湖南某鉭鈮礦中非金屬礦回收選礦試驗研究

蔡建社

（湖南有色冶金勞動保護研究院，湖南長沙 410014）

湖南某鉭鈮礦中非金屬礦回收選礦試驗研究

蔡建社

（湖南有色冶金勞動保護研究院，湖南長沙 410014）

湖南某鉭鈮礦中含有大量的長石、云母、石英等非金屬礦物，綜合回收這些非金屬礦物，對增加經濟附加值，提高經濟效益具有十分重要的作用。試驗在研究礦石性質的基礎上，對強磁選尾礦（原礦強磁回收鉭鈮后的尾礦）采用云母浮選—長石、石英分離的浮選工藝流程，通過條件試驗、流程試驗，綜合回收有價的非金屬礦物，取得技術指標較好的云母精礦、長石精礦和石英精礦。

強磁尾礦；云母；長石；石英

湖南某鉭鈮礦經地質部門幾十年的勘探，探明該礦體礦石貯量2 000萬t，屬大型鉭鈮礦，礦體含鉭鈮浸染型花崗巖礦體，含有的主要有用金屬礦物為富錳鉭鈮鐵礦，其次有黑鎢礦、黃銅礦等，地質資料表明該鉭鈮礦中，還有數量極其龐大的長石、云母、石英等非金屬礦物，這些非金屬礦物作為鉭鈮礦重要的副產，是陶瓷、玻璃等工業的重要原料，具有寬闊的市場前景，通過科學有效的選別方法，對鉭鈮礦中的非金屬礦物進行綜合利用回收，具有極其重要的意義［1，2］。

1 原礦性質

1.1 原礦多元素分析

原礦多元素分析結果見表1。

表1 原礦多元素分析結果%

多元素分析結果表明：Ta2O5、Nb2O5含量已達到鉭鈮礦床工業品位要求。K2O、Na2O合量為5.88%，含量偏低。

1.2 原礦礦物組成及含量

采用MLA礦物自動定量檢測設備對原礦進行礦物定量檢測，結果見表2。結果表明，本礦石中鉭鈮礦物較單一，只有鉭鈮鐵礦，此外，該礦有數量略少于鉭鈮鐵礦的黑鎢礦，由于黑鎢礦的可選性與鉭鈮鐵礦十分相近，對提高鉭鈮精礦品位有一定影響［3，4］；金屬硫化礦物數量少，但種類多，包括毒砂、黃鐵礦、方鉛礦等，值得注意的是，本礦石中含硫銀鉍礦等銀礦物，應注意銀的綜合回收；其它金屬氧化物有微量磁鐵礦、褐鐵礦等；脈石礦物主要為石英、鈉長石、正長石和白云母，極少量磷灰石、金云母、石榴石等。

表2 原礦礦物定量檢測結果%

脈石礦物中石英、長石含量占80%，應考慮尾礦綜合利用。

2 非金屬礦回收試驗

在對原礦進行強磁工藝回收鉭鈮礦物后，對原礦強磁選尾礦進行綜合回收，強磁選尾礦主要是云母、長石、石英及少量硫化礦，云母以白云母為主，長石以鈉長石和正長石為主。由于三種非金屬礦物的比重基本相同，因此浮選是實現云母、長石、石英分離的有效手段。三者中長石精礦的質量要求最為嚴格，除K2O、Na2O合量需達標外，煅燒白度也是一重要指標，而提高長石煅燒白度的關鍵在于降低鐵、鈦的含量。由于云母含Fe2O3在2%左右，因此必須脫出云母，才能保證長石精礦質量。三者中云母呈片狀結構，可浮性最好，長石、石英的可浮性較為接近。因此強磁選尾礦回收的原則流程為“硫化礦浮選—云母浮選—長石、石英分離”。

