柿竹园钨钼铋尾矿回收萤石可选性试验研究

黄伟生

(湖南柿竹园有色金属有限责任公司，湖南郴州 423037)

萤石是一种用途广、消费多、需求量大的含氟工业矿物。萤石中含有卤族元素氟，是制取含氟化合物的主要原料，又由于熔点低而广泛用于炼钢、有色金属冶炼、水泥、玻璃、陶瓷［1，2］。湖南柿竹园有色金属有限责任公司浮选钨钼铋选矿后的尾矿侵占大量土地、破坏生态环境。随着矿石的开采和选矿，尾矿的堆集将成为“严重的灾害”［3］。本次试验以该公司钨钼铋选矿后的尾矿作为研究对象，以提高萤石指标为目的，采用新型药剂作为捕收剂［4］，经过一系列探索、条件、流程试验，最终得到CaF2含量为97.22%，回收率为55.06%的高品质萤石精矿，以及 CaF2含量为90.89%，回收率为8.16%的低品位萤石精矿。

1 矿石性质

1.1 矿石的化学组成

原矿的化学多元素分析列于表1。

表1 试样化学多元素分析结果 %

从表1可知，矿石主要的化学成分是 CaF2、CaO、SiO2、Al2O3等。CaF2含量为22.45%，有色金属元素Cu、Pb、Zn等含量甚低，萤石是该矿主要的回收组分。

1.2 矿石的矿物组成

试样中主要金属矿物是磁铁矿，少量或微量的赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、金红石、黑钨矿、白钨矿等，其它金属硫化物如闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等镜下偶见;主要的非金属矿物是石英、萤石、石榴子石，其次为角闪石、方解石、透辉石、白云母、长石、高岭石、绿泥石、透闪石、绿帘石、绢云母、电气石等，原矿的主要矿物组成及其相对含量列于表2。

1.3 试样筛析试验结果及萤石的解离度

表2 试样主要矿物及其相对含量 %

为了清楚地了解萤石在不同粒级中的分布状态，对原矿进行了筛析试验。测定各粒级的萤石含量及解离度，结果列于表3。

从表3筛析的结果来看，矿样粒度细，粒度分布主要集中在小于0.074 mm粒级部分，其分布率达到80%左右。随着粒度的降低，CaF2含量逐渐增加。

表3 原矿筛析试验结果

1.4 萤石连生体的分布情况

试样中萤石的解离度约为85%，还有约15%的连生体。连生形式主要有几类:(1)毗连连生。萤石与石英、石榴子石、角闪石、方解石等其它脉石矿物毗连接触;(2)包裹连生。有两种，一种是萤石包裹绿泥石、白云母、石英、角闪石、等其它脉石矿物;另一种是萤石被石英、石榴子石、方解石等包裹;(3)夹脉连生。有两种，一种是萤石嵌于两颗其它脉石矿物之间;另一种是两颗萤石之间夹一颗其它脉石矿物。

从粒级筛分的情况看，萤石总体的解离度较高，同时萤石连生体的连生形式主要是萤石包含其它脉石矿物，这些被包裹的主要是云母和绿泥石，其次为方解石、石英、角闪石及石榴子石等。另外，萤石中还可见一些气液包体。

2 选矿试验

2.1 试验方案的确定

试验针对公司钨钼铋尾矿特性，对药剂和工艺作了大量的探索试验，经条件试验，开路试验，闭路试验，最终推荐药剂制度:粗选以碳酸钠调整pH值到8，加少量的常规水玻璃抑制脉石;选用新药剂yhy为萤石的主捕收剂，油酸为辅，补加少量松醇油改善泡沫;精选调整剂为稀硫酸和普通水玻璃。这种药剂制度，易于在现场实施。推荐的原则工艺流程为:筛分分级，粗精矿精选，产品强磁脱铁，中矿再选，试验确定的萤石选别的原则工艺流程图如图1所示。

2.2 萤石粗选条件试验

2.2.1 捕收剂对比试验

从现场生产来看，萤石精矿92%～95%，提高产品质量是关键，要寻找一种选择性好的捕收剂，为此，做了多种捕收剂试验结果，如图2所示。试验中碳酸钠用量为800 g/t，水玻璃用量为400 g/t。

图1 萤石选别原则工艺流程图

图2 不同捕收剂萤石粗精矿的品位与回收率的影响

从图2结果来看，站在提高质量的角度，yhy系列萤石粗精矿品位最好，回收率也适中，所以选定yhy作为萤石的捕收剂。新型药剂yhy是氧化矿捕收剂新品种，属皂类改性，有良好的选择性，外观为褐色软膏状物，水分不大于40%。易溶于热水(40～50℃)，无毒无臭，并有较好的生物降解性，可以与其它药剂混合使用。

