重慶某螢石-重晶石礦浮選試驗(yàn)*

石貴明 周意超 李 明 劉 琴 張晶晶

(1.玉溪師范學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院;2.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院)

重慶某螢石-重晶石礦礦物組成較為簡(jiǎn)單，主要礦物為重晶石、螢石、方解石，石英少量。其中重晶石、螢石占礦物總量的85.34%，僅需拋除占礦物總量14.66%的方解石、石英等雜質(zhì)即可獲得合格的螢石和重晶石混合精礦，但需實(shí)現(xiàn)二者的有效分離才能分別獲得螢石精礦和重晶石精礦，分選難度較大。為合理開發(fā)利用該礦石，獲得達(dá)到工業(yè)要求的重晶石、螢石精礦產(chǎn)品，進(jìn)行選礦試驗(yàn)研究。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石組成

重慶某螢石-重晶石礦BaSO4品位52.57%，CaF2品位32.77%，礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，礦物體積含量見表2。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

注：P的含量單位為g/t。

表2 礦石礦物體積含量 %

由表1、表2可知，該礦石有用成分為CaF2和BaSO4，不能利用的成分主要為CaCO3及少量的SiO2等雜質(zhì)。由于BaSO4品位高達(dá)CaF2品位的1.6倍，從CaF2中分離BaSO4難度較高。CaCO3以方解石的形式產(chǎn)出，品位11.96%，但方解石與螢石可浮性極為相似，二者分離也較為困難。礦石硫含量7.51%，均為重晶石中的硫，鐵和磷含量均很低。礦物成分簡(jiǎn)單，主要由重晶石、螢石、方解石組成，另有少量石英等。

1.2 嵌布特征

(1)重晶石。重晶石是礦石主要有用礦物之一，與螢石緊密共生，以葉片狀、板柱狀半自形晶為主。粒度粗細(xì)不均，一般0.5 mm×1.0 mm～5 mm×10 mm左右。由于受后期應(yīng)力作用影響，重晶石晶體發(fā)生彎曲、具波狀消光，局部見碎裂現(xiàn)象，可見少量粒度較小(一般小于1 mm)的半自形或他形重晶石，呈細(xì)脈狀、似脈狀分布于礦石中，被方解石交代呈島嶼、 碎片狀，呈殘余結(jié)構(gòu)。

(2)螢石。螢石也是礦石的主要有用礦物之一，以他形晶為主，呈粒狀、不規(guī)則粒狀，粒度大小不等，一般0.5～20 mm，最大20 mm×40 mm左右，分布于其他礦物粒間，對(duì)重晶石進(jìn)行交代，或被后期方解石交代，呈殘余結(jié)構(gòu)。

(3)方解石。方解石為主要脈石礦物，呈半自形—他形粒狀分布于重晶石、螢石粒間，或呈脈狀、網(wǎng)脈狀、斷續(xù)脈狀、似脈狀分布于重晶石、螢石裂隙中，粒度0.05～5 mm不等。

(4)石英。石英以他形粒狀為主，少量呈自形晶，多以粒狀鑲嵌于集合體中產(chǎn)出，粒度0.01～0.1 mm，后期脈狀產(chǎn)出者粒度較粗，一般為0.1～0.4 mm，并可見少量0.4 mm×1.0 mm的自形晶。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

根據(jù)礦石性質(zhì)，以十二烷基硫酸鈉作重晶石捕收劑、Na2CO3為pH調(diào)整劑、Na2SiO3為脈石抑制劑，選擇Na2SiO3、栲膠、硫酸鋁、木質(zhì)素磺酸鈉、NaF中的部分藥劑作為螢石浮選的組合抑制劑，油酸為捕收劑，進(jìn)行重晶石、螢石浮選回收試驗(yàn)[1-6]。

2.1 優(yōu)先浮選試驗(yàn)

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

在重晶石粗選Na2CO3用量400 g/t、Na2SiO3用量1 000 g/t、十二烷基硫酸鈉用量1 500 g/t，螢石浮選組合抑制劑Na2SiO3用量413 g/t、Na2SiF6用量103 g/t和糊精用量413 g/t、捕收劑油酸用量290 g/t的條件下進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)，流程見圖1，結(jié)果見圖2。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程

圖2表明，隨著磨礦細(xì)度的增大，重晶石精礦CaF2品位和回收率變化不大，說明單從重晶石選別角度來看，磨礦細(xì)度-0.074 mm 69.81%時(shí)即可滿足要求。從螢石浮選角度分析，隨著磨礦細(xì)度的增大，尾礦CaF2品位先基本不變后迅速上升；當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm 75%時(shí)，尾礦CaF2品位最低，因此確定磨礦細(xì)度-0.074 mm 75%。

