某含碳酸盐萤石矿选矿试验研究.pdf

2 0 0 4 年第3 期 有 t - i t , 选矿部分 ．4 7 ． ～一 一_ 某含碳酸盐萤石矿选矿试验研究 李少元，张高民 高龙黄金矿业责任公司，广西田林5 3 3 3 1 2 摘 要根据矿物性质差异，对某含碳酸盐萤石矿进行了浮选分离试验。通过大量的试验找出了对本矿石中方 解n 等碳酸盐具有有效抑制效果的抑制剂，从而成功地实现r 萤石与方解石的分离。试验结果表明，采用浮选工艺可 f i t , 9 优质萤石精矿．C a F 2 含量犬于9 8 ％，C a C 0 3 含量小于1 ．0 ％，b F 2 回收率在8 5 ％以上。 关键词萤石；方解石；抑制剂；浮选工艺 中图分类号，I 、1 9 2 3文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 4 0 30 0 4 7 0 3 萤石是一- 种战略性矿物J ，它对一个国家的经 济发展起着很大的作用，在世界各地分布极其广泛， 而存我国很久以来作为出口创汇的优势矿产品之 ，其用途』1 泛，可用于冶金、化工、陶瓷、水泥、玻璃 等，] b J k 。萤石矿种类有硅酸类、碳酸盐类、与重晶石 共牛萤彳i 矿以及与多金属共生的萤石矿，颜色十分 丰富，选矿方法有重选、磁选以获得冶金级的萤石精 矿，m 制酸级萤石精矿则主要是通过浮选法获得；其 浮选捕收剂以脂肪酸类为主，其次还有烃基硫酸酯、 烷基磺酸盐、塔尔油⋯，据报P 一7 3 3 皂对碳酸盐类 萤行矿具有较好的选择性捕收作用【2 | ，抑制剂主要 是水玻璃，其次还有磷酸盐、单宁酸川2 、烤胶、淀粉、 糊精、木质素磺酸盐等L 3J 。 对于以t i 英为主、碳酸盐类矿物含量较少的硅酸 盐类萤石矿，用油酸作捕收剂、碳酸钠作调整剂、水玻 璃作为脉石f i 勺抑制剂就能比较容易地实现萤石与脉石 的分离，获得优质酸级萤石精矿1 2J 。而对于含方解石 较多的碳酸盐类萤石矿要想实现萤石的分离，获得优 质酸级萤百精矿，且经济上可行却是十分的困难。因 为方解石和萤白这两种矿物的晶格中都含有相同的 脊’，从而使得此两种矿物的表面物理和化学性质相 类似，其作用于此两种矿物表面的捕收剂和抑制剂的 行为相类似，难以实现方解石与萤石矿的分离⋯。由 此该公司要想从方解石含量达1 6 ％左右的碳酸盐类萤 石矿中经济地获得酸级优质萤石精矿，如何实现方解 石与萤石的分离就显得特别的重要。于是受该公司的 委托在缺乏相同类型萤石选矿资料，且技术相对保密 的情况下，对该碳酸盐类萤石矿进行了大量的试验工 作，以寻求对方解石等碳酸盐类脉石矿物具有有效抑 收稿日期2 0 0 3 1 0 0 8 作者简介李少元 1 9 6 9 一 ，男，湖南长沙人，工程师。 制作用的抑制剂及其选矿药剂制度。 1矿石性质 1 ．1 矿石的化学组成 原矿主要化学成分分析结果见表1 。 表l 原矿主要化学成分分析结果／％ T a b1T h ea n a l y s i sr e s u l t so fm a j o rc h e m i c a lc o m p o s i t i o no fr u n o f m i n eo r e ／％ 从表19 可见，C a F 2 含量达6 5 ％以上属萤石富 矿，其次是S i 0 2 和C a O 为主要的脉石矿物，其它元 素含量都很低，无回收价值，所以萤石为该矿的唯一 可回收成分。 1 ．2 矿石的矿物组成 原矿矿物组成如表2 。 表2原矿矿物组成／％ T a b2 T h em i n e r a lc o m l 0 s i t i o no fr u n o f m i n e o r e ／％ 由矿物组成可知，该矿石组成极其简单，有用矿 物为萤石，脉石矿物主要是方解石、白云石，含量高 达1 8 ％，其次为石英，属碳酸盐类萤石矿。 万方数据 。4 8 ‘ 有色金属 选矿部分 2 0 0 4 年第3 期 ～一一 1 ．3 矿石的结构构造 由肉眼观察并结合矿物物相分析，可见萤石结晶 较好，结晶粒度粗大，粒度变化范围大，构造比较复 杂，萤石与碳酸盐矿物及石英结合紧密，部分萤石交 代于早期形成的方解石中，使得萤石中存在有交代残 余状的方解石与石英包裹体，其后期形成的碳酸盐矿 物和石英沿萤石裂隙节理，广泛交代与充填。从矿石 结构构造可见，矿石中三种主要矿物的相互交代充填 共生，使得萤石与脉石矿物的边界十分复杂，且方解 石的硬度比萤石小，在磨矿中极易过磨而恶化后续浮 选作业，磨矿细度不够时又不利于萤石与方解石的单 体解离，使得萤石与方解石的分选十分困难。 