坦桑尼亚姆潘达地区某碳酸岩型铌钽矿选矿试验研究.pdf

2 0 1 8 年第4 期有色金属 选矿部分6 l d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i 豁n ．1 6 7 1 ．9 4 9 2 ．2 0 1 8 ．0 4 ．0 1 3 坦桑尼亚姆潘达地区某碳酸岩型 铌钽矿选矿试验研究 张阳1 ，陈军2 ，吴师金2 1 ．中国瑞林工程技术有限公司，南昌3 3 0 0 3 1 ；2 ．江西省地质调查研究院，南昌3 3 0 0 3 0 摘 要坦桑尼亚姆潘达地区某碳酸岩型铌钽矿N b 2 0 5 含量为o ．1 2 5 ％，T a 2 0 5 含量为o ．0 0 63 ％，矿石中的铌钽 主要分布在铌钙矿、铌钽铁矿中，采用重选一浮选一磁选一酸洗联合流程，获得N b 0 ，品位为2 8 ．7 5 1 ％，回收率为 4 2 ．0 1 8 ％，T a 2 0 5 品位为1 ．1 1 2 ％，回收率为3 5 ，1 2 6 ％的铌钽精矿；N b 2 0 5 品位为4 ．6 7 4 ％，回收率为1 2 ．6 5 ％，T a 2 0 5 品 位为0 ．2 1 3 ％，回收率为1 2 ．2 5 4 ％的铌钽次精矿，试验N b 2 0 5 总回收率为5 4 ．6 6 8 ％，T a 2 0 5 总回收率为4 7 ．3 8 ％，试验为 该矿铌钽资源的开发利用提供技术依据。 关键词坦桑尼亚；碳酸盐型；铌钽矿；铌钙矿 中图分类号T D 9 5 5 ；T D 9 1 3文献标志码A文章编号1 6 7 l - 9 4 9 2 2 0 1 8 0 4 J 0 0 6 1 旬5 E x p e r i I m n tS t u d yo nM i 耻r a lP r o c e s s i n go fC a r b o n a t e - t y p e N i o b i 啪T a n t a l ⅧnO r ei nM p a n d a 。T a n z a I l i a z H A N G Y 椰l g l ，C H E N1 1 耐，W Us 确i n 者 J ．吼i M Ⅳe 而几E n g i 聊e 愕c o ．，厶d ，盹w o 增粥D ∞J ，劬i M ； 2 ．＆o 垤泐Z ．s u 删e 可旷胁呼iP 例i 聊，№聊危n 昭3 3 D ∞O ，吼i 胍 A b s t r a c t Ac a r b o n a t e t y p en i o b i u mt a n t a l u mo r ei nM p a n d aT a n z a n i ac o n t a i n s0 ．1 2 5 ％ o fn i o b i u m p e n t a o x i d ea n d0 ．0 0 63 ％ o ft a n t a l u mD e n t o x i d e ，n i o b i u ma n dt a n t a l u ma r em a i n l vd i s t r i b u t e di nf b r s m i t ea n d c o l u m b i t e t a n t a l i t e ．T h en i o b i u m t a n t a l u mc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g2 8 ．7 5l ％o fN b ，O sw i t hi t sr e c o v e r yo f4 2 ．0 18 ％ a n d1 ．1 1 2 ％o fT a 20 5w i t hi t sr e c o v e r yo f3 5 ．1 2 6 ％w e r eo b t a i n e dt h r o u g ht h e “黟a v i t ys e p a r a t i o nn o t a t i o n - m a g n e t i cs e p a m t i o n a c i d l e a c h “c o m b i n e dn o w s h e e t ． T h es e c o n d 铲a d en i o b i u m t a n t a l u mc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g 4 ．6 7 4 ％o fN b ，0 sw i t hi t sr e c o v e r yo f1 2 ．6 5 ％a n dO ．