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

2.1.2 Na2CO3用量試驗(yàn)

固定其他條件不變，在磨礦細(xì)度-0.074 mm 75%的條件下按圖1流程進(jìn)行Na2CO3用量試驗(yàn)，結(jié)果見圖3。

圖3 Na2CO3用量試驗(yàn)結(jié)果

圖3表明，Na2CO3用量對(duì)重晶石精礦指標(biāo)影響不大，均能達(dá)到國(guó)標(biāo)要求。Na2CO3用量對(duì)螢石精礦指標(biāo)影響較大，當(dāng)其用量為3 300 g/t時(shí)，螢石精礦CaF2品位81.95%、回收率72.89%，指標(biāo)最好，因此確定Na2CO3用量為3 300 g/t。

2.1.3 Na2SiO3用量試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度-0.074 mm75%、Na2CO3用量3 300 g/t的條件下，固定其他條件不變，按圖1流程進(jìn)行Na2SiO3用量試驗(yàn)，結(jié)果見圖4。

從圖4可以看出，隨著Na2SiO3用量的增加，重晶石精礦CaF2品位、回收率逐漸下降，但下降幅度較小，螢石精礦CaF2品位和回收率則先增加后減少，在Na2SiO3用量為1 000 g/t時(shí)達(dá)到峰值，在條件試驗(yàn)確定的最佳藥劑制度下，重晶石優(yōu)先浮選—螢石浮選指標(biāo)見表3。

圖4 Na2SiO3用量試驗(yàn)結(jié)果

Na2SiO3用量過大，阻礙了捕收劑在螢石表面的吸附，因此確定Na2SiO3用量為1 000 g/t。

表3 優(yōu)先浮選最佳條件指標(biāo)

由表3可以看出，原礦優(yōu)先浮選重晶石再浮選螢石工藝流程螢石精礦CaF2品位僅71.23%，難以獲得合格的螢石精礦，同時(shí)尾礦中螢石含量也較高。因此進(jìn)行重晶石、螢石混合浮選—粗精礦重晶石、螢石分離浮選試驗(yàn)。

2.2 混合浮選試驗(yàn)

在優(yōu)先浮選條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，調(diào)整混合浮選藥劑制度，進(jìn)行螢石分離浮選藥劑制度試驗(yàn)，流程見圖5。其中M指酸性水玻璃，Y指栲膠，A指硫酸鋁，這3種藥劑作為脈石組合抑制劑。試驗(yàn)流程見圖5，結(jié)果見表4。

從表4可知，在藥劑制度為4的條件下浮選結(jié)果最好。在栲膠用量53.3 g/t、硫酸鋁用量26.7 g/t、木質(zhì)素磺酸鈉用量800 g/t、NaF用量267 g/t、油酸用量300～400 g/t的藥劑制度下，尾礦2 CaF2產(chǎn)率和回收率最低，CaF2品位也較低，螢石精礦CaF2品位88.37%、回收率85.86%，綜合指標(biāo)良好。

2.3 閉路試驗(yàn)

在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行混合浮選—重晶石、螢石分離浮選閉路試驗(yàn)，流程見圖6，結(jié)果見表5。

從表5試驗(yàn)結(jié)果可以看出，原礦在磨礦細(xì)度-0.074 mm 75%，經(jīng)1粗1掃混合浮選—粗精礦1粗2精1掃優(yōu)先浮選重晶石-重晶石浮選尾礦1粗4精1掃螢石浮選流程選別，可得到重晶石精礦產(chǎn)率52.44%、BaSO4品位94.83%、回收率97.00%和螢石精礦產(chǎn)率30.33%、CaF2品位90.06%、回收率82.86%的良好指標(biāo)。

圖5 混合浮選試驗(yàn)流程

表4 混合浮選試驗(yàn)開路流程螢石浮選指標(biāo) %

表5 閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

3 結(jié) 論

(1)重慶某螢石-重晶石礦主要有用礦物重晶石和螢石占礦物總量的85.34%，BaSO4和CaF2分別為52.57%、32.77%，主要雜質(zhì)CaCO3以方解石的形式產(chǎn)出。由于方解石與螢石可浮性極為相似，因此實(shí)現(xiàn)螢石與方解石及螢石與重晶石的分離較為困難。

(2)在最佳藥劑制度下，原礦磨礦至-0.074 mm 75%，經(jīng)1粗1掃混合浮選—混合精礦1粗2精1掃重晶石優(yōu)先浮選—重晶石浮選尾礦1粗4精1掃螢石浮選閉路流程選別，可獲得產(chǎn)率52.44%，BaSO4品位94.83%、含CaCO31.50%，回收率97.00%的重晶石精礦，產(chǎn)率30.33%，CaF2品位90.06%、含CaCO34.62%，回收率82.86%螢石精礦。

(3)該螢石-重晶石礦選礦工藝流程藥劑種類多、對(duì)溫度較敏感，需進(jìn)一步研究、優(yōu)化后，才能實(shí)際應(yīng)用。

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圖6 混合浮選—重晶石、螢石分離浮選閉路試驗(yàn)流程