白云鄂博深部稀土尾矿的工艺矿物学.pdf

有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第4 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n l 6 7 1 9 4 9 2 ．2 0 1 9 ．0 4 ．0 0 2 白云鄂博深部稀土尾矿的工艺矿物学 黄小宾，杨占峰，王振江，王绍华，朱智慧 内蒙古科技大学矿业研究院，包头稀土研究院， 白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室，内蒙古包头0 1 4 0 0 0 摘 要为合理开发和利用白云鄂博的稀土尾矿中的萤石资源，对该矿的稀土尾矿进行工艺矿物学研究。通过化学分 析、物相分析、扫描电子显微镜等检测手段对该矿石进行系统的工艺矿物学研究。结果表明，该矿石稀土尾矿中萤石含量为 2 6 ．6 ％，铁矿物含量高达1 6 ．4 ％，硅酸盐矿物霓辉石、钠闪石和黑云母含量共计1 9 ．9 ％，碳酸盐矿物白云石、方解石含量共计 1 5 ．7 ％，稀土矿物含量有3 ．9 ％。稀土尾矿原矿中萤石矿物的单体解离度为7 6 ．5 0 ％，萤石矿物与铁矿物、碳酸盐矿物、硅酸盐 矿物以及稀土矿物大量连生，经过磨矿后稀土尾矿中萤石矿物的单体解离度9 2 ．3 8 ％。此研究结果为该矿的稀土尾矿中的萤 石资源的合理开发利用提供重要依据。 关键词稀土尾矿；萤石资源；解离度 中图分类号T D 9 1文献标志码A文章编号16 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 9 0 4 0 0 0 6 0 3 P r o c e s sM i n e r a l o g yo fR a r eE a r t hT a i l i n g si nt h eD e e pP a r to fB a y a nO b o H U A N GX i a o b i n ，Y A N GZ h a n f e n g ，W A N GZ h e n j i a n g ，W A N GS h a o h U a ，Z H UZ h i h u i I n n e rM o n g o l i aU 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 ，B a o t o uR e s e a r c hI n s t i t u t eo fR a r eE a r t h s ， R a r eE a r t hR e s o u r c e sR e s e a r c ha n dt h eC o m p r e h e n s i v eU - t i l i z a t i o nS t a t eK e yL a b o r a t o r yo fB a y a nO b o ， B a o t o uI n n e rM o n g o l i a0 1 4 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t I no r d e rt or a t i o n a l l yd e v e l o pa n du t i l i z et h ef l u o r i t er e s o u r c e si nt h er a r ee a r t ht a i l i n g so f B a y a nO b o ，t h ep r o c e s sm i n e r a l o g yo ft h er a r ee a r t ht a i l i n g so ft h em i n ew a ss t u d i e d ．S y s t e m a t i cp r o c e s s m i n e r a l o g ys t u d i e so ft h eo r eb yc h e m i c a la n a l y s i s ，p h a s ea n a l y s i s ，s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p y ，e t c ．T h e r e s u l t ss h o wt h a tt h ef l u o r i t ec o n t e n to ft h eo r er a r ee a r t ht a i l i n g si s2 6 ．6 ％，t h ei r o nm i n e r a lc o n t e n ti s u p t o16 ．