2 1 3 ％o fT a 々0 。w i t hi t sr e c o v e r yo f1 2 ．2 5 4 ％w e r ea l s o o b t a i n e d ．T h et o t a lr e c o v e r yo fN b 20 5w a s5 4 ．6 6 8 ％a n dt h et o t a lr e c o v e r yo fT a 20 5w a s4 7 ．3 8 ％．I tp m V i d e sa t e c h n i c a lb a s ef o rt h ed e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o no ft h en i o b i u mt a n t a l u mr e s o u r c e s 。 K e yw o r ￡I s T a n z a n n i a ；c a r b o n a t e ．t y p e ；n i o b i u mt a n t a l u mo r e ；f e r s m i t e 铌和钽广泛分布于各类岩石中，铌钽矿床的特 点是类型多，成矿复杂、分布稀少，铌钽主要赋存于 花岗岩或花岗伟晶岩中，少部分分布于碳酸岩型矿 床中，以及区域变质矿床、风化壳型矿床等五J 。坦 桑尼亚姆潘达地区新勘探发现一铌钽矿床，为碳酸 盐型铌钽矿石，为了考察碳酸盐型铌钽矿石的选别 性能，对该矿进行了选矿试验研究。 1 矿石性质 矿石中的主要金属矿物为磁铁矿、赤铁矿、铌钙 矿、铌钽铁矿、黄铁矿等，主要非金属矿物为白云石、 方解石、磷灰石、黑云母等，主要有用组分为铌、钽， N b O ，含量为0 ．1 2 5 ％，T a 2O ，含量为0 ．0 0 63 ％， N b ，T a O ；合量为0 ．1 3 13 ％。矿石自然类型为中 细晶白云石碳酸岩型铌钽矿石，矿石工业类型为铌 钙矿一铌钽铁矿型。矿石中主要组分分析结果见表 l ，主要矿物成分见表2 。 收稿日期2 0 1 8 旬lJ 0 4修回日期2 0 1 8 J D 6 一1 3 作者简介张阳 1 9 6 4 - ，男，江西都昌人，高级工程师，主要从事选矿设计研究方面的工作。 万方数据 6 2 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第4 期 矿石中的铌主要分布在铌钙矿中，其分布率为 7 0 ．2 0 ％，其次分布在铌钽铁矿和碳酸盐矿物中，其 分布率分别为2 1 ．7 7 ％和7 ．5 6 ％，另外金红石中还 有微量的铌，其分布率为O ．4 7 ％；矿石中钽主要赋 存于铌钙矿、铌钽铁矿中，在磷灰石和金红石中也有 部分分布。 矿石中的铌钽矿物嵌布粒度较细，在粒度为 一1m m 状态下，铌钙矿的解离率为1 5 ．6 9 ％，铌钽铁 矿的解离率为1 2 ．0 8 ％，铌钽矿物单体解离率低；在 粒级为一4 5 灿m 时，铌钙矿和铌钽铁矿的解离率也 分别仅有7 3 ．3 6 ％、7 2 ．2 3 ％。 2选矿试验 目前铌钽矿石的选矿工艺主要有重选、浮游重 选、磁选、浮选、电选和化学处理等旧圳。选矿工艺 流程一般分为粗选和精选两个部分，粗选一般主要 是采用重选流程，但也有采用磁选一浮选联合流程 的，粗选的结果是获得低品位混合粗精矿；混合粗精 矿矿物组成复杂，一般含有多种有用矿物，分选难度 大，对铌钽粗精矿的精选常常需要采用磁选、浮选、 电选、化学处理等方法中一种或多种联合以实现多 种有用矿物的分离∞引。 2 ．1 铌钽粗选试验 铌钽矿原矿品位一般很低，因其矿物性脆，为了 避免磨矿中铌钽矿物的过粉碎，一般粗选阶段采用 阶段磨矿阶段选别流程。矿石性质研究表明，矿石 中铌钽主要以铌钙矿、铌钽铁矿的形式存在，铌钙 矿、铌钽铁矿与其它脉石矿物存在较大密度差，可采 用重选试验进行回收。原矿重选人选粒度试验确定 以一3 0 0 m 为人选粒度，一1 5 0 斗m 为抛尾粒度，重 选设备选择试验确定粗粒级采用螺旋溜槽、细粒级 采用离心机作为矿石的粗选设备、摇床作为精选设 备。在此基础上，对本矿石采用螺旋溜槽 摇床的 重选试验流程进行粗选，以初步富集铌钽矿物。试 验流程如图l ，试验结果如表3 。 由表3 可知，原矿重选获得重选精矿N b O ，品 位为6 ．8 1 6 ％，回收率为4 7 ．6 1 6 ％，T a O ，品位为 0 ．2 6 9 ％，回收率为4 1 ．7 6 0 ％；重选中矿1 产率为 0 ．6 9 0 ％，N b ，O ，品位为2 ．