山东某榴辉岩矿综合利用研究.pdf

2 0 1 4 年第6 期有色金属 选矿部分 5 9 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j A s s n ．2 0 1 4 ．0 6 ．0 1 5 山东某榴辉岩矿综合利用研究 魏健1 一，张军1 一，王丽1 一，周鑫1 一，王志明1 一，殷继广1 ，2 1 ．山东省地质科学实验研究院，济南2 5 0 0 1 3 ；2 ．山东省金属矿产成矿地质过程与 资源利用重点实验室，济南2 5 0 0 1 3 摘要根据矿石物化特性，采用磁i 椒选浮选重选磁选联合工艺流程进行了实验室小型闭路试验，最终得 到金红石精矿以及石榴子石、绿辉石、石英一云母粉等产品，从而使该榴辉岩矿得到整体开发利用，能够使矿山生产达到无 尾矿排放。 关键词磁选；重选；浮选；综合利用 中图分类号T D 9 5 4 ；T D 9 7文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 4 0 6 - 0 0 5 9 - 0 3 S t u d yo nC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o no faF 把l o g i t eO r ei nS h a n d o n g 唧J ／a n J 一，Z 础ⅣGd u n I 一，砌ⅣG 弘嚣，Z 日0 U 蜀n I 一， W A N G Z h i m i n g J 霉．1 r 1 NJ i m m n a l t 矗 J ．S h a n d o n gG e o l o g i c a lJ s 庇n c 嚣I n s t i t u t e ，J i n a n2 5 0 0 1 3 ，C h i n a ；2 ．K e yL a b o r a t o r yo f G e o l o g i c a lM i n e r a l i z a t i o nP r o c e s s e so fM e t a lM i n e r a l sa n dR e s o u r c e sV i t a l i z a t i o ni n S h a n d o n gP r o v i n c e ，J i n a n2 5 0 0 1 3 ，C h i n a A b s t r a c t T oc o m p r e h e n s i v e l yu t i h z et h ee c l o g i t eo r ea n da c h i e v et h ea i mo fn o n d i s c h a r g eo fr a i l i n g s i np l a n t ，a c c o r d i n gt ot h ep h y s i c o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c so fm i n e r a l s ，t h ee x p e r i m e n tu s e dt h et e c h n o l o g y o fm a g n e t i c - g r a v i t y - f l o t a t i o n - g r a v i t y - m a g n e t i cs e p a r a t i o n ，f i n a l l yo b t a i n e dr u t i l ec o n c e n t r a t e ，a n do b t a i n e d t h ep r o d u c to fg a r n e t ，o m p h a c i t e ，a n dq u a r t z - m i c ap o w d e r ． K e yw o r d s m a g n e t i cs e p a r a t i o n ；g r a v i t ys e p a r a t i o n ；f l o t a t i o n ；c o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o n 山东省某榴辉岩矿主要含有石榴子石、金红 石、绿辉石及白云母等有用矿物。其中的金红石是 一种主要的含钛金属矿物，是提炼钛的最好原料， 主要用于生产钛白粉、电焊条涂层，是高温、高压 部件的优质材料，广泛应用于国防、机械、化工、 建筑材料等诸多行业，其共生的石榴子石可作为高 级研磨材料，绿 透 辉石可作为陶瓷原料。目前已 查明矿石资源量70 0 0 万t 左右，金红石资源量达 1 2 0 万t 左右，按金红石精矿T i 0 2 含量8 5 ％、回收 率5 0 ％、精矿58 0 0 元A 计，仅金红石精矿价值近 3 4 亿元，况且矿石中的石榴子石、绿辉石、白云 母都是很好的非金属矿物原料，经过提纯、加工都 能得到较好的综合利用。 1 矿石性质 1 ．1 矿石矿物组成及嵌布特征 1 ．1 ．1 矿石矿物组成 该矿石为榴辉岩类矿石，矿石中金属矿物主要 有金红石及少量钛铁矿和磁铁矿。