湖南柿竹园萤石矿石选矿试验研究.pdf

雷晓明（1986），男，工程师，423000 湖南省郴州市。湖南柿竹园萤石矿石选矿试验研究雷晓明（湖南柿竹园有色金属有限责任公司）摘要湖南柿竹园东波选矿厂的钨浮选尾矿中的有价成分CaF2含量达21.40%，萤石矿物含量为 20.40%，主要脉石矿物为石榴石、长石、云母，其次是方解石、角闪石和磷灰石等；-0.075 mm占 69.42%，萤石在-0.030 mm 粒级有明显的富集现象，0.150.075mm 粒级萤石解离度达 83%左右，-0.075 mm粒级萤石解离度则超过90%，试样整体萤石解离度达93.5%。受工艺技术因素的影响，萤石回收率不足60%，为解决该问题进行了选矿试验研究。结果表明，现场钨尾矿采用1粗8精、精选2和精选3尾矿合并扫选、扫选精矿返回精选3作业、其余中矿顺序返回闭路流程处理，最终获得CaF2品位为91.40%、CaF2回收率为71.47%的萤石精矿，达到了良好的萤石回收效果。关键词钨浮选尾矿萤石方解石DOI：10.3969/j.issn.1674-6082.2023.08.031Study on Mineral Processing of Shizhuyuan Fluorite Ore in HunanLEI Xiaoming（Hunan Shizhuyuan Nonferrous Metals Co.，Ltd.）AbstractThe valuable component CaF2content in the tungsten flotation tailings of Shizhuyuan Dongbo concentrator in Hunan Province is 21.40%，and the fluorite mineral content is 20.40%.The main gangueminerals are garnet，feldspar and mica，followed by calcite，hornblende and apatite.The content of-0.075mm accounts for 69.42%，and there is a significant enrichment phenomenon of fluorite in the-0.030 mmparticle size.The dissociation degree of fluorite in 0.150.075 mm grain size is about 83%，and the dissociation degree of fluorite in-0.075 mm grain size is more than 90%.The overall dissociation degree of fluoritein the sample reaches 93.5%.Due to the influence of technological factors，the recovery rate of fluorite isless than 60%.In order to solve this problem，the beneficiation test was carried out.The results showed thatthe on-site tungsten tailings were treated by one roughing eight cleaning，cleaning 2 and cleaning 3 tailingscombined scavenging，scavenging concentrate returning to cleaning 3 operations，and the rest of the middleore returning to the closed-circuit process in order.Finally，the fluorite concentrate with CaF2grade of91.40%and CaF2recovery rate of 71.47%was obtained，which achieved good fluorite recovery effect.Keywordstungsten flotation tailings，fluorite，calcite总第 652 期2023 年 8 月第 8 期现代矿业MODERN MININGSerial No.652August.2023萤石矿石资源作为一种不可再生的战略性非金属矿产资源，是国防、化工、冶金、光学新能源、新材料、新医药、核工业等工业领域发展的重要原材料1。我国萤石矿资源储量丰富，但贫矿多、组成复杂、选别困难、综合利用率低2。