從湖南某鎢多金屬礦尾礦中回收伴生螢石試驗研究①

2022-03-19 07:07:02馮青舒陳文勝穆迎迎但從林

礦冶工程 2022年1期

馮青舒，陳文勝，王艦，楊彭，穆迎迎，但從林

（湖南有色郴州氟化學有限公司，湖南郴州 423037）

我國螢石基礎儲量11 000 萬噸，探明可采儲量2 100 萬噸［1］。螢石用途十分廣泛［2］，主要應用于化工、冶金和建材三大行業。氫氟酸是氟化工產業的基礎產品，螢石是生產氫氟酸的原料［3］，近年螢石價格持續上漲。湖南某鎢多金屬礦浮鎢尾礦中含有豐富的伴生螢石資源，開發該浮鎢尾礦中伴生的螢石資源具有較大經濟價值。本文針對該浮鎢尾礦礦石性質特點，結合已有螢石選礦經驗［4-6］，通過試驗研究，開發出一種螢石回收新工藝，取得了良好的技術指標，并成功實現了工業應用，使鎢尾礦中伴生螢石資源得到高效綜合回收。

1 礦石性質

湖南某鎢多金屬礦礦石性質復雜，原礦中脈石礦物以鈣鐵榴石、方解石、長石和石英為主，浮鎢尾礦全元素分析結果如表1 所示，主要化學成分如表2 所示。由表1 ～2 可見，浮鎢尾礦中以O、F、Si、Ca 等元素為主，其次為Fe、Al；有用元素為F、Ca。鎢尾礦中主要成分是CaF2、CaCO3和WO3。

表1 浮鎢尾礦全元素分析結果（質量分數）／%

表2 浮鎢尾礦主要化學成分（質量分數）／%

2 螢石浮選試驗研究

2.1 粗選條件試驗

2.1.1 粗選pH 值試驗

按圖1 所示流程，采用碳酸鈉調節pH 值，在粗選抑制劑水玻璃（SBL）用量1 500 g／t、捕收劑改性油酸（HS）用量350 g／t 條件下，進行了粗選pH 值條件試驗，結果如表3 所示。由表3 可知，礦漿pH 值升高有利于螢石富集，但同時方解石也會顯著富集。采用碳酸鈉調整pH 值，加抑制劑SBL 后，礦漿pH 值都會有不同程度升高；初始pH 值超過9（加SBL 后礦漿pH達到10 左右），螢石粗選產率降低、品位顯著提高、回收率基本不變。適宜的初始pH 值為10，此時螢石粗選品位達到55.03%、回收率86.85%。

圖1 螢石粗選試驗流程

表3 螢石粗選pH 值條件試驗結果

2.1.2 捕收劑HS 用量試驗

初始pH＝10、SBL 用量1 500 g／t、加SBL 后pH ＝10.15 條件下，進行了捕收劑HS 用量條件試驗，結果如表4 所示。由表4 可知，隨著HS 用量增加，螢石粗選精礦產率逐漸增大、品位逐漸降低。 HS 用量350 g／t 時，螢石粗選精礦回收率最高，達到82.61%，精礦螢石品位54.59%，尾礦螢石品位3.51%。

表4 粗選HS 用量試驗結果

2.1.3 抑制劑SBL 用量試驗

初始pH＝10、捕收劑HS 用量350 g／t 條件下，進行了抑制劑SBL 用量條件試驗，結果如表5 所示。由表5可知，增加SBL 用量，有利于提高螢石粗選精礦品位。隨著SBL 用量增加，螢石粗選精礦產率逐漸降低、品位逐漸提高、回收率相應降低。 SBL 用量2 000 g／t 時，螢石粗選精礦品位71.70%、回收率77.97%。

表5 粗選SBL 用量試驗結果

2.2 螢石精選抑制劑條件試驗

精選用到的抑制劑YSBL 為水玻璃和硫酸鋁質量比2 ∶1，抑制劑SSBL 為水玻璃和硫酸質量比3 ∶1，抑制劑ATM 為大分子螯合羧酸類碳酸鈣。

2.2.1 螢石精選YSBL 條件試驗

采用一粗四精浮選流程，粗選試驗條件為：初始pH ＝10，SBL 用量2 000 g／t，HS 用量350 g／t；前3 次精選使用YSBL 為抑制劑，用量分別為200 g／t，100 g／t，50 g／t，第4 次精選使用ATM 為抑制劑，用量為50 g／t，試驗結果如表6 所示。由表6 可知，YSBL 能有效抑制方解石，但對其他脈石礦物抑制效果較差，精礦中螢石品位只有87.92%、回收率62.73%，方解石品位1.02%。