2 选矿试验 2 ．1 选矿工艺的制定 由于受该公司的技术经济条件、地理位置 交通 不便，各种物资匮乏，尤其是该地区没有选矿药剂 以及现场工艺条件 一段破碎一段磨矿、一次粗选、 一次扫选、五次精选 的限制，为了尽量减少投人、少 改甚至于不改动其工艺的情况下，主要考虑从选矿 药剂制度人手；且由于原矿中方解石含量很高，采用 硅酸盐类的药剂制度无法实现其分离，所以该试验 主要是围绕对萤石与方解石有选择性捕收作用的捕 收剂和对方解石具有有效抑制作用而对萤石抑制性 小的抑制剂及抑制剂组合。 2 ．2 物料准备 试验矿样由公司检验员采取现场样，经破碎到～2 I n t T l 后混匀、缩分取分析样，送化验分析，分析结果为 C a F 2 含量为7 1 ．2 ％，嘲含量为1 6 ．8 ％，S Q 含量为 1 0 ．4 ％；缩分样一半作为备用样，一半作试验用。 2 ．3 抑制剂的探索性试验 根据生产现场工艺现状，以及厂家对产品的细 度要求，首先确定矿石磨矿细度～7 4 t t m 为8 0 ％，捕 收剂油酸用量为2 0 0 9 ／t ，N a 2 C 0 3 为矿浆调整剂，保 持矿浆p H 9 ～1 0 ，其抑制剂有水玻璃、六偏磷酸盐、 单宁酸⋯、焦性味食子酸、糊精、烤胶引3 、羧甲基纤 维素钠 C M C 【4 ] 及辅助剂～3 _ ’和F e 2 。 从试验结果看，单用以上某一种抑制剂是很难使 萤石与方解石有效分离；浮选时单用水玻璃或添加少 量的～”或F e 2 ，泡沫发黏，精选时产生絮团，夹杂 严重，难以消泡，无法分离；采用六偏磷酸钠、单宁酸、 焦性味食子酸时泡沫清爽，易于消泡，不产生絮团，夹 杂少，能够获得合格的精矿，但是其抑制作用很强，大 量的萤石都被抑制下去，难以控制，且回收率不高；采 用糊精、烤胶、C M C 时具有一定的选择性抑制作用， 但是泡沫还是有点黏，分离不好；于是采用了以上两 种或两种以上抑制剂的组合用药，发现采用水玻璃、 糊精和A P 组合效果较好，但指标仍不理想。最后 采用了酸化水玻璃与抑制剂Y ～种有机高分子化合 物，可溶于水 和添加剂A 一种无机化合物，无毒，溶 于水 的配合使用，取得了良好的试验效果。 2 ．3 磨矿细度条件试验 分别取3 0 0 9 试验样加水5 0 0 m l 在试验用的 X M Q 2 4 0 9 0 锥形球磨机中分别磨矿，其磨矿时间 不同，捕收剂油酸用量为2 0 0 9 ／t ，N a 2 C 0 3 为矿浆调 整剂，保持矿浆p H 9 ～1 0 ，抑制剂为酸化水玻璃与Y 和添加剂A 组合，其中酸化水玻璃为水玻璃浓硫 酸水 1 0 1 0 1 0 0 ；经过一次粗选、五次精选得产品 萤石精矿。磨矿细度试验结果见表3 。 表3磨矿细度试验结果／％ T a b3T h er e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t ／％ 由试验结果可见磨矿细度为7 5 ％～8 7 ％～7 4 肛m 是比较理想的，在考虑磨矿能耗情况下，选取磨 矿细度为一7 4 ／』m8 3 ％。 2 ．5 捕收剂种类及用量条件试验 比较了现场油酸、烷基硫酸钠⋯、卜7 3 3 皂[ 2 ] 2 ， 浮选时油酸泡沫比较实、易于消泡，而用烷基硫酸钠 和卜7 3 3 皂时泡沫十分丰富，但泡沫不实、不易消 泡，泡沫输送比较困难，且公司库存大量的油酸，油 酸的回收率相对要高，捕收力要强。为了适合公司 的实际生产条件，决定选用油酸作为萤石矿的捕收 剂，并对其用量作了条件试验，试验时油酸用量为变 量，其它条件不变。其试验结果如表4 。 表4油酸用量试验结果 T a b4T h ed o s a g et e s tr e s u I I t so fo l e i ca c i d ／％ 由表4 结果可知，随着油酸用量的增加萤石的 回收率迅速提高，同时C a C 0 3 的含量也随之增加， 精矿主品位下降，产品不合格。于是选取捕收剂用 量为2 4 0 9 ／t 。 2 ．6 抑制剂配比与用量试验 该试验时磨矿细度～7 4 ／_ t i n 为8 3 ％，粗选矿浆 万方数据 2 0 0 4 年第2 期 李少元等某含碳酸盐萤石矿选矿试验研究 ．4 9 ． 