某低品位云母—长石型铷矿浮选试验研究.pdf

2 0 1 7 年第3 期 有色金属 选矿部分 5 5 d o i l O ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 7 ．0 3 ．0 1 2 某低品位云母一长石型铷矿浮选试验研究 李向益1 ’2 ，单勇1 ’2 ，曾茂青1 ’2 ，蓝冬妮1 ’2 ，孙广周1 ，2 1 ．国土资源部昆明矿产资源监督检测中心，昆明6 5 0 2 1 8 ；2 ．国土资源部三江成矿作用及 资源勘查利用重点实验室，昆明6 5 0 2 1 8 摘 要某低品位云母一长石型铷矿原矿品位R b 2 00 ．1 1 ％。为了回收该铷矿资源，采用浮选回收含铷长石、云母从而 回收铷。试验研究结果表明，在酸性条件下，通过云母和部分易浮长石混合浮选一难浮长石浮选的闭路试验流程，可获得混 合精矿品位为R b 2 00 ．3 1 0 6 ％，回收率为5 4 ．2 4 ％，长石精矿品位为R b 2 00 ．2 3 1 1 ％，回收率为3 7 ．0 8 ％，总铷精矿品位为R b 2 0 0 ．2 7 2 5 ％，回收率为9 1 ．3 2 ％的技术指标。 关键词铷；云母；长石；浮选 中图分类号T D 9 5 5 ；T D 9 2 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 3 - 0 0 5 5 - 0 5 E x p e r i m e n t a lR e s e a r c ho nF l o t a t i o no fL o wG r a d eR u b i d i u mi nM i c a ．f e l d s p a rO r e L IX i a n g y i i ”，S H A NY o n g i ”，Z E N GM a o q i n g i ”，L A ND o n g n i i ，- ，S U NG u a n g z h o u | ’2 J ．K u n m i n gM i n e r a lR e s o u r c e sS u r v e i l l a n c eT e s t i n gC e n t r e ，M i n i s t r yo fL a n da n dR e s o u r c e s ，K u n m i n g6 5 0 2 1 8 ， C h i n a ；2 ．K e yl a b o r a t o r yo fG e o l o g i c a lM e t a l l o g e n e s i sa n dM i n e r a lR e s o u r c e sU t i l i z a t i o ni nS a n j i a n g R e g i o n ，M i n i s t r yo fL a n da n dR e s o u r c e s ，K u n m i n g6 5 0 2 1 8 ，C h i n a A b s t r a c t T h eR b 20g r a d eo fal o w - g r a d em i c a f e l d s p a r - t y p er u b i d i u mo r ei s0 ．11 ％．F l o t a t i o ne x p e r i m e n t s w e r ec a r r i e do u tt or e c o v e rt h er u b i d i u mi nf e l d s p a ra n dm i c a ．T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h em i x e dc o n c e n t r a t eo fm i c a a n df e l d s p a rw i t hR b 2 0g r a d i n ga t0 ．3 1 0 6 ％a n dr e c o v e r yo f5 4 ．2 4 ％，a n dt h ec o n c e n t r a t eo ff e l d s p a rw i t hR b 2 0 g r a d i n ga t0 ．2 3 11 ％a n dr e c o v e r yo f3 7 ．0 8 ％w a sa c h i e v e d t h r o u g ht h ew h o l ec l o s e d t r i a l ．