0 0 4 ％，回收率为 1 0 ．5 2 1 ％，T a O ，品位为0 ．0 9 1 ％，回收率为 1 0 ．6 0 7 ％；重选中矿2 产率为1 ．2 2 8 ％，N b ，O ，品位 为0 ．6 8 1 ％，回收率为6 ．3 6 0 ％，T a 2 0 ，品位为 0 ．0 3 3 ％，回收率为6 ．9 2 5 ％；原矿经重选选别，重选 精矿 重选中矿N b 0 5 总回收率为6 4 ．4 9 7 ％，T a 2 0 5 总回收率为5 9 ．2 9 2 ％。 2 ．2 重选精矿精选试验 对重选精矿进行矿物成分分析，重选精矿主要 以磁铁矿和磷灰石为主，其矿物量分别为5 8 ．7 8 ％、 1 6 ．7 3 ％，其次为铌钽铁矿和铌钙矿，其矿物量分别 为5 ．1 ％和3 ．1 ％，其它脉石矿物为白云石、方解石、 黄铁矿等，其矿物量为3 ％左右，重选精矿矿物成分 见表4 。 重选精矿杂质矿物较多，为了提高最终铌钽精 矿品位，需有效分离这些脉石矿物。根据重选精矿 矿物组成之间的可浮性，磁性的差异，在探索试验的 基础上，确定对重选精矿采用“浮选一弱磁一强 磁一酸洗”联合流程进行精选，即对重选精矿首先 采用浮选分离出硫化矿，然后对浮选尾矿进行弱磁 选分离出磁铁矿，再对弱磁尾矿进行强磁选选别出 铌钽矿物，最后针对强磁精矿进行酸洗，除去强磁精 矿中的磷灰石，白云石、方解石等矿物，最终获得铌 钽精矿。试验流程见图2 ，试验结果见表5 。 万方数据 2 0 1 8 年第4 期 张阳等坦桑尼亚姆潘达地区某碳酸岩型铌钽矿选矿试验研究 ．6 3 ． 一。 表3 T { 出l e3 图1 原矿重选试验流程图 F i g ．1 F l o w s h e e to fg r a v i t ys e p a r a t i o nt e s t 原矿重选试验结果 T h er e s u l to fg r a v i t ys e p a r a t i o nt e s t 产品橼 产彰％1 万型堕弋万一可万堂塑弋万一 重选精矿 0 ．9 1 86 ．8 1 6 O ．2 6 94 7 ．6 1 64 1 ．7 6 0 重选中矿l O ．6 9 0 2 ．0 0 4O ．0 9 l l O ．5 2 l1 0 ．6 0 7 重选中矿2 1 ．2 2 8O ．6 8 l O ．0 3 36 ．3 6 06 ．9 2 5 重选尾矿 9 7 ．1 6 4O ．0 4 8 0 ．0 0 253 5 ．5 0 34 0 ．7 0 8 原矿 1 0 0 ．0 0 O ．1 3 lO ．0 0 591 0 0 ．0 0 1 0 0 ．0 0 表4 T a b l e4 各粒级摇床精矿矿物成分表 M i n e r a L lc o n t e n to ft a b l ec o n c e n t r a t ec o m ef 而me a c hf t a t i o I i ／％ 矿物名称白云石方解石 磷灰石黑云母镁橄榄石铌钽铁矿铌钙矿 万方数据 6 4 药剂用量单位g ，t ； 搅拌、浮选时J 、日J 单位m i n 一‘7 4u m 硫酸5 0 0 p H 值 硫酸铜2 0 0 丁基黄药6 0 松醇油4 4 租选 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第4 期 图2 重选精矿精选试验流程图 F i g ．2 n o w s h e e to f 驰，i t yc o n c e n 地n e c l e 柚i n gt e s tm i d d l i n g s 表5重选精矿精选试验结果 ‰l e5r 1 1 l er e s u l to fg r a v i t yc o n c e n t r a t ec l e 粕i n g t e s t ／％ 2 单位为m ∥L 。 从表5 试验结果可知，重选精矿采用“浮选一 弱磁选一强磁选一酸洗”联合流程进行精选，获得 铌钽精矿N b O ，品位为2 8 ．7 5 1 ％、作业回收率为 8 8 ．2 4 4 ％，耽O ，品位为1 ．1 1 2 ％、作业回收率为 8 4 ．1 1 2 ％，铌钽次精矿1N b O ，品位为4 ．3 5 5 ％、作 业回收率为1 0 ．1 4 2 ％，T a O ，品位为0 ．2 5 9 ％、回收 率为1 4 ．3 0 6 ％。试验结果表明重选精矿采用该流 程能获得较好的选别指标。 2 ．3 重选中矿精选试验 为了进一步提高铌钽回收率，因重选中矿1 和 重选中矿2 中硫化矿已较少，对重选中矿采用“弱 磁一强磁”流程进行精选试验。