表6 螢石精選YSBL 條件試驗結果

2.2.2 螢石精選SSBL 條件試驗

采用一粗一掃四精浮選流程，粗選試驗條件為：初始pH＝10，SBL 用量2 000 g／t，HS 用量350 g／t；掃選HS 用量80 g／t；4 次精選均使用SSBL 為抑制劑，用量分別為100 g／t，100 g／t，50 g／t，50 g／t，試驗結果如表7所示。由表7 可知，SSBL 對方解石等脈石礦物有很好的抑制效果，精礦中螢石品位達到96.25%、回收率69.76%，方解石品位只有1.35%。此外，螢石掃選效率較低，掃選精礦螢石品位17.98%、回收率2.39%，但是方解石大量富集，品位達到25.64%。

表7 螢石精選SSBL 條件試驗結果

2.2.3 螢石精選ATM 條件試驗

采用一粗一掃三精浮選流程，粗選條件為：初始pH＝10，SBL 用量2 000 g／t，HS 用量350 g／t；掃選HS用量80 g／t；3 次精選均采用ATM 為抑制劑，用量分別為50 g／t，30 g／t，20 g／t，試驗結果如表8 所示。表8結果表明，ATM 對方解石抑制效果較好，但在前2 次精選過程中對螢石也有一定程度抑制，中礦螢石品位較高，精礦螢石品位只有92.96%、回收率48.46%，方解石品位1.02%。

表8 螢石精選ATM 條件試驗結果

2.3 閉路試驗

粗選階段螢石富集效率較高，但方解石也會相應富集。掃選過程中，方解石富集非常顯著，而螢石回收率較低。為減少粗選和掃選階段方解石的富集，粗選HS 用量降到300 g／t、掃選HS 用量降到50 g／t。

螢石精選階段，方解石會得到有效抑制，但在螢石粗選和掃選階段，方解石均會顯著富集。因此在中礦返回過程中方解石無法排出，而是大量堆積在中礦中，最終在精礦中富集，使精礦中螢石品位降低。根據開路試驗結果，第2 次精選中礦2 中方解石品位和回收率分別達到53.80%和17.90%。為了加強對方解石的抑制，使中礦中的方解石順利排出，閉路試驗過程中，前2 次精選SSBL 用量分別調整為300 g／t 和200 g／t，后2 次精選使用ATM 強化對方解石的抑制，用量分別為30 g／t 和20 g／t，閉路試驗流程調整為中礦2 直接排尾，其他中礦和掃選精礦順序返回。具體試驗流程如圖2 所示，結果如表9 所示。由試驗結果可知，通過一次粗選、一次掃選、四次精選，中礦2 直接排尾、其他中礦和掃選精礦順序返回的閉路實驗流程，最終得到CaF2品位96.39%、作業回收率81.85%、總回收率62.65%的螢石精礦，其中方解石含量2.18%。中礦2 中CaF2品位12.47%、回收率2.88%，而方解石品位和回收率分別達到52.89%和43.27%。

圖2 螢石浮選閉路試驗流程

表9 螢石浮選閉路試驗結果

3 工業試驗

采用一粗五精一掃的螢石浮選流程，精選2 尾礦掃選精礦進入精選3，精選2 尾礦掃選尾礦和精選1尾礦合并經一次掃選后直接排尾，其余中礦順序返回。螢石粗選采用浮選柱，其他浮選采用浮選機；粗選pH＝10.5，大分子聚合有機羧酸類抑制劑YZ?4 用于粗選控制方解石的富集，用量100 g／t，SBL 用量800 g／t，HS 用量250 g／t；螢石掃選HS 用量50 g／t。螢石精選階段采用SSBL 和ATM 抑制硅酸鹽脈石和方解石的上浮，最終得到作業回收率85%以上的螢石精礦。工業試驗流程如圖3 所示。