w h i c hw a sb u l k p r e f e r e n t i a lf l o t a t i o no ft h em i c aa n dt h ee a s y f l o a t i n gp a r to ff e l d s p a r ，t h e nf l o t a t i o no fo t h e rf e l d s p a ri nt h ea c i d i c c o n d i t i o n ．T h eg r a d ea n dr e c o v e r yo fR b 2Oi nt h ea l lc o n c e n t r a t ei s0 ．2 7 2 5 ％a n d9 1 ．3 2 ％r e s p e c t i v e l y ． K e yw o r d s r u b i d i u m ；m i c a ；f e l d s p a r ；f l o t a t i o n 铷作为一种稀有碱金属元素，具有优异的物理 化学性能和光电性能，素有“长眼睛”的金属之 称引。目前铷主要应用于高科技领域，8 0 ％的铷用 于开发高新技术，仅有2 0 ％的铷用于电子器件、特种 玻璃和催化剂等传统应用领域旧J 。 铷在地壳中的丰度为5 ．1 1 0 ～～3 ．1 1 0 一， 平均为0 ．0 2 8 ％。铷资源丰富，但分布极其分散，至 今尚未发现独立铷矿物。我国铷资源具有品位低、 矿床类型多，独立矿床少、分布广和开发难度大等特 点，目前我国铷资源主要是从固体铯榴石和锂云母 等金属产出时得到副产物及其从盐湖、卤水中提取 铷【3 圳，然而赋存在其它矿物 如云母、长石 中的铷 资源提取难度较大“ 引。因此实现含铷云母、长石的 初步富集是合理利用铷资源的关键。近年来，随着 高新技术的发展，铷的应用领域不断拓展“ 剖，因此， 收稿日期2 0 1 6 ．1 2 1 2修回日期2 0 1 7 - 0 3 1 2 作者简介李向益 1 9 8 7 - ，男，云南宣威人，硕士，工程师。 加强铷资源初步富集和提取工艺研究意义重大。 针对低品位云母一长石型铷矿，尊重矿物天然 可浮性规律，在酸性条件下将易浮的云母和部分长 石优先一起混合浮出 即浮选工艺流程中的混浮部 分 ，剩下较难浮的长石则采用氟化钠进一步活化， 再采用十二胺和氧化石蜡皂7 3 1 作为捕收剂将其浮 出 即浮选工艺流程中的长石浮选部分 ，最终实现 含铷云母、长石与脉石矿物石英、高岭石的有效分 离，铷得到初步富集。 1 矿石性质 1 ．1 原矿化学成分及铷物相分析 原矿主要化学成分及铷物相分析结果见表1 和 表2 。 万方数据 5 6 - 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第3 期 表1 、表2 结果表明，原矿R b 0 品位为0 ．1 1 ％， 主要赋存在钾长石、斜长石和绢一白云母中，分布率 分别为5 5 ．4 5 ％和3 8 ．1 8 ％。 1 ．2 矿石矿物组成及嵌布特征 矿石构造主要为块状构造，主要结构为半自 形一它形粒状结构、显微鳞片一片状结构，部分结构 为包含结构、交代结构。 矿石矿物组成简单，主要由石英、钾长石、斜长 石、高岭石和绢一白云母组成。 矿石中的铷 R b 0 ，下同 主要以类质同象形式 存在于长石 钾长石、斜长石 和云母 绢一白云母 中；少量铷 R b 0 以类质同象或微细粒包裹体的形 式赋存在石英、高岭石中，这部分铷较难回收。矿石 中主要的载铷矿物为长石 钾长石、斜长石 和云母 绢一白云母 。 矿石中钾长石呈它形粒状，少数具格子双晶，与 斜长石、石英、白云母混杂不均匀分布，彼此呈弯 曲一平直线状镶嵌，少数被钾长石、绢云母交代，粒 度大小不等，在0 ．0 5 ～1 ．8m m 。 矿石中斜长石呈半自形柱状一它形粒状，多具 聚片双晶，与钾长石、石英、白云母等混杂分布，彼此 呈弯曲一平直线状镶嵌，部分包裹或半包裹于钾长 石中，部分绢云母化，粒度在0 ～1 ．0m m 。 矿石中白云母呈片状、绢云母呈显微鳞片状，与 它形粒状石英、钾长石、斜长石等混杂分布，少数白 云母包裹或半包裹于石英、长石中；绢云母部分集合 体呈它形粒状，选择性交代钾长石、斜长石，常沿长 石边缘分布或包裹于长石中，少数沿钾长石微裂隙 充填。嵌布粒度主要在0 ～0 ．2 5m m ，次为0 ．2 ～1 ．2 m m ，较少部分在0 ～0 ．1m m 。 矿石中主要脉石矿物石英呈它形粒状，与钾长 石、斜长石、白云母混杂不均匀分布，彼此呈弯曲一 平直线状镶嵌。