一 p H 值保持在9 ～1 0 ，油酸用量为2 4 0 9 ／t ，经过一次 粗选、五次精选得产品萤石精矿，抑制剂配比用量试 验结果如表5 ，其中M Y A 代表酸化水玻璃、抑制 剂Y 与添加剂A 质量配比。 表5抑制剂配比试验结果 T a b5T h et e s tr e s u l t so fd e p r e s s a n t sc o m p o u n d e di n d i f f e r e n tq u a l i t yr a t i o ／％ M Y A 0 ．4 0 ．8 0 ．5 0 ．5 0 ．5 0 ．3 0 ．5 0 ．2 ／ k g t1 0 ．0 5 0 ．0 50 ．0 50 ．0 5 Q 酗含量／％0 ．4 40 ．60 ．7 21 ．4 9 C a F 2 含量／％ 9 8 ．89 8 ．79 859 7 ．8 萤石回收率／％ 5 4 6 5 ．37 6 ．4 58 2 ．1 5 由表5 可见，取抑制剂用量配比为0 ．5 0 ．3 0 ．0 5 时效果比较好。酸化水玻璃酸化度试验，酸化时采用 浓硫酸 分析纯 ，其配比H S O 代表酸化水玻璃中 水玻璃浓硫酸水的体积比，其试验结果如表6 。 表6 水玻璃酸化度试验结果 T a b6T h et e s tr e s u l t so fs o d i u ms i l i c a t ei nd i f f e r e n t a c i d i t y ／％ c a x h 含量，”、0 ．7 6 0 ．80 ．7 91 ．5 4 C a F 2 含量／％ 9 8 69 8 ．89 8 ．7 69 7 ．5 重互旦堕空 兰 箜墅堑 从表6 结果可知酸化水玻璃酸化度为4 1 4 0 效 果是比较好的，且此配比酸化水玻璃不会形成凝胶， 始终保持为溶液状态，当其酸化比为1 1 1 0 或1 0 ．5 1 0 时容易形成硅酸凝胶而无法流动，酸化度太低 时，选择性抑制效果变差。所以选用酸化水玻璃酸化 度为4 1 4 0 ，既便于生产应用，选择性抑制作用也强， 同时在精选时分别补加少量的组合抑制剂十分重要。 2 ．7 综合条件试验 通过以上试验，最后综合以上各条件进行了综 合条件的两组平行验证试验，其条件为磨矿细度 一7 4 p t m8 3 ％，粗选矿浆浓度2 5 ％，p H 9 ～1 0 ，油酸 用量为2 4 0 9 ／t ，抑制剂酸化水玻璃酸化度为4 1 4 0 ，组合抑制剂用量为M Y A 0 ．5 0 ．3 0 ．0 5 ，最 后精选产品回收率分别为8 4 ．5 6 ％和8 5 ．7 ％ C a C 0 3 含量小于1 ．0 ％，C a F 2 含量大于9 8 ％。 3结语 1 ．该公司的原矿为碳酸盐类萤石富矿，矿物组 成简单，为萤石、方解石、石英；萤石与方解石、石英共 生关系密切，且方解石与萤石的可浮性极其相似，浮 选分离十分困难，普通药剂制度根本不能分选，只能 寻求具有特殊选择性抑制效果的药剂及药剂组合。 2 ．由于萤石与方解石、石英嵌镶关系复杂，矿 石较富；所以考虑细磨，以便于矿石的单体解离，但 同时又由于方解石硬度要比萤石低，方解石极易过 磨，而恶化后续浮选作业，并影响产品质量和选矿指 标。所以必须控制好磨矿细度。 3 ．本试验通过大量的研究工作，选出了对方解 石具有特殊选择性抑制作用的抑制剂组合，并取得 了良好的技术经济指标，回收率达8 5 ％以上，充分 利用了矿产资源。 4 ．经济效益显著，原矿资源由原来无法利用变 为可以利用，增加了选矿厂的后备资源，可扭转选矿 厂资源短缺的不利局面，如处理量按l O O t ／d ，回收 率按8 5 ％，产品按现行价6 0 0 元／t 计算，年可创经 济效益2 5 0 多万元。 5 ．该抑制剂价廉易得，易于添加与操作控制。 参考文献 [ 1 ] A 尤卡尔．萤石浮选中捕收剂的吸附机理[ J ] ．国外金 属矿选矿，2 0 0 3 ， 7 2 1 2 4 ． [ 2 ] 孟宪毅．印度某萤石矿选矿工艺研究[ J ] ．有色金属 选 矿部分 ，1 9 9 9 ， 3 1 3 1 5 ． [ 3 ]中国有色金属冶金手册[ M ] ．北京冶金工业出版社． [ 4 ] 胡为柏．浮选[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 9 ． [ 5 ] 周基校，李长根．