脉石矿物主要有 石榴石、绿辉石、白云母、石英及少量的角闪石和 斜长石等。 1 ．1 ．2 矿石中主要矿物嵌布特征 1 金红石呈他形粒状，红褐色，分布于其它 矿物粒间或被包含，粒度一般0 ．0 5 ～0 ．4m l T I 。 2 石榴子石是一种含铁硅酸盐矿物，呈红棕 色，他形粒状，裂纹发育，与其它矿物呈镶嵌分 布，粒度一般0 ．3 ～2l n n l ，有的大于2l n n l 。 3 绿辉石是一种含有铁、钙、镁等的硅酸盐 矿物，是透辉石和硬玉之问变种，其成分介于透辉 石和硬玉，呈绿色，他形粒状及柱状，分布于石榴 子石粒间，粒度一般0 ．1 ～2l n l n ，有的沿裂隙及解 理有风化分鹪现象，有的颗粒边缘被角闪石交代。 基金硬目山东省地质勘查项目 鲁勘字 2 0 H 5 7 号 收稿日期2 0 1 仙1 1 4修回日期2 0 1 4 - - 0 9 - 2 2 作者简介魏健 1 9 6 7 - 男。山东东营人。高级工程师，主要从事矿产开发应用研究工作。 万方数据 6 0 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第6 期 4 其它矿物。石英呈他形粒状，局部呈透镜 状集合体，分布于其它矿物粒间，粒度一般0 ．3 ～2 n l n l 。白云母呈片状分布于其它矿物粒间，片长一 般0 ．2 ～1m i l l 。角闪石局部可见，分布在绿辉石边 缘。斜长石局部可见，他形粒状，分布在其它矿物 粒间，可见聚片双晶。钛铁矿少量，呈他形粒状， 表1 T a b l e1 零星分布，粒度一般0 ．0 5 ～0 ．1m m 。磁铁矿少量， 呈他形粒状，零星分布，粒度一般0 ．0 5 ～0 ．0 3m m 。 1 ．2 矿石的化学多项分析 矿石的化学多元素分析结果见表1 。 1 ．3 矿石中金红石物相分析 矿石中金红石物相分析结果见表2 。 矿石的化学多元素分析结果 M u l t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l to fr u n - o f - m i n eo r e 元素 S i O zA J d 0 3F e 2 0 ，K 2 0N a 2 0 C a OF e O T i O S M s O_ c 戎1 舔厂夏芦百i 广i F 石万 含量4 6 ．9 01 5 ．3 23 ．3 20 ．3 02 ．8 51 0 ．1 79 ．1 61 ．5 10 ．0 1 36 ．4 81 ．3 00 ．4 2 1 ．61 6 8 21 1 1 ．45 2 ．6 8 1 单位为卧。 表2矿石中金红石物相分析结果表4 T a b l e2 A n a l y s i sr e s u l to fr u t i l ep h a s ei nt h eo r e ／％T a b l e 2 选矿试验研究 本试验工艺以选金红石为主线，在选别过程中 通过磁选、重选和浮选，分批逐次分离出石榴子 石、绿辉石、石英一云母粉产品。 2 ．1 原矿磁选条件试验 根据矿物的比磁化系数差异，采用磁选提取磁 性较强的大部分解离的粗粒石榴子石，从而使金红 石得到富集。 主要进行了磨矿细度和磁场强度试验。将原矿 磨矿至细度一7 4 斗m 分别为2 9 ．5 ％、3 6 ．9 ％、4 6 ．1 ％ 进行了磨矿细度试验，采用磁场强度分别为1 、 1 ．1 、1 ．2T 进行了磁场强度试验。通过磨矿细度和 磁场强度试验，最终确定的最佳试验条件为磨矿 细度一7 4 m 为4 6 ．1 ％、磁场强度1 ．0T ，试验结果 见表3 。 表3磁选试验结果 T a b l e3R e s u l to fm a g n e t i cs e p a r a t i o ne x p e r i m e n t1 ％ 2 ．2 磁选尾矿摇床重选试验 根据矿物的密度差异，采用摇床分离出磁选尾 矿中大部分解离的绿辉石和石英一云母粉。使混合 精矿中的金红石得到进一步富集。摇床重选试验结 果见表4 。 石榴子石尾矿摇床重选试验结果 4R e s u l to ft a b l ec o n c e n t r a t i o ne x p e r i m e n to n g a r n e tt m l i n g s ／％ 2 ．3 浮选及闭路流程试验 为了提高金红石品位，尽可能回收金红石，在 磁选摇床选别的基础上，将摇床的混合精矿再 磨，采用两次粗选、一次扫选，进一步分离绿辉 石。浮选粗精矿进行再磨，采用三次精选、精选混 合中矿再次扫选，目的是最大限度回收粗粒金红 石。由于金红石粒度较细，和石榴子石紧密共生， 密度差异较小，可浮性相近，且在浮选磨矿中产生 的石英一云母细泥都随浮选进入金红石精矿产品中， 导致金红石浮选精矿T i O 含量偏低，因此必须用 摇床脱泥，磁选分离石榴子石。 最终工艺试验条件及流程见图1 ，试验结果见 表5 ，产品主要矿物含量见表6 。 