少数细小颗粒石英包裹于长石中， 少部分石英粒内含白云母、电气石包体。粒度主要 在0 ．1 ～0 ．3m m 。 矿石中大多数目的矿物和脉石矿物的嵌布粒度 较粗，在磨矿中容易单体解离，有利于浮选分离，但 是高岭石和部分绢云母粒度较细，磨矿时易泥化，难 于分离，会导致最终精矿品位较低。 2 浮选试验研究 2 ．1 浮选工艺的选择 由矿石性质可知，矿石中的铷 R b 0 主要以类 质同象形式存在于钾长石、斜长石和绢一白云母中， 分布率为9 3 ．6 3 ％，铷分配较为集中。由于载铷矿物 钾长石、斜长石和绢一白云母与脉石矿物石英、高岭 石在可浮性方面存在一定差异，因此可采用浮选实 现载铷矿物和脉石矿物之间的分离，从而使铷得到 初步富集和回收。 矿石中的绢一白云母和部分长石可浮性较好， 可考虑在酸性条件下抑制石英和高岭石，浮选绢一 白云母和部分易浮的长石 即流程图中的混合浮选 部分 ，对于可浮性较差的钾长石和斜长石则采用加 入氟化钠进一步活化再浮选的方法回收 即流程图 中的长石浮选部分 。 2 ．2 主要工艺条件优化试验 2 ．2 ．1 磨矿细度条件试验 在浮选过程中为了保障目的矿物单体充分解离 而又不至于过磨泥化，获得较好的选别指标，磨矿细 度极为关键。为了确定适宜的磨矿细度，在其它条 件固定不变的情况下 如图 ，分别考查一7 4 仙m 含 量为5 5 ％、6 5 ％、7 5 ％、8 5 ％和9 5 ％五个不同磨矿细 度对铷浮选效果的影响。磨矿细度条件试验流程见 图1 ，试验结果如图2 。 万方数据 2 0 1 7 年第3 期李向益等某低品位云母一长石型铷矿浮选试验研究 5 7 铷精矿 图1磨矿细度条件试验流程 F i g ．1F l o w s h e e to fc o n d i t i o n i n gt e s to nt h eg r i n d i n gf i n e n e s s 图2 磨矿细度对铷浮选指标的影响 F i g ．2 E f f e c t so fg r i n d i n gf i n e n e s so nt h e s e p a r a t i o ni n d e xo fR br o u g h i n g 由图2 可知，随着磨矿细度的变细，铷精矿品位 逐渐升高，而回收率则先上升后趋于稳定。因此，综 合考虑铷精矿品位、回收率和磨矿成本考虑，适宜的 磨矿细度为一7 4 斗m 含量为7 5 ％。 2 ．2 ．2 混合浮选粗选条件试验 混合浮选作业主要任务是浮选绢一白云母和部 分可泽陛较好的长石，而可浮性较差的长石则由后 续长石浮选作业来完成。混合浮选粗选条件试验流 程如图3 。 原矿 图3混合浮选粗选条件试验流程 F i g ．3 F l o w s h e e to fc o n d i t i o n i n gt e s to nt h e b u l kf l o t a t i o n 1 硫酸用量条件试验 合理的矿浆p H 值是实现目的矿物云母和长石 与脉石矿物石英分离的关键。硫酸是作为脉石矿物 抑制剂和p H 值调整剂，在硅酸盐矿物浮选分离过程 中具有重要作用。在磨矿细度为一7 4 斗m 含量为 7 5 ％，捕收剂十二胺用量为4 0 0g ／t 的条件下，对硫 酸用量进行条件试验，考查硫酸用量对混浮铷粗精 矿选别指标的影响，硫酸用量分别2 ．4 p H 值 3 ．1 7 、2 ．8 p H 值2 ．6 9 、3 ．2 p H 值2 ．3 6 和3 ．6 万方数据 5 8 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第3 期 k g ／t p H 值2 ．1 7 。硫酸用量试验流程图见图3 ，试 验结果如图4 。 图4 硫酸用量对铷混浮粗选指标的影响 F i g ．4 E f f e c t so fs u l f u r i ca c i dd o s a g eo nt h e s e p a r a t i o ni n d e xo fR br o u g h i n g 由图4 可知，当硫酸用量从2 ．4k g ／t 增加到3 ．2 k g ／t 时，即矿浆p H 值从3 ．1 7 下降至2 ．3 6 时，石英 的抑制作用不断加强，混合浮选粗精矿铷品位和回 收率不断提高。继续提高硫酸用量至3 ．6k g ／t 时， 混合浮选精矿铷品位和回收率基本保持不变。因 此，合适的硫酸用量为3 ．2k g ／t ，对应矿浆p H 值为 2 ．3 6 。 2 十二胺用量条件试验 在磨矿细度为一7 4 汕m 含量为7 5 ％，硫酸用量 3 ．