2.1 云母浮選試驗

2.1.1 云母浮選pH試驗

云母的天然可浮性較好，在酸性、中性及堿性條件下均有著優異的可浮性。但試驗發現，在酸性條件下，無論使用陰離子捕收劑還是陽離子捕收劑，精礦泡沫過于疏松，不易消泡，不利于進一步精選。而在堿性條件下，精礦泡沫則較為結實，易于控制，更適合應用于工業生產。因此選擇堿性條件浮選云母。

由于云母的純度分析較為復雜，而云母、長石、石英三者中，只有云母含鐵，因此通過分析Fe2O3的含量來判斷云母的富集和走向。云母浮選氫氧化鈉用量試驗流程圖如圖1所示，試驗結果見表3。

由表3可以看出，氫氧化鈉用量在1 000 g／t時較為適宜，此時礦漿pH值在10左右。隨著氫氧化鈉用量的增加，云母浮選受到抑制。

圖1 云母浮選氫氧化鈉用量試驗流程圖

表3 云母浮選氫氧化鈉用量試驗結果

2.1.2 云母浮選混合胺用量試驗

混合胺作為云母浮選的捕收劑，其用量較為關鍵。用量過低時，云母浮選不干凈，影響長石精礦質量；用量過大時，一方面長石亦會上浮，增大長石的損失，另一方面，增加藥劑成本。云母浮選混合胺用量試驗流程圖如圖2所示，試驗結果見表4。

圖2 云母浮選混合胺用量試驗流程圖

表4 云母浮選混合胺用量試驗結果

由表4可以看出，當混合胺用量為（粗選＋掃選）100＋50 g／t時，尾礦中Fe2O3含量可降至0.2%以下，因此選擇（粗選＋掃選）100＋50 g／t用量較為合適。

2.2 長石、石英浮選分離試驗

浮選是分離石英與長石的主要方法，利用長石和石英的零電點差異（石英零電點為pH 2～3，長石零電點為pH 1.5），將礦漿pH調至2～3時，石英表面不帶電荷，而長石表面荷負電，此時添加陽離子捕收劑可浮選長石，實現長石、石英的分離。目前在工業生產尚應用的主要是傳統的有氟法（又稱氫氟酸法）、無氟有酸法。但由于氟離子會造成嚴重的環境污染，傳統的氫氟酸法正逐漸被無氟法工藝所取代。基于保護環境角度考慮，本試驗只對無氟工藝進行考察。

影響長石精礦質量主要有兩大因素：（1）K2O、Na2O含量；（2）煅燒白度。通常，K2O、Na2O含量及白度越高，長石精礦質量就越高。而本礦石的長石以鈉長石和正長石為主，其顏色為淺黃色，自然白度較低。因此長石、石英分離的原則是保證長石精礦中K2O、Na2O含量在8%以上，盡可能提高其煅燒白度。