试验流程见图3 ，试 验结果见表6 二 图3 重选中矿精选试验流程图 F i g ．3 n o w s h e e to fg r a v i t yc l e a n i n gt e s t 表6重选中矿精选试验结果 T a b l e6T h er e s u l to fg m V i t ym i d d l i n g sc l e a r I i n g t e s t／％ 从表6 试验结果可知，重选中矿经一次弱磁选 两次强磁选，能获得N b O ，品位为4 ．8 8 4 ％，作业回 收率为4 6 ．2 8 6 ％，T a 2 0 ，品位为o ．1 8 2 ％，作业回收 率为3 5 ．7 2 5 ％的铌钽次精矿2 。 2 ．4 原矿重选一浮选磁选一酸洗联合流程及其 最终试验指标 将原矿重选，重选精矿浮选一弱磁一强磁一酸 浸流程，重选中矿弱磁一强磁流程合并一起，构成了 原矿选别的总试验流程，试验结果见表7 。 万方数据 2 0 1 8 年第4 期张 阳等坦桑尼亚姆潘达地区某碳酸岩型铌钽矿选矿试验研究 6 5 表7 原矿重选一浮选磁选一酸洗联合流程试验结果 T a b l e7 T h er e s u l to fg r a v i t ys e p a r a t i o n n o t a t i o n - m a g n e t i cs e p a r a t i o n ．a c i d l e a c hc o m b i n e df l o w s h e e t 从表7 可知，原矿采用重选一浮选一弱磁一强 磁一酸浸联合流程，能获得产率为o ．1 8 1 ％，N b ，O ， 品位为2 8 ．7 5 1 ％，回收率为4 2 ．0 1 8 ％，T a ，O ，品位为 1 ．1 1 2 ％，回收率为3 5 ．1 2 6 ％的铌钽精矿；产率为 0 ．3 4 5 ％，N b 2 0 5 品位为4 ．6 7 4 ％，回收率为1 2 ．6 5 ％， T a 2 0 5 品位为O ．2 1 3 ％，回收率为1 2 ．2 5 4 ％的铌钽次 精矿。原矿经联合流程选别，N b 0 ，总回收率为 5 4 ．6 6 8 ％，T a 0 5 总回收率为4 7 ．3 8 ％。 3结论 1 坦桑尼亚姆潘达地区某碳酸岩型铌钽矿为 中细晶白云石碳酸岩型铌钽矿石，矿石中主要金属 矿物为磁铁矿、赤铁矿、铌钙矿、铌钽铁矿、黄铁矿 等，主要非金属矿物为白云石、方解石、磷灰石、黑云 母等，矿石中的铌主要分布在铌钙矿中，其次分布在 铌钽铁矿和碳酸盐矿物中，矿石中钽主要赋存于铌 钙矿、铌钽铁矿中，在磷灰石和金红石中也有部分分 布，矿石中的铌钽矿物嵌布粒度较细。 2 根据矿石性质，采用“重选一浮选一磁选一酸 洗”联合流程，从原矿中获得铌钽精矿产率为 0 ．1 8 1 ％，N b 2 0 5 品位为2 8 ．7 5 1 ％，回收率为4 2 ．0 1 8 ％， T a O ，品位为1 ．1 1 2 ％，回收率为3 5 ．1 2 6 ％的铌钽精 矿；铌钽次精矿产率为0 ．3 4 5 ％，N b O ，品位为 4 ．6 7 4 ％，回收率为1 2 ．6 5 ％，T a ’o ，品位为o ．2 1 3 ％， 回收率为1 2 ．2 5 4 ％的铌钽次精矿，N b 0 ，总回收率 为5 4 ．6 6 8 ％，T a 2 0 5 总回收率为4 7 ．3 8 ％。铌钽精矿 的富集比为2 2 7 倍，所获铌钽精矿可用作提取铌钽 金属的原料。 参考文献 [ 1 ] 高玉德，邹霓，董天颂．铌钽矿资源概况及选矿技术 现状和进展[ J ] ．广东有色金属学报，2 0 0 4 ，1 4 2 8 7 - 9 2 ， [ 2 ] 程征，伍喜庆，杨平伟．我国钽铌资源的特征及选矿 技术[ J ] ．金属矿山，2 0 1 3 7 9 7 ．1 0 0 ． [ 3 ] 周少珍，孙传尧．钽铌矿选矿的研究进展[ J ] ．矿冶， 2 0 0 2 1 1 1 7 5 - 1 8 0 ． [ 4 ] 余永富，陈泉源．白云鄂博铌选矿研究现状及展望[ J ] ． 矿冶工程，1 9 9 2 1 6 2 ．6 5 ． [ 5 ] 叶志平，孙兴来，李英彼．强磁尾矿综合回收稀土、铌选 矿工艺研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，1 9 9 6 2 l _ 4 ． [ 6 ] 余生根．某大型铌钽矿综合利用试验研究[ J ] ．有色金 属 选矿部分 ，2 0 0 5 5 1 5 - 1 8 ． 万方数据