柿竹园钨钼铋萤石矿多金属矿的选矿 工艺发展[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，1 9 9 9 ， 2 7 一1 2 ． T H ET E S TR E S E A R C HF o RP R O C E S S I N GF L U o R I T EO R E 0 0 N T A I N I N GC A R B O N A T EM I N E R A I S L IS h a o y u a n ，Z H A N GG a o m i n g G a o l o n gG o l dM i n i n gL i m i t e dC o r n p a n y ，T i a n l i nC m a n g x i5 3 3 3 1 2 ，C h i n a A B 汛A C T A c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n c eo fm i n e r a lp r o p e r t y ，f l o t a t i o nt e s t sh a v eb e e nd o n et os e p a r a t e f l u o r i t ef r o m c a r b o n a t em i n e r a l s ．T h r o u g hl a r g en u m b e r so ft e s t ，t h e d e p r e s s a n tw h i c hc a nd e p r e s se f f e c t i v e l yc a r b o n a t em i n e r a l s 下转第4 页 万方数据 4 有色金属 选矿部分 2 0 0 4 年第3 期 要为自然银、金银矿、银金矿和辉银矿，此外，原矿中 还伴生有少量的金，金平均含量为0 ．7 6 9 ／t ，未达到 独立开采的亡业指标要求，但应考虑综合回收。 综上所述，该氧化银矿矿石工艺类型应视为含 砷 锑 高度氧化型银矿石。 6结论 通过对原矿进行的系统而全面的物质组成研 究，得到以下结论 1 ．原矿中黏土矿物含量较高，疏松易碎，在矿石 破碎磨矿过程中易产生泥化，将会对浮选工艺和全 泥氰化浸出j 【艺产生很强的负面影响。 2 ．原矿中有害杂质金属含量较高，砷平均含量 达1 ．1 5 ％，主要含砷矿物为氧化次生的臭葱石，毒 砂含量较低。原矿中锑含量也较高，锑平均含量为 0 ．4 ％，主要含锑矿物为自然锑和锑华。原生金属硫 化矿氧化程度很高，氧化率高达9 0 ％。矿石工艺类 型应视为含砷 锑 高度氧化型银矿石。 3 ．原矿中银平均含量为3 9 6 ．8 3 9 ／t 。原矿中的 银矿物以自然银为主，其次是辉银矿、银金矿和金银 矿。银矿物平均粒径为0 ．0 4 6 8 m m ，其中呈微细粒 嵌布的银矿物含量高达4 0 ．9 9 ％。原矿中自然系列 银矿物以粒间嵌布为主，其次为包裹嵌布，少量为裂 隙嵌布。嵌布于粒间和裂隙中的银矿物相对含量合 计为6 0 ．2 4 ％，这部分银矿物在矿石破碎磨矿过程 中较易实现解离，能得到较好的分选回收；包裹于脉 石和褐铁矿中的自然银相对含量较大，合计为 3 9 ．7 6 ％，这部分自然银大都呈微细粒嵌布，在常规 破碎磨矿过程中难以充分单体解离，因而难以得到 有效回收。 4 ．原矿中金含量很低，平均只有0 ．7 6 9 A ，未达 到独立开采的工业标准要求，但在分选回收银矿物 时应考虑尽可能多地综合回收金。主要金矿物为自 然金、银金矿和金银矿。 彻R E 哑瞄R C H FP 】烈X 鹚M 町虹诹A U [ Ⅳa 口姆圳m 锄Y 吲皿S 】L v E R 僦 Y A N G J i u l i u ， f l e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 0 0 4 4 ，C h i n a A B 瓣A C T B ym e a n so fe x a m i n a t i o no fr o c ka n do r ea n dh e a v ys a n d ，X r a ya n a l y s i s ，s p e c t r a la n a l y s i sa n dc h e m i c a l a n a l y s i s ，p r o c e s sm i n e r a l o g yo fr u n o f m i n eo r ei sr e s e a r c h e ds y s t e m i c a l l ya n dr o u n d l y ．