2k g ／t 的条件下，对混合浮选作业粗选捕收剂十二 胺用量进行条件试验，试验流程见图3 ，试验结果见 图5 | _ 一睃川k } ／ g ‘1 ‘’ 图5十二胺用量对铷混浮粗选指标的影响 F i g ．5 E f f e c t so fd o d e c y l a m i n ed o s a g eo n t h es e p a r a t i o ni n d e xo fR br o u g h i n g 由图5 可知，随着捕收剂十二胺用量的增加，混 合浮选精矿铷品位变化不大，而回收率呈先增加后 稳定的趋势，因此确定合适的捕收剂用量为3 0 0g ／t 。 2 ．2 ．3长石粗选捕收剂用量条件试验 原矿经一次粗选、一次扫选选别后，混合浮选尾 矿R b ，0 品位为0 ．0 6 4 5 ％，损失率为4 4 ．0 3 ％，损失 较多。对该尾矿进行磨片镜下观察，发现还含有较 多的载铷长石矿物 主要为斜长石，部分钾长石 ，此 部分长石属较难浮矿物。因此对该尾矿中的长石采 用氟化钠进一步活化后浮选，以提高铷的总回收率。 长石浮选粗选硫酸用量为12 0 0g ／t p H 值为2 ．2 ， 活化剂氟化钠用量为5 0 0g ／t ，捕收剂采用阳离子捕 收剂十二胺和阴离子捕收剂氧化石蜡皂7 3 1 以下简 称7 3 1 混用，经过初步对比试验研究发现，当十二胺 和7 3 1 用量比为1 1 时浮选长石效果较好。在其它 条件固定的情况下，考查长石粗选捕收剂 十二胺 7 3 1 1 1 总用量为2 0 0 、4 0 0 、6 0 0 、8 0 0g ／t 对含铷长 石浮选效果的影响。长石粗选捕收剂用量条件试验 流程见图6 ，试验结果见图7 。 原矿 含铷混浮粗精矿含铷长石粗精矿 尾矿 图6长石粗选捕收剂用量条件试验流程 F i g ．6 F l o w s h e e to fc o n d i t i o n i n gt e s tO i lt h e c o l l e c t o r sd o s a g ei nf e l d s p a rf l o t a t i o n 图7捕收剂用量对含铷长石粗选指标的影响 F i g ．7 E f f e c t so fc o l l e c t o r sd o s a g eO i lt h e s e p a r a t i o ni n d e xo fR br o u g h i n gi nf e l d s p a r 万方数据 2 0 1 7 年第3 期李向益等某低品位云母一长石型铷矿浮选试验研究 5 9 由图7 可知，随着捕收剂用量的增加，粗精矿铷 品位不断增加，回收率逐步上升后稳定。当捕收剂 总用量为6 0 0g ／t ，铷粗精矿的品位和回收率均较高， 继续增加捕收剂用量，铷回收率上升较小，因此确定 适宜的捕收剂用量为6 0 0g ／t 即十二胺3 0 0g ／t 、7 3 1 3 0 0g ／t 。 2 ．3 浮选开路及闭路试验 通过磨矿细度、混浮粗选条件、长石浮选捕收剂 用量条件试验研究，确定了较佳的磨矿细度一7 4 m 含量为7 5 ％；混浮硫酸用量为3 ．2k g ／t ，混浮十二胺 用量为3 0 0 9 ／t ；长石浮选粗选捕收剂用量为十二胺 3 0 0 l g ／t 、7 3 13 0 0g ／t 。通过浮选开路试验确定浮选流 程为混浮系统为一次粗选、一次精选、一次扫选；长 石浮选系统为一次粗选、一次精选、一次扫选。开路 试验可得含铷混浮精矿产率1 7 ．1 7 ％，品位R b 0 0 ．3 3 1 4 ％，回收率为5 0 ．5 8 ％，含铷长石精矿产率 1 4 ．1 4 ％，品位R b 2 00 ．2 5 3 8 ％，回收率为3 1 ．9 0 ％，总 铷精矿品位R b 2 00 ．2 9 6 4 ％，回收率为8 2 ．4 8 ％；尾 原矿 3结论 矿R b 2 0 品位0 ．0 1 0 2 ％，R b 2 0 损失率为5 ．1 3 ％的选 矿指标。在此基础上进行闭路流程试验，闭路试验 时中矿采取循序返回方式。试验流出如图8 ，试验结 果见表3 。 表3 闭路试验结果 T a b l e3 E x p e r i m e n t a lr e s u l t so fc l o s ec i r c u i t ／％ 闭路试验结果表明，某长石一云母型铷矿在酸 性条件下，经闭路试验流程选别后，可获总铷精矿品 位R b 00 ．2 7 2 5 ％，R b 2 0 回收率为9 1 ．