 0g ／t ，粗选 浮选浓度为4 0 ％生产出粗精矿。采用该粗精矿作 为三次精选的给矿考察了水玻璃用量对钽铌精选指 枷j f f ，J 影| I 向，i 』{ 验f f ，J 2 。‘i 粜＆l I I 冬11 膨i ，J j 图1 0 精选水玻璃用量试验 F i g ．10 R e s u l t so fs o d i u ms i l i c a t ed o s a g e t e s tf o rc l e a n i n g 从图1 0 可以看出，精矿中钽的品位随着水玻璃 用量的增加而逐渐增加，钽铌的回收率却逐渐降低。 2 ．3 闭路试验 闭路试验流程见图1 1 ，试验结果见表3 。 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 ．7 6 ．有色金属 选矿部分 2 0 1 8 年第5 期 一 给矿 精矿 图1 1 闭路试验流程 F i g ．11 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 从表3 可以看出，全流程试验所得精矿中T a 0 ， 和N b 0 5 品位分别为1 8 ．2 5 47 ％和9 ．0 8 38 ％，T a 2 0 5 和N b 0 ，作业回收率分别为3 5 ．5 2 ％和3 5 ．2 2 ％。 3结论 1 针对细粒级钽铌粒度细、选矿所需富集比高 的技术难点，采用离心选矿机进行了预富集试验，试 验结果表明采用离心选矿机可以获得较好的预富集 效果。给矿的T a ，0 ，品位从0 ．0 0 98 ％富集到 0 ．1 3 ％，预富集效果较为理想，为下一步粗精矿的浮 选回收创造了较好的条件。 2 以离心选矿机精矿为浮选给矿，考察了浮选 捕收剂种类及用量、调整剂种类及用量、浮选浓度、 精选条件等对钽铌浮选指标的影响，并在上述试验 的基础上完成了闭路试验。 3 全流程试验所得精矿中T a 0 ，和N b ，O ，品位 分别为1 8 ．2 5 47 ％和9 ．0 8 38 ％，T a 2 0 ，和N b 2 0 ，作 业回收率分别为3 5 ．5 2 ％和3 5 ．2 2 ％。 4 为开发利用该类型微细粒、低品位钽铌矿石 提供了技术依据。 参考文献 [ 1 ] 周少珍，孙传尧．钽铌矿选矿的研究进展[ J ] ，矿冶， 2 0 0 2 增刊1 1 7 5 一1 7 8 ． [ 2 ] 高玉德，邹霓，董天颂．细粒钽铌矿选矿工艺流程及 药剂研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 4 1 3 0 一3 3 ． [ 3 ] 邹霓，高玉德，王国生．江西某钽铌、钨矿细泥选矿试 验研究[ J ] ．中国钨业，2 0 1 0 ，2 5 3 8 1 0 ． [ 4 ] 欧阳晖林．复合力场选矿机选别微细粒钽铌半工业试 验[ J ] ．江西有色金属，2 0 0 3 ，1 7 1 2 7 2 8 ． [ 5 ] 陈文熙．某钽铌矿提升选矿生产水平的实践[ J ] ．有色 金属科学与工程，2 0 0 8 ，2 2 2 1 6 一1 8 ． [ 6 ] 卢道刚．南平钽铌选矿工艺流程设计研究[ J ] ．有色金 属 选矿部分 ，2 0 0 l 4 1 4 一1 7 ． [ 7 ] 李新冬，黄万抚，肖芫华，等．从原生钽铌矿细泥中回收 钽铌的选矿工艺研究[ J ] ．稀有金属与硬质合金， 2 0 1 2 3 5 ．7 ． [ 8 ] 董天颂，邹霓，高玉德．细粒钽铌矿选矿新工艺的研 究[ J ] ．矿冶，2 0 0 2 增刊1 1 7 9 一1 8 0 ． [ 9 ] 林培基．离心选矿机在钨细泥选矿中的应用[ J ] ．金属 矿山，2 0 0 9 ，3 9 2 1 3 7 ．1 4 0 ． [ 1 0 ] 李存谦，李仁和．串联离心选矿机处理锡矿泥尾矿的 工业试验[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，1 9 9 2 5 3 l - 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