4 ％，a n dt h es i l i c a t em i n e r a l sa e g i r i n e a u g i t e ，s o d i u ma m p h i b o l ea n db i o t i t ec o n t e n ta r el9 ．9 ％， c a r b o n a t em i n e r a ld o l o m i t ea n dc a l c i t e ．T h et o t a lc o n t e n ti s15 ．7 ％，a n dt h er a r ee a r t hm i n e r a lc o n t e n ti s 3 ．9 ％．T h em o n o m e rd i s s o c i a t i o nd e g r e eo f f l u o r i t em i n e r a l si nr a r ee a r t ht a i l i n g so r ei s7 6 ．5 0 ％．T h e f l u o r i t em i n e r a l sa r ei nl a r g e s c a l ec o n n e c t i o nw i t hi r o nm i n e r a l s ，c a r b o n a t em i n e r a l s ，s i l i c a t em i n e r a l sa n d r a r ee a r t hm i n e r a l s ．T h em o n o m e rd i s s o c i a t i o nd e g r e eo ff l u o r i t em i n e r a l si s9 2 ．3 8 ％．T h er e s u l t so ft h i s s t u d yp r o v i d ea ni m p o r t a n tb a s i sf o rt h er a t i o n a ld e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o no ff l u o r i t er e s o u r c e si nt h er a r e e a r t ht a i l i n g so ft h em i n e ． K e yw o r d s r a r ee a r t ht a i l i n g s ；f l u o r i t er e s o u r c e s ；d i s s o c i a t i o n 萤石 C a F 是一种重要的非金属矿物原料，是 一种不可再生的宝贵资源，广泛应用于钢铁、水泥、 化工、玻璃等新兴产业和传统工业中[ 1 。2 ] 。是一种不 可替代而且是不可再生的重要原材料[ 3 ] 。 我国现在是世界上萤石使用量最大的国家，有 丰富的萤石矿产资源，储量居世界第一[ 4 j ，而白云鄂 博共伴生萤石资源储量巨大，占我国萤石资源总量 的5 0 ％左右，是特大型共伴生萤石资源，开发利用意 义巨大[ 5 ] 。白云鄂博矿经过几十年的开采，现采面 已经到深部，由于深部矿石和上部矿石之间存在一 些的性质差别，故为合理开发和利用白云鄂博的稀 土尾矿中的萤石资源，对该矿的稀土尾矿进行工艺 矿物学研究，检测矿物嵌布粒度、单体解离度等矿物 学特性，从而对选矿方法和工艺流程的确定提供理 基金项目四川省应用基础计划项目资助 2 0 1 6 J Y 0 0 9 5 收稿日期2 0 1 9 - 0 1 一0 3修回日期2 0 19 - 0 1 2 5 作者简介黄小宾 1 9 9 1 一 ，男，山东省菏泽人，硕士研究生，从事矿物加工方面研究。 通信作者杨占峰 1 9 6 3 一 ，男，内蒙古包头人，博士，教授，从事矿业及稀土研究工作。Em a i l y a n g z h a n f e n g 16 3 ．c o r n 万方数据 2 0 1 9 年第4 期黄小宾等白云鄂博深部稀土尾矿的工艺矿物学 7 论依据‘引。 1 稀土尾矿物质组成 1 ．I 稀土尾矿化学成分分析 白云鄂博稀土尾矿化学分析结果见表1 。由表 I 可知，矿样中含量较高的元素分别为T F e 的含量 是1 5 ．5 9 ％，S i 0 2 的含量1 6 ．0 6 ％，F 的含量 1 2 ．9 4 ％，C a O 的含量2 3 ．1 2 ％等。其中F 的含量达 表1 T a b l e1 1 2 ．9 4 ％，达到综合利用的要求，可以进行综合利用 稀土尾矿浮选萤石。 1 ．2 稀土尾矿的矿物组成 稀土尾矿的主要矿物组成及含量见表2 。由表 2 可知，矿样中影响萤石浮选的矿物种类较多，其中 铁矿物含量最高，为1 7 ．4 ％，硅酸盐矿物霓辉石、钠 闪石和黑云母含量共计1 9 ．9 ％，碳酸盐矿物白云石、 方解石含量共计1 5 ．7 ％，稀土矿物含量有3 ．9 ％。 