表5最终工艺试验结果 T a b l e5R e s u l t so ff i n a lt e c h n o l o g i c a le x p e r i m e n t ／％ 3 矽物产品i 要菔黑 金红石呈黑红色，是含钛的主要矿物，是生产 钛白粉，金属钛及其氧化物、合金产品的主要矿物 来源。 蒜 万方数据 2 0 1 4 年第6 期魏健等山东某榴辉岩矿综合利用研究 6 l 表6 ’1 1 日I b l e6 F i g ．1 F l o w s h e e to ff i n a lt e c h n o l o g i c a le x p e r i m e n t 主要矿物含量 C o n t e n to fm a i nm i n e r a l s ，％ 产品名称金红石石榴子石绿辉石石英云母合计 金红石精矿 9 s5 1 0 0 石榴子石精矿 9 63l 1 0 0 绿辉石精矿 9 541 1 0 0 石英一云母粉8 51 5 1 0 0 产品石榴子石矿物含量9 6 ％，主要应用于喷 砂、自由研磨、树脂磨具、涂附磨具、功能性填 料、过滤介质、水力切割等领域。产品绿辉石矿物 含量9 5 ％，主要用于水的过滤介质；跑道的防滑路 面，外墙涂料等领域。石英一云母粉呈土色，主要 含有石英及云母，粒度较细，其产品作为填料主要 下转第8 7 页 万方数据 2 0 1 4 年第6 期叶岳华等高效捕收剂B K 4 0 4 在铜硫矿选矿中的应用研究 盯 4 ．3 现场工业试验研究 在实验室小型试验的基础上，进行了现场工业 试验，获得了较好的试验指标。目前，B K 4 0 4 已经 在该矿生产中成功应用，现场生产采用的工艺流程 为优先浮选铜选硫一浮选尾矿弱磁选铁的先浮后 磁的联合工艺流程。获得的生产指标为铜精矿含 铜2 2 ．3 ％、铜回收率8 8 ．9 ％，硫精矿含硫4 0 ．6 ％、硫 回收率5 7 ．8 ％，够带晰铁7 0 ．6 ％、铁回收率9 2 ．1 ％。 5 结论 1 从以上试验研究结果可以看出，使用 B K 4 0 4 时，能获得的粗精矿铜回收率均较使用黄药 或Z 一2 0 0 时要高，同时硫上浮率较低，说明B K 4 0 4 对铜具有良好的选择性。 2 通过试验研究发现，B K 4 0 4 与黄药、Z - 2 0 0 等硫化铜矿常规药剂相比，具有泡沫稳定、过程易 控制、选择性好、捕收能力适宜的优点。 3 B K 4 0 4 是北京矿冶研究总院近年研制和应 用的一种高效铜硫矿捕收剂，是一种酯类药剂，油 状液体，具有流动性好、使用添加方便、化学性质 稳定等特点。 4 B K 4 0 4 目前已经在澳大利亚某铜硫矿、西 藏某铜矿的生产实践中成功应用。适宜在国内外铜 硫矿、铜钼矿等同类矿山选矿生产实践中广泛应用。 参考文献 [ 1 ] 李杰，钟宏，刘广义．硫化铜矿石浮选捕收剂的研究 进展[ j I ．铜业工程，2 0 0 4 4 1 5 1 8 ． [ 2 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M l 北京冶金工业出版社， 1 9 8 4 3 孓3 7 ． [ 3 ] 孙志健，程新朝．新型捕收荆B K - 3 3 0 优先浮选黄铜矿 的研究[ J ] ．矿冶，2 0 0 7 ，1 6 2 5 8 ． [ 4 ] 陈小丹．黄药在浮选领域的应用[ J ] ．广东化工，2 0 1 2 ，3 9 6 3 3 7 ． [ 5 ] 翟新朝，周高云。李绍民，等．新捕收剂B K - 3 3 0 优化选矿流 程结构的研究[ J ] ．矿冶，2 0 0 7 ，1 6 1 2 2 - 2 7 ． 一 ／玉 ，仝 ，全 ／仝 ／夺 ／仝 ／；、 ，孙／套 ／佘 ／佘 ，玉 ／斗 ／斗 ／夺 ／佘 ，昏 ，a ／；、 ／玉 厅、 ／孙 ／n ／乱 ／斗 ‘ ／小 ／≈ ／；、 卜 ／玉 ，，孙 ／≯ 上接第6 l 页 应用于涂料、油漆、塑料、油毡、造纸等行业，提 高抗腐蚀性、坚韧性和密实性、强度。 4 结论 1 金红石粒度较细，分布于其它矿物颗粒间， 且部分包含于其它矿物中，要使金红石单体解离， 必须细磨，从而使细粒金红石流失到尾矿中，导致 金红石精矿回收率偏低。 2 根据榴辉岩中主要矿物的密度、比磁化系 数及可浮性的差异，采用磁选重选一浮选重 选磁选工艺，可以使石榴子石、绿辉石、石英一 云母粉在不同的选别阶段逐步分离，同时在最大 限度回收金红石的条件下，获得较高品位的金红石 精矿。 3 通过该工艺流程，可以使榴辉岩矿全部生 产出金红石、石榴子石、绿辉石精矿及石英一云母 粉4 种具有高附加值工业产品，从而使该矿生产达 到无尾矿排放。 4 该工艺的新颖和创新点是采用磁选、重选、 浮选循环选别流程，可以有效地减少浮选精选次 数，有利于提高金红石精矿品位，最大限度的减少 金红石在尾矿中的流失。 参考文献 [ 1 ] 吴贤，张健，康新婷．我国金红石资源分布、开发及 技术现状[ J ] ．稀有金属，2 0 0 7 6 1 4 6 1 5 0 ． [ 2 ] 朱建光，周菁．钛铁矿、金红石和稀土选矿技术[ M ] ．长 沙中南大学出版社，2 0 0 9 9 6 - 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