T h er e s e a r c hr e s u l t s s h o wt h a tt h er u n o f m i n eo r eb e l o n g st oh i g h l yo x i d i z e ds i l v e ro r ec o n t a i n i n gA sa n dS b ．T h ea v e r a g ed i s s e m i n a t i o ns i z eo fs i l v e rm i n e r a l so fr u n o f ～m i n eo r ei s0 ．0 4 6 8 m m ，a n dt h ec o n t e n to fs i l v e rm i n e r a l sd i s s e m i n a t e di ns u b s i e v es i z ei s4 0 ．9 9 ％．T h en a t u r a ls i l v e rm i n e r a l so fr u n o f m i n eo r ed i s s e m i n a t e dm a i n l yi ni n t e r p a r t i c l e ，s e c o n d l yi ni n c l u s i o n ，a n dal i t t l ei nf l a w ．T h en a t u r a ls i l v e ri n c l u d e di ng a n g u ea n dl i m o n i t ei sr e l a t i v e l yh i g ha n dv a l u e st o t a l l y3 9 ．7 6 ％．M o s to ft h ei n c l u s i o ns i l v e rm i n e r a l sd i s s e m i n a t e di ns u b s i e v es i z e ．a n d a r ed i f f i c u l tt ob el i b e r a t e df u l l yb yc o m m o nc r u s h i n ga n dg r i n d i n g ．a n dS Oa r ed i f f i c u l tt ob er e c o v e r e de f f e c t i v e l y ． K E YW O R D S o x i d eo r e ；s i l v e ro r e ；s u b s i e v es i z e 督邑舍占畲e 口也，M 仝巴舍巴合 ，令 ，斗0 ，} 0 仝巴全 ，斗，斗￡舍，} S ，令，斗巴舍，≈全，} ／≯舍詹吧舍0 舍 ．全 舍舍 舍舍，＼舍巴舍金，≈巴仓信吧金仓 店吧疗过疗吧信也 上接第4 9 页 c o n t a i n e di nf l u o r i t eo r es u c ha sc a l c i t e ，e t c ，h a sb e e nf o u n do u t ．B yu s i n gt h i sd e p r e s s a n t ，f l u o r i t ec a nb es e p a r a t e ds u c c e s s f u l l yf r o mc a l c i t e ．T h et e s tr e s u l t ss h o wt h a t ，h i g hg r a d ef l u or i t ec o n c e n t r a t ew h i c hc o n t a i n sC a F 2 o v e r9 8 ％a n dc a c 0 3l e N st h a n1 ．0 ％，c a nb ea c q u i r e db yu s i n gf l o t a t i o np r o c e s s ，a n dt h er e c o v e r yo fC a F 2i s m o r et h a n8 5 ％． K E YW O R D S f l u o r i t e ；c a l c i t e ；d e p r e s s a n t ；f l o t a t i o np r o c e s s 万方数据