3 2 ％的技术指 标。矿石中的含铷云母和长石与石英得到较好的分 离，铷得到了较好的回收。 图8闭路试验流程 F i g ．8 F l o w s h e e to fc l o s ec i r c u i te x p e r i m e n t i o n 1 矿石属于低品位云母一长石型铷矿，原矿 R b O 品位为0 ．1 1 ％，铷主要以类质同象的形式赋存 在长石 钾长石、斜长石 和云母 绢一白云母 中。 矿石主要由钾长石、斜长石、绢一白云母、石英和高 岭石组成。 下转第7 7 页 万方数据 2 0 1 7 年第3 期刘鑫等微细粒螺旋溜槽在含钒石煤选矿中的分选特性研究 7 7 G r a v i t ys e p a r a t i o no fu l t r a f i n e 一0 ．1m m m i n e r a l su s i n g s p i r a ls e p a r a t o r s [ J ] ．M i n e r a l se n g i n e e r i n g ，2 0 0 0 ，1 3 1 6 5 - 7 7 ． [ 1 5 ] 陈铁军，张一敏．全硫酸渣生产氧化球团试验研究及工 业应用[ J ] ．钢铁研究，2 0 0 5 ，3 3 1 1 - 4 ． [ 1 6 ] K A P U RPC ，M E L O YTP ．S p i r a l so b s e r v e d [ J ] ． I n t e r n a t i o n a lj o u r n a lo fm i n e r a lp r o c e s s i n g ，1 9 9 8 ，5 3 1 1 5 2 8 ． 『1 7 ] Z H A OY U N L I A N G ，Z H A N GY I M I N ，B A OS H E N X U ，e t a 1 ．S e p a r a t i o nf a c t o ro fs h a k i n gt a b l e f o rv a n a d i u mp r e - c o n c e n t r a t i o nf r o ms t o n ec o a l 『J ] ． S e p a r a t i o n a n d P u r i f i c a t i o nT e c h n o l o g y ，2 0 1 3 ，11 5 9 2 - 9 9 ． [ 1 8 ] 刘春，张一敏，包申旭，等．选择性模块对含钒石煤 单体解离的影响研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 6 5 3 9 4 4 ，8 7 ． 上接第5 9 页 2 矿石中钾长石、斜长石和白云母嵌布粒度较 粗，在磨矿过程中易于单体解离，但是部分绢云母粒 度较细，磨矿时易泥化，难于回收。 3 在酸性条件下通过“一次粗选，一次精选、一 次扫选的混合浮选和一次粗选，一次精选、一次扫选 的长石浮选”闭路流程，获得了较好的分选指标，闭 路试验可获得总铷精矿品位R b 00 ．2 7 2 5 ％，R b 0 回收率为9 1 ．3 2 ％的技术指标。。 4 试验研究结果为某云母一长石型铷矿的选矿 提供技术依据，同时为类似铷矿石的浮选分离提供 一定的参考价值。 参考文献 [ 1 ] 孙艳，王瑞江，亓锋，等．世界铷资源现状及我国铷开 发利用建议[ J ] ．中国矿业，2 0 1 3 ，2 2 9 1 1 - 1 3 ． [ 2 ] 曹耀华，高照国，王守敬，等．从某难选铷矿石中提取铷 [ J ] ．金属矿山，2 0 1 5 1 2 8 3 - 8 7 ． [ 3 ] 张周位，黄苑龄，陈丽荣．某铷矿综合回收试验[ J ] ．现代 矿业，2 0 1 5 1 8 8 - 9 0 ． [ 4 ] 单志强．广西栗木矿区多金属尾矿中铷资源回收工艺研 究[ D ] ．北京中国矿业大学，2 0 1 3 ． [ 5 ] 王威，曹耀华，高照国，等．铷、铯分离提取技术研究进 展[ J ] ．矿产保护与利用，2 0 1 3 4 5 4 _ 5 7 ． [ 6 ] 王丹，曾强，金明，等．某铷矿石选矿试验[ J ] ．金属 矿山，2 0 1 5 5 9 7 1 0 0 ． [ 7 ] 廖元双，杨大锦．铷的资源和应用及提取技术现状[ J ] ．云 南冶金，2 0 1 2 4 2 7 - 3 0 ． [ 8 ] 牛慧贤．铷及其化合物的制备技术研究与应用展望[ J ] ． 稀有金属，2 0 0 6 ，3 0 4 5 2 3 - 5 2 7 ． 万方数据