2.2.1 硫酸用量試驗

硫酸用量是影響長石、石英分離的關鍵因素，硫酸用量試驗流程圖如圖3所示，試驗結果見表5。

由表5可以看出，當硫酸用量在2 000 g／t左右時較為適宜。

2.2.2 長石、石英分離混合胺用量試驗

適量的石英進入長石精礦可提高長石精礦的煅燒白度，但如果長石精礦中石英含量過高，又會降低K2O、Na2O含量。混合胺用量試驗流程圖如圖4所示，試驗結果見表6。

由表6可以看出，混合胺用量（粗選＋掃選）在100＋50 g／t左右時較為適宜，隨著用量的增加，長石精礦產率增加，石英上浮量增大，K2O、Na2O含量降低。

圖3 長石、石英浮選分離硫酸用量試驗流程圖

表5 長石、石英浮選分離硫酸用量結果

圖4 長石、石英浮選分離混合胺用量試驗

表6 長石、石英浮選分離混合胺用量結果

2.2.3 無氟工藝全流程試驗

無氟工藝全流程試驗如圖5所示，試驗結果見表7。

試驗需要說明以下幾點：（1）硫化礦含量較少，通過添加少量丁黃藥和2＃油即可浮選干凈，以免影響云母精礦質量；（2）云母浮選時不可避免造成部分長石礦物的上浮，為保證云母精礦質量，對云母粗精礦進行精選，精選尾礦即云母中礦中因含Fe2O3較高，不能并入長石浮選系統，因此將作為尾礦丟棄；（3）由于云母浮選是在堿性條件下進行，且云母浮選產率為34%左右，而長石浮選在強酸性條件下進行，因此一方面為降低硫酸用量，另一方面為保證長石浮選濃度，對云母浮選尾礦進行濃縮是必要的。另外，由于云母浮選尾礦呈堿性，因此沉降速度很快，可在5 min內迅速澄清，溢流水含礦物很少，因此未對其進行計量、分析；（4）長石粗選精礦中K2O、Na2O含量可達到8%以上，而長石掃選精礦中K2O、Na2O含量僅6.5%左右，因此僅需對長石掃選精礦進行精選，精選尾礦即長石中礦為不影響石英精礦質量，可作為尾礦丟棄。云母精礦、長石精礦、石英精礦多元素分析結果分別見表8、表9、表10。

圖5 非金屬礦物綜合回收試驗流程圖

表7 非金屬礦物回收全流程試驗結果%

表8 云母精礦多元素分析結果

表9 長石精礦多元素分析結果

表10 石英精礦多元素分析結果

試驗所取得的精礦產品，具有較好的應用前景，長石是制作玻璃溶劑、陶瓷釉料的主要原料之一；石英可應用于玻璃行業、陶瓷行業和耐火材料行業；云母產品應用于橡膠、塑料、涂料以及功能性無機填料等方面。

3 結 論

湖南某鉭鈮礦中含有數量極其龐大的長石、云母、石英等非金屬礦物，綜合回收這些有價值的非金屬礦物，具有很大的意義，試驗通過硫化礦浮選—云母浮選—長石、石英分離的浮選工藝流程，對原礦強磁選尾礦進行綜合探索回收，取得了長石、云母及石英三種精礦產品，這三種精礦產品的品質能夠滿足生產陶瓷、玻璃、橡膠、塑料及耐火材料等方面的原料要求，如若進一步提高精礦產品的品質，提高產品經濟價值，還需要做進一步的選礦試驗研究。

［1］ 何國偉，葉志平.低品位鈉長石花崗巖型鉭鈮礦全礦石綜合利用［J］.有色金屬，2008，（3）：98－101.

［2］ 王毓華，黃傳兵，陳興華，等.從某鉭鈮尾礦中回收長石和石英的試驗研究［J］.中國礦業，2005，14（9）：38－40.

［3］ 高玉德，邱顯揚，韓兆元，等.細粒級低品位鉭鈮稀土礦選礦工業研究［J］.中國鎢業，2013，（4）：26－28.

［4］ 林東，聶光華，羅國菊，等.江西某鉭鈮尾礦綜合利用試驗研究［J］.非金屬礦，2016，（1）：14－17.

Experimental Study on Recovery of Nonmetallic Ores from a Tantalum Niobium M ine in Hunan

CAI Jian-she
（Hunan Labor Protection Institute of NonferrousMetals，Changsha 410014，China）

Containing feldspar，mica，quartz and other non-metallic minerals of Hunan tantalum niobium mine，the comprehensive recovery of these non-metallic minerals，to increase economic value，plays a very important role to improve economic benefits，based on the study of the ore properties，the strongmagnetic separation tailings（tantalum niobium ore tailings after strongmagnetic recovery）the flotation process flotation separation of quartz feldsparmica. Through experiment test，it recovers the price non-metallicmineral，and obtains better technical indexes，feldspar and quartzmica ore concentrate.

high magnetic tailings；mica；feldspar；quartz

TD923

A

1003－5540（2017）02－0019－004

2017－03－02

蔡建社（1975－），男，工程師，主要從事選礦技術管理及生產管理工作。