蘭坪低品位天青石礦浮選工藝研究①

張 茂

（長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410012）

我國天青石儲量豐富，約占世界天青石總儲量的1/4，居世界第二位［1］。 我國天青石礦主要分布在四川、江蘇、貴州、內(nèi)蒙古、青海、新疆、湖北、湖南、陜西、吉林、遼寧、甘肅等地［2］。 天青石的主要用途是制造碳酸鍶和顯像管玻璃［3］。 低品位天青石（SrSO4品位低于60%）直接作原礦銷售附加值低，為提升企業(yè)經(jīng)濟效益，需將SrSO4品位提高到80%以上。 天青石選礦富集工藝主要有重選［4］和浮選［5］兩種。

本文以云南蘭坪低品位天青石礦為研究對象，在分析原料性質(zhì)基礎(chǔ)上，采用浮選工藝回收硫酸鍶，以期為低品位天青石礦的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 原料性質(zhì)及試驗方法

1.1 原料性質(zhì)

蘭坪天青石礦原礦XRF 光譜分析結(jié)果見表1，篩析結(jié)果見表2。 由表1 ～2可知，礦石中主要目的礦物為硫酸鍶，含量為33.82%，細粒級分布較多。

表1 蘭坪天青石礦原礦XRF 光譜分析結(jié)果（質(zhì)量分數(shù)）/%

表2 原礦篩析結(jié)果

礦石中主要礦物含量見表3。 礦石組成較為簡單，可供選礦回收的主要工業(yè)礦物是天青石；脈石礦物以石英和方解石為主，次為白云石、石膏和伊利石，其他微量礦物包括黃鐵礦、有機質(zhì)、金紅石、磷灰石和鋯石等。

表3 礦石中主要礦物含量（質(zhì)量分數(shù)）/%

礦石中天青石大致以3種形式產(chǎn)出：①呈不規(guī)則團塊狀集合體不均勻分布，局部集合體可具束狀、放射狀構(gòu)造；集合體粒度變化較大，粗者大于5.0 mm，一般在0.5～3.0 mm 之間。 ②呈浸染狀與方解石、石英和伊利石等脈石礦物混雜交生，粒度0.1～1.0 mm。 ③呈交代殘余分布于方解石中，多為針柱狀，粒度0.02 ～0.2 mm。 3種產(chǎn)出形式的礦物含量比大致為60 ∶20 ∶20。從選礦角度看，與脈石礦物緊密鑲嵌或呈殘余分布在方解石中的天青石磨礦過程中較難充分解離，難以獲得高品位的鍶精礦。

1.2 試驗方法、試劑及設(shè)備

試驗流程見圖1。

圖1 條件試驗流程

試驗藥劑RQX 系列捕收劑為脂肪酸類改性衍生物，是長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司自主研制的藥劑；六偏磷酸鈉和水玻璃均為工業(yè)純試劑。

試驗設(shè)備包括Φ240 × 300 棒磨機、DFX 浮選機（0.5 L 和1 L）、GB-6003-85 型試驗套篩、烘箱等。

2 結(jié)果與討論

2.1 磨礦細度試驗

原礦工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明，欲使90%以上的天青石呈單體產(chǎn)出，需選擇－0.074 mm 粒級占95%左右的磨礦細度。 按圖1 所示流程，在捕收劑RQX-1 用量667 g/t、水玻璃用量4 200 g/t、六偏磷酸鈉用量200 g/t（第1 次精選100 g/t、第2 次和第3 次精選各50 g/t）條件下，進行了磨礦細度條件試驗，結(jié)果見表4。 由表4可知，磨礦細度－0.074 mm 粒級占94.85%時，可獲得硫酸鍶品位73.11%、回收率42.85%的硫酸鍶精礦，分選指標(biāo)較好。

表4 磨礦細度試驗結(jié)果

2.2 捕收劑種類及用量試驗

在磨礦細度－0.074 mm 粒級占94.85%，粗選分散劑水玻璃用量4 200 g/t、精選分散劑六偏磷酸鈉用量200 g/t（第1 次精選100 g/t、第2 次和第3 次精選各50 g/t）、捕收劑用量均為667 g/t 條件下，進行了捕收劑種類對比試驗，結(jié)果見表5。 由表5可知，使用捕收劑RQX-1 時可獲得硫酸鍶品位73.11%、回收率42.85%的硫酸鍶精礦；而使用捕收劑RQX-2 僅獲得硫酸鍶品位71.47%、回收率29.01%的硫酸鍶精礦。 RQX-1分選效果比RQX-2 好，采用RQX-1 進行后續(xù)試驗。

表5 捕收劑種類試驗結(jié)果

相同條件下，進行了捕收劑RQX-1 用量試驗，結(jié)果見表6。 由表6可知，RQX-1 用量從500 g/t 逐漸增加到1 000 g/t 時，硫酸鍶精礦SrSO4品位從75.10%逐漸降至64.79%，回收率從35.83%逐漸增至58.72%；同時尾礦SrSO4品位從14.35%降至6.46%，損失率從20.25%降至6.85%；但藥劑用量大，成本增加。 綜合考慮，選取捕收劑RQX-1 用量1 000 g/t 進行流程試驗。

表6 捕收劑用量試驗結(jié)果

2.3 閉路流程試驗

在條件試驗基礎(chǔ)上進行了閉路流程試驗，為了保證精礦品位和精礦回收率，增加了2 段精選和2 段掃選作業(yè)，即采用一粗兩掃五精、中礦集中返回的閉路流程進行試驗，浮選溫度30±3 ℃，試驗結(jié)果見表7，試驗流程見圖2。 為降低藥劑成本，粗選和精選均使用價格低廉且易于工業(yè)化的水玻璃作為抑制劑和分散劑。閉路試驗獲得了產(chǎn)率32.47%、SrSO4品位84.76%、回收率85.13%的硫酸鍶精礦。

表7 閉路試驗結(jié)果

圖2 閉路試驗流程

3 結(jié) 論

1） 云南蘭坪低品位天青石礦工藝礦物學(xué)和X 射線衍射分析結(jié)果表明，礦石組成較為簡單。可供選礦回收的主要工業(yè)礦物是天青石；脈石礦物以石英和方解石為主，次為白云石、石膏和伊利石，其他微量礦物包括黃鐵礦、有機質(zhì)、金紅石、磷灰石和鋯石等。

2） 浮選試驗結(jié)果表明，在磨礦細度－0.074 mm 粒級占94.85%、浮選溫度30±3 ℃條件下，采用一粗二掃五精浮選流程，獲得了精礦產(chǎn)率32.47%、SrSO4品位84.76%、回收率85.13%的技術(shù)指標(biāo)。 研究成果可為低品位天青石礦的工程應(yīng)用提供技術(shù)支撐。