湖南柿竹园矿是我国最早的萤石精矿生产基地，矿区矿产资源丰富，拥有世界上最大的多金属矿床，矿物品种多达 143种，以钨、铋矿物为主，伴生有辉钼矿、锡石、萤石、石榴子石等众多有价金属矿物，其中萤石资源储量超过4 600万t，CaF2含量达21%左右3。选矿厂现有工艺流程为先选钼铋钨，再浮选萤石，受工艺技术因素影响，萤石回收率不足60%，大量的萤石排入尾矿库，造成了严重的资源浪费。为了更好地回收萤石资源，提高资源的综合利用率，提高企业的经济效益。本研究通过分析钼铋钨浮选尾矿的性质，开展了浮选工艺技术优化，有效130现代矿业2023 年 8 月第 8 期总第 652 期解决了萤石与方解石及硅类脉石矿物的有效分离问题。1试样试样为柿竹园东波选矿厂钨浮选尾矿，主要化学成分分析结果见表1，矿物组成见表2，粒度筛析结果见表3。由 表 1 可 见，试 样 中 有 价 成 分 CaF2含 量 达21.40%。由表2可见，试样中萤石矿物含量为20.40%，主要脉石矿物为石榴石、长石、云母，其次是方解石、角闪石和磷灰石等。由表 3 可见，试样-0.075 mm 占 69.42%，萤石（CaF2）在-0.030 mm 粒级有明显的富集现象，除+0.15、0.150.10、0.100.075 mm 粒级萤石解离度略低，其他各粒级萤石解离度均超过90%，试样整体解离度达93.5%，解离很充分。2试验结果与分析试样作为选钨尾矿，残留的浮选药剂必然影响萤石的浮选4，需对试样矿浆进行预调浆。常规脂肪酸类捕收剂对方解石和萤石都有很好的捕收性，因此，在浮选萤石时选用对方解石等脉石矿物的高效抑制剂非常重要5。目前，常用的碳酸盐类矿物抑制剂包括水玻璃、酸化水玻璃等6。试验粗选采用纯碱为pH调整剂、水玻璃为抑制剂、CYP为捕收剂，精选采用盐酸酸化水玻璃为碳酸钙抑制剂。2.1粗选条件试验2.1.1纯碱用量试验粗选纯碱用量试验采用1次粗选流程，试验固定水玻璃用量1 500 g/t，CYP用量200 g/t，试验结果见图1。由图1可见，随着纯碱用量的增加，萤石粗精矿CaF2回收率先升后降，CaF2品位下降。说明适当提高纯碱用量有助于提高矿浆的pH值，活化萤石。综合考虑，确定后续试验的纯碱用量为1 500 g/t。2.1.2水玻璃用量试验粗选水玻璃用量试验采用1次粗选流程，试验固定纯碱用量1 500 g/t，CYP用量250 g/t，试验结果见图2。由图2可见，随着水玻璃用量的增加，萤石粗精矿CaF2品位上升，CaF2回收率下降。综合考虑，确定后续试验的水玻璃用量为2 000 g/t。2.1.3CYP用量试验粗选CYP用量试验采用1次粗选流程，试验固定纯碱用量1 500 g/t，水玻璃用量为2 000 g/t，试验结果见图3。131雷晓明：湖南柿竹园萤石矿石选矿试验研究2023 年 8 月第 8 期从图3可见，随着CYP用量的增加，萤石粗精矿CaF2品位先升后降，CaF2回收率升高。综合考虑，确定粗选CYP用量为300 g/t。2.2精选条件试验2.2.1盐酸用量试验萤石和碳酸钙在碱性矿浆中的可浮性接近，但在pH=7左右时二者开始出现差异，萤石的可浮性优于碳酸钙，因此，在精选作业采用盐酸和酸化水玻璃调整矿浆pH值有利于抑制碳酸钙等脉石矿物的上浮。精选盐酸用量试验给矿为1次粗选粗精矿，试验采用3次精选流程，精选1、精选2分别加入500、400g/t的酸化水玻璃，精选3加入400 g/t盐酸、300 g/t酸化水玻璃，试验结果见图4。从图4可见，随着盐酸用量增加，萤石精矿CaF2品位上升、CaF2作业回收率先升后降。综合考虑，确定精选3盐酸用量为1 200 g/t。2.2.2酸化水玻璃用量试验酸化水玻璃用量试验给矿为1次粗选粗精矿，试验采用3次精选流程，精选1、精选2、精选3酸化水玻璃用量之比为5 4 4，精选3盐酸用量为1 200 g/t，3次精选酸化水玻璃总用量试验结果见图5。从图5可见，随着酸化水玻璃用量的增加，萤石精矿CaF2品位上升，CaF2作业回收率下降。综合考虑，确定酸化水玻璃总用量为1 600 g/t。2.3闭路试验根据以上条件试验结果进行了萤石全闭路浮选流程试验，试验流程见图6，闭路试验结果见表4。从表4可见，试样采用图6所示的流程处理，可获得CaF2品位为91.40%、CaF2回收率为71.47%的萤石精矿。3结语（1）柿竹园东波选矿厂的钨浮选尾矿中的有价成分 CaF2含量达 21.40%，萤石矿物含量为 20.40%，主要脉石矿物为石榴石、长石、云母，其次是方解石、角闪石和磷灰石等；-0.075 mm 占 69.42%，萤石在-0.030 mm 粒级有明显的富集现象，0.150.075mm粒级萤石解离度达83%左右，-0.075 mm粒级萤石 解 离 度 则 超 过 90%，试 样 整 体 萤 石 解 离 度 达93.5%。（2）现场钨尾矿采用1粗8精、精选2和精选3尾矿合并扫选、扫选精矿返回精选3作业、其余中矿顺序返回闭路流程处理，最终获得CaF2品位为91.40%、CaF2回收率为 71.47%的萤石精矿，（下转第136页）132现代矿业2023 年 8 月第 8 期总第 652 期的原料。