2.2.2 碳酸钠用量

Na2CO3主要用来调节矿浆pH值，碱性条件下，萤石易浮。试验固定捕收剂yhy用量为300 g/t，抑制剂Na2SiO3的用量为400 g/t。碳酸钠用量影响最终试验结果如图3所示。

图3 碳酸钠用量对萤石粗精矿的品位与回收率的影响

由图3可以看出，Na2CO3用量为800 g/t时，粗精矿中CaF2的品位为61.13%，回收率为83.86%，质量最好，回收率略低，综合考虑，选用800 g/t。

2.2.3 水玻璃用量

Na2SiO3主要用来抑制脉石矿物，碳酸钠用量为800 g/t，捕收剂用量为300 g/t，水玻璃用量最终试验结果如图4所示。

图4 水玻璃用量对萤石粗精矿的品位与回收率的影响

由图4可以看出，Na2SiO3用量为400 g/t时，粗精矿中CaF2的品位为63.84%，回收率为82.05%;现增加Na2SiO3用量，回收率下降太快，综合比较，确定Na2SiO3用量为400 g/t。

2.2.4 捕收剂条件

粗选以碳酸钠调整pH值到8左右，即碳酸钠用量800 g/t，水玻璃用量400 g/t，捕收剂以yhy为主，油酸为辅，补加10 g/t的2#油改善泡沫，yhy用量最终试验结果如图5所示。

图5 yhy用量对萤石粗精矿的品位与回收率的影响

从图5来看，捕收剂350 g/t时，品位63.51%，回收率83.89%，与另三个水平条件相比，兼顾品位与回收率，选定捕收剂用量为350 g/t。

2.3 萤石精选试验

根据前面条件试验，粗选以碳酸钠调整pH值到8左右，即碳酸钠用量800 g/t，水玻璃用量400 g/t，捕收剂以yhy为主，为350 g/t，油酸为辅，补加10 g/t的2#油改善泡沫。精选药剂也沿用现用种类，稀硫酸和水玻璃作为抑制剂。精选药剂量没有作条件试验，因为精选作业流程长，变化大，条件试验意义不大。在大量的探索试验基础上，确定了精选的药剂量，稀硫酸约2 000～3 000 g/t，水玻璃1 500～2 500 g/t，均匀分散添加到各个精选作业，具体用量会根据试验现象做出少量调整。

在碱性条件下，方解石有良好的可浮性;而在弱酸性条件下，其可浮性显著降低。萤石精选试验中可利用这一特性，精选作业控制在pH6.4～6.8，粗精矿直接精选7次，试验做了精矿磁选脱硅试验，效果都不错，可以提高品位1%～2%，回收率降低2%～4%，试验室所用磁场为14 000 Oe。减少流程中的中矿返回是现场生产质量稳定的有力保证。萤石与脉石之间可浮性本来差别不大，中矿性质更是接近，多处开路丢尾，中矿单独处理。

2.4 全流程闭路试验

在经过一系列的条件试验及开路试验后，进行回收萤石闭路试验，试验流程如图6所示，实验结果列于表4。

图6 回收闭路试验流程

表4 闭路试验结果 %

从表4来看，高品位萤石精矿，CaF297.22%，回收率55.06%，低品位萤石精矿，CaF290.89%，回收率8.16%。

3 结语

1.该公司钨钼铋尾矿中萤石品位低，嵌布粒度细，变化大，复杂难选。

2.试验推荐工艺流程:钨钼铋尾矿筛分入选，+0.074 mm直接抛尾，－0.074 mm进入萤石浮选，粗精矿精选，产品强磁脱硅，部分中矿单独再选产出低品位萤石精矿的混合流程。

3.试验推荐药剂制度:以yhy为主，油酸为辅的萤石捕收剂，以碳酸钠，稀硫酸为矿浆调整剂，以普通水玻璃为脉石抑制剂，以2#油为泡沫调整。药剂制度简明，易于在现场实施。

［1］ 叶志平，何国伟.柿竹园萤石浮选捕收剂的研究［J］.有色金属(选矿部分)，2007，7(1):47.

［2］ 胡岳华，冯其明.矿物资源加工技术与设备［M］.北京:科学出版社2006.283.

［3］ 叶志平，何国伟.柿竹园浮钨尾矿综合回收萤石新工艺［J］.有色金属，2005，57(3):70－72.

［4］ 田学达，朱建光.萤石浮选的新药剂和新工艺［J］.矿冶工程，1997，17(3):36－38.