稀土尾矿化学分析结果 R e s u l t so fc h e m i c a la n a l y s i so fr a r ee a r t ht a i l i n g s ／％ 含量 2 6 ．6 2 ．3 1 ．6 0 ．5 1 7 ．4 2矿石的结构构造 2 ．1 矿石结构 萤石矿物一般为等轴或椭圆粒状结构；萤石颗 粒较粗，稀土矿物一般嵌于其中；铌矿物星散分布于 萤石矿物中；紫黑色萤石与赤铁矿密切共生；还见有 磁铁矿浸染状萤石分布矿物中。 2 ．2 矿石构造 萤石是白云鄂博矿床分布最广，生成时间延续 最长的脉石矿物。白云鄂博矿床的萤石或构成单矿 物成分，或呈星散晶粒均匀地分布于矿石中，或与重 晶石、石英、方解石、稀土等矿物共生。 萤石的颜色多种多样，主要为不同深浅的紫色， 也有紫黑色和白色的萤石，颜色常不均匀，多为斑点 状。如萤石与稀土矿物或钍矿物共生，则与这些矿 物直接接触的萤石就变为无色。 3 稀土尾矿中主要矿物的性质及嵌布 特征 由于矿石经过破碎磨矿处理，矿石中许多矿物 的嵌布现象被破坏了。通过磨制的薄片，结合矿物 在显微镜下观察到的特征进行描述。 3 ．1 稀土尾矿粒度分布及解离度 1 稀土尾矿的粒度筛分结果见表3 。 2 稀土尾矿的解离度及连生体特性 试样采用光学显微镜进行单体解离度及连生体 特性的分析，结果见表4 ，稀选尾矿萤石矿物的解离 度为7 6 ．5 0 ％。 表3稀土尾矿筛分分析结果 T a b l e3 S c r e e n i n ga n a l y s i sr e s u l t so f r a r ee a r t ht a i l i n g s 表4稀土尾矿萤石矿物解离度分析结果 T a b l e4A n a l y s i so fd i s s o c i a t i o nd e g r e eo f f l u o r i t em i n e r a l si nr a r ee a r t ht a i l i n g s ／％ 萤石连生体 样品名称萤石矿物单体与竺摹物与鐾譬盐与譬譬盐与其它 连生连生连生 试样 7 6 ．5 01 1 ，65 ．44 ．52 ．0 由萤石原矿在镜下观察的部分图片以及稀选尾 矿萤石矿物解离度分析结果可以看出，萤石矿物与 铁矿物、碳酸盐矿物、硅酸盐矿物以及稀土矿物大量 连生，部分图片见图1 ～图4 。 由表4 和图片可知，萤石矿物与铁矿物、碳酸盐 矿物、硅酸盐矿物、稀土矿物以及其他矿物有大量连 生情况，如要获得高品位萤石精矿，必须进行磨矿。 万方数据 8 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第4 期 图1萤石包裹石英和铁矿物 F i g ．1 Q u a r t za n di r o nm i n e r a l sw r a p p e db yf l u o r i t e 图2 萤石和铁矿物连生 F i g ．2 F l u o r i t ea n di r o nm i n e r a l s 图3萤石和石英、铁矿物连生 F i g ．3 F l u o r i t ea n dq u a r t z - i r o nm i n e r a l s 3 ．2 稀土尾矿磨矿后的粒度分布及解离度 1 稀土尾矿磨矿后的粒度分布 磨矿细度一2 5 肚m 达到6 7 ．4 ％后萤石的解离度 提高至9 2 ．8 3 ％。稀土尾矿磨矿后筛分分析结果见 表5 。 2 稀土尾矿磨矿后的解离度及连生体特性 稀土尾矿磨矿后的萤石单体解离度及连生体特 性的分析，结果见表6 。 图4 萤石和稀土、铁矿物连生 F i g ．4 F l u o r i t ea n dr a r ee a r t h ，i r o nm i n e r a l s 表5稀土尾矿磨矿后筛分分析结果 T a b l e5 S c r e e n i n ga n a l y s i sr e s u l t so fr a r e t a i l i n g sa f t e rg r i n d i n g 表6 稀土尾矿磨矿后萤石矿物解离度分析结果 T a b l e6 A n a l y s i sr e s u l t so ff l u o r i t em i n e r a l d i s s o c i a t i o na f t e rr a r ee a r t ht a i l i n g sg r i n d i n g ／％ 由表6 可知，经过磨矿后萤石矿物单体的解离 度有了较大的提高，萤石与铁矿物连生、与碳酸盐连 生、与硅酸盐连生以及与其他矿物的连生体有明显 的下降。 4结论 1 白云鄂博深部矿床中稀土尾矿的萤石品位是 2 6 ．6 ％，具有较高的回收利用的价值。影响萤石浮 选的矿物有铁矿物含量高达1 7 ．