5结语（1）新疆某热液脉型石英岩的主要组成矿物为石英，主要呈他形粒状，边缘多呈波浪状镶嵌，表面干净，包裹体较少，SiO2含量高达95%以上，可作为较优质的石英原料，经过加工提纯，SiO2含量可提高至99%以上，可应用于玻璃工业、电子电器工业等。（2）样品中杂质矿物主要为云母，部分样品中长石、黏土矿物含量稍高，电气石、钛铁矿、板钛矿、独居石、锆石、磷灰石等为岩石中含量甚微的副矿物，粒径微，但存在普遍。（3）多期热液作用形成的石英粒径差异较大，晚期低温热液形成的微细粒石英集合体中常包裹微小杂质矿物，不利用高纯石英的提取。参考文献1杨晓勇，孙超，曹荆亚，等.高纯石英的研究进展及发展趋势 J.地学前缘，2022（1）：231-247.2MLLERA，KRONSA，BREITERK.Trace elements and growth patterns in quartz:a fingerprint of the evolution of the subvolcanic Podles Granite System J.Bulletin of the Czech Geological Survey，2002（2）:135-145.3汪灵，党陈萍，李彩侠，等.中国高纯石英技术现状与发展前景J.地学前缘，2014（5）：267-273.4吴逍.高纯石英原料选择评价及提纯工艺研究 D.绵阳:西南科技大学，2016.5张晔，陈培荣.美国Spruce Pine与新疆阿尔泰地区高纯石英伟晶岩的对比研究 J.高校地质学报，2010（4）:426-435.6王云月，邓宇峰，詹建华，等.高纯石英原料特征和矿床成因研究现状综述 J.地质论评，2021（5）：1465-1477.7欧阳静，陈广，梁力行，等.石英矿物资源的提纯及在战略性新兴产业中的应用技术分析 J.矿产保护与利用，2021（6）：35-45.8林敏，徐顺秋，刘子源，等.高纯石英（SiO2）评述（一）：微量、微细粒铝硅酸盐矿物的活化与分离 J.矿产综合利用，2022（6）：17-20.（收稿日期 2023-02-04）（上接第102页）8个区段境界边坡中4个区段为基本稳定，概率一般不超过70%，可靠性相对较低；4个区段境界边坡判定为不稳定，概率超过90%，可靠性相对较高。（4）根据露天矿山境界边坡概率稳定性进行分析判定的结果，对不同稳定性等级及对应的不同概率的区段境界边坡进行了有针对性的加固处理，处理后露天矿山境界边坡未发生安全事故，境界边坡安全性得到了有效保证。说明模糊集对理论和置信度准则联合建模对露天矿山境界边坡概率稳定性分析是准确可靠的。参考文献1刘金龙，陈陆望，王吉利.边坡稳定性分析方法简述 J.水电能源科学，2008，26（1）:133-137.2方前程，商丽.基于博弈论-云模型的露天矿岩质边坡稳定性分析 J.安全与环境学报，2019，19（1）:8-13.3吴海真，顾冲时.联合运用改进的极限平衡法和动态规划法分析边坡稳定性 J.水利学报，2007（10）:1272-1277.4周苏华，邢静康，张运强，等.基于模糊层次分析法的预应力锚索加固顺层边坡稳定性评价 J.安全与环境学报，2020，20（5）1695-1704.5王文圣，李跃清，金菊良，等.水文水资源集对分析 M.北京:科学出版社，2010.6赵克勤.集对分析及其初步应用 M.杭州:浙江科学技术出版社，2000.7杨尚阳，张龙杰，杨蝉蝉，等.基于集对分析同一度的公路路线方案优选模型 J.交通运输系统工程与信息，2008，8（3）:115-119.8何忠明，刘可，付宏渊，等.基于集对可拓粗糙集方法的高边坡爆破施工安全风险评价 J.中南大学学报（自然科学版），2017，48（8）:2217-2223.9刘洋洋，李永强，郭增长，等.基于熵权-集对分析的山区丘陵公路边坡安全评价以河南省修武县为例 J.安全与环境学报，2017，17（5）:1681-1685.（收稿日期 2023-02-24）（上接第132页）达到了良好的萤石回收效果。参考文献1李敬，张寿庭，商朋强，等.萤石资源现状及战略性价值分析 J.矿产保护与利用，2019（6）:62-68.2李育彪，杨旭.我国萤石资源及选矿技术进展 J.矿产保护与利用，2022（2）:49-58.3李纪，李晓东，黄伟生.钨尾矿浮选回收萤石预处理试验研究J.有色金属：选矿部分，2013（5）:28-30.4曾礼强，蒋巍，陈文胜.钨矿浮选残余药剂对伴生萤石浮选的影响研究及实践 J.中国钨业，2021（6）:32-40.5石伟，黄国智.萤石和方解石的溶解特性及浮选分离研究 J.非金属矿，2000（4）:11-12.6陈彬，钱玉鹏，王震，等.钙离子对萤石和方解石浮选行为的影响及其调控方法研究 J.金属矿山，2020（10）:179-183.（收稿日期 2023-04-06）136