4 ％，硅酸盐矿物霓 辉石、钠闪石和黑云母含量共计1 9 ．9 ％，碳酸盐矿物 白云石、方解石含量共计1 5 ．7 ％，稀土矿物含量有 3 ．9 ％等。 下转第1 5 页 万方数据 2 0 1 9 年第4 期严伟平等四川某稀土尾矿综合回收利用的选矿试验研究 1 5 4结论 该尾矿矿石组成相对简单，主要矿物有萤石、重 晶石、石英；次要矿物有方解石、氟碳铈矿等，试验确 定采用磨矿一浮选一浮选精矿再磁选分离稀土一浮 选尾矿重选回收重晶石的选矿工艺。浮选采用酸化 水玻璃 E M 3 2 6 组合抑制剂有效抑制重晶石， Y S - 1 。高效捕收萤石及稀土矿物；重选通过分级一 重选；全流程试验可获得的指标如下萤石精矿含 C a F 品位9 7 ．6 3 ％，C a F 。回收率7 3 ．5 7 ％；稀土精矿 含R E O 品位3 8 ．5 7 ％，R E O 回收率4 5 ．2 7 ％；重晶 石精矿含B a S O 。品位9 0 ．3 5 ％，B a S O 。回收率 7 5 ．4 8 ％。实现该尾矿的高效综合利用。 参考文献 [ 1 ] 张光伟，崔学奇．我国稀土尾矿资源的综合回收利用现状 及展望[ J ] ．矿业研究与开发，2 0 1 2 ，3 2 6 1 1 6 1 1 9 ． [ 2 ] 张晓峰，朱一民，周菁，等．细粒难选石英型萤石矿低温浮 选试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 5 2 3 9 4 2 ． [ 3 ] 黄龙，葛英勇，熊学恒．高钙镁型萤石的浮选试验研究 [ J ] ．非金属矿，2 0 1 3 ，3 6 4 3 2 3 4 ． [ 4 ] 胡瑞彪，吉红，陈典助，等．湖南某方解石型萤石选矿试验 研究[ J ] ．矿产保护与利用，2 0 1 3 2 1 5 1 8 ． [ 5 ] 周文波，程杰，冯齐，等．酸化水玻璃在墨西哥某高钙型萤 石矿选矿试验中的作用[ J ] ．非金属矿，2 0 1 3 ，3 6 3 3 1 3 6 ． [ 6 ] 张国范，邓红，魏克帅，等．酸化水玻璃对萤石与方解石浮 选分离作用研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 4 1 8 0 8 4 ． [ 7 ] 窦帅，高惠民，喻福涛，等．萤石、重晶石和方解石浮选分 离抑制剂筛选[ J ] ．金属矿山，2 0 1 7 8 1 1 3 1 1 7 ． [ 8 ] 张行荣，朴永超，艾晶，等．一种新型捕收剂在印度某难选 萤石浮选中的应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 6 1 8 3 8 6 ． [ 9 ] 邓善芝，邓杰，熊文良，等．某稀土尾矿综合利用技术研究 [ J ] ．稀土，2 0 1 8 4 1 5 1 8 ． 上接第8 页 2 稀土尾矿的粒度比较细，在细粒级中萤石单 体颗粒要明显多于铁矿物和稀土矿物。稀土尾矿中 萤石单体解离度为7 6 ．5 0 ％左右，萤石与赤铁矿、氟 碳铈矿等呈毗邻、侵染状共生，此外还有少量与磁铁 矿呈细脉状共生。经过磨矿后一2 5 肛m 的矿物含量 达7 0 ．2 8 ％，在此磨矿细度下，萤石解离达到 9 2 ．8 3 ％，解离性较好。 3 白云鄂博的萤石资源属于混合型共伴生萤石 资源，其选别难度非常大。其中和萤石可浮性比较 相近的矿物种类较多，尤其是在用脂肪酸类捕收剂 浮选萤石的条件下，如霓辉石，稀土矿物、赤铁矿、重 晶石等。故在浮选萤石时需要重点考虑抑制可浮性 和萤石比价相近的铁矿物、硅酸盐矿物、碳酸盐矿 物、重晶石和稀土矿物等。 4 在稀土尾矿中铌矿物的品位 N b O 。 达到了 0 ．2 0 ％。经过萤石浮选后可以进行铌的回收利用， 从而达到综合利用白云鄂博稀土尾矿的目的。 参考文献 [ 1 ] 房朝军，冯其明，欧乐明。等．某钨尾矿综合回收低品位 萤石浮选试验研究[ J ] ．有色金属科学与工程，2 0 1 4 2 7 2 7 6 ． [ 2 ] 邓海波，任海洋，许霞，等．石英型萤石矿的浮选工艺和 低温捕收剂应用研究[ J ] ．非金属矿，2 0 1 2 ，3 5 5 2 5 2 7 ． [ 3 ] 董风芝，任京成，刘心中，等．萤石的浮选及其重晶石分 离研究[ J ] ．非金属矿，2 0 0 1 ，2 4 3 3 6 3 7 ． [ 4 ] 王文利，白志民．中国萤石资源及产业发展现状[ J ] ．金属 矿山，2 0 1 4 ，4 3 3 1 9 ． [ 5 ] 钱淑慧，李宏静，高俊德．白云鄂博氧化矿尾矿中萤石资 源回收试验[ J ] ．现代矿业，2 0 1 4 9 ；4 7 5 1 ． [ 6 ] 王成行，胡真，邱显扬，等．强磁选预富集氟碳铈型稀土 矿的可行性[ J ] ．稀土，2 0 1 6 3 5 6 6 2 ． 万方数据