萤石矿选矿技术和流程进展

王文雅 崔振坤

摘 要：萤石是工业上氟元素的重要来源，是生产氟工业产品的主要原料。主要介绍了我国萤石矿的特点和性质，对伴生型萤石矿的选矿技术和流程进行了综述。在选矿技术方面，可选用新型捕收剂和组合抑制剂改善浮选效果，根据矿石性质进行的单一因素变量或多因素正交试验可确定最佳的磨矿和浮选条件;在工艺流程方面，适当增加精选和扫选次数可提高萤石精矿的品位和回收率，智能化检测和控制流程的改造也可提高萤石资源的利用率，综合这两大方面进行研究和拓展，为我国的萤石矿的开发利用提供参考。

关键词：萤石矿;伴生型萤石矿;选矿技术;浮选流程

1引言

萤石来自火山岩浆中，主要成分是氟化钙（CaF2），结晶为立面体或八面体，在矿床中常以块状、粒状集合体存在，常与石英、方解石和重晶石等多种矿物共生。世界萤石产量的一半几乎用以生产氢氟酸，进而发展制造冰晶石，用于炼铝行业等，在航空航天、冶金、玻璃和陶瓷等化学和建材工业有着广泛的应用。

我国萤石矿床分布密集，主要分布在河北、湖南、安徽、浙江等地。近年来，萤石资源的过度开采导致我国将面临着萤石资源短缺的问题。我国单一型萤石储量少，伴生矿床数量少，储量大，但品位较低，选别难度大。因此，如何实现伴生型萤石矿的高效分选成为萤石选别过程的重点和难题。

根据脉石矿物的不同，伴生型萤石矿可以分为石英型萤石矿、碳酸盐型萤石矿、重晶石型萤石矿以及硫化矿型萤石矿四种类型。本文依据伴生型萤石矿的类型，综述了这四类萤石矿的选矿技术和工艺，并通过实例进行讨论，归纳总结了萤石矿选矿的工艺流程，为萤石资源的开发利用提供参考和借鉴[1-5]。

2伴生型萤石矿选矿技术和工艺

目前，萤石矿的选矿方法主要有手选、重选和浮选。手选一般用于萤石与脉石矿物界限清楚、易于肉眼鉴别的萤石矿。重选主要集中在重介质预选工艺的研究。针对伴生型萤石矿，因萤石原矿的日益贫化与脉石矿物的细粒嵌布，需要通过多次细磨来不断地提高伴生型萤石矿的细粒级分布，使萤石矿充分单体解离，再进行浮选，才能最有效地富集萤石精矿。根据伴生型萤石矿中主要的四种类型，需要选择相对应地药剂和工艺，从而使萤石矿物资源得到最大限度的回收利用[6-7]。

2.1石英型萤石矿的选矿进展

石英型萤石矿主要是含矿热液沿地层充填到硅质岩石的裂缝中冷凝后形成的，脉石矿物主要是石英，还存在少量的重晶石和硫化物，一般为透明、半透明、白色或黄褐色，通常以颗粒状或颗粒的集合体形式产出[8-9]。

陈超等[10]针对某矿山嵌布粒度较细的石英型萤石矿，为保证萤石精矿的质量，采用分段磨矿、萤石多次精选的浮选工艺流程，以水玻璃+糊精作为抑制剂，油酸作为捕收剂，采用1粗1扫7精、精Ⅰ精矿再磨、中矿顺序返回的闭路流程，最后得到CaF2品位96.45%，回收率79.71%的达到国家一级标准的萤石精矿。

细粒嵌布的石英型萤石矿浮选时，一般采用阶段磨浮的工艺流程，既保证萤石与脉石矿物的充分单体解离又不过粉碎，可采用碳酸钠或硫酸作为调整剂，调节矿浆PH值在9左右，用油酸或者氧化石蜡皂作为捕收剂，水玻璃和酸化水玻璃为抑制剂，经过多次精选可得到高品位和低硅的萤石精矿。在此流程中，可根据萤石矿的性质调节磨矿和浮选时间、磨矿介质充填率、调整剂用量、抑制剂种类和用量、捕收剂用量等关键条件，进而确定最适宜的选别流程。

2.2碳酸盐型萤石矿的选矿进展

碳酸盐型萤石矿的主要脉石矿物是方解石，由于萤石与方解石矿物中都含有钙离子且两者的溶解性相似，在溶液中共存时存在矿物之間的相互转化，从而造成萤石与方解石较难分离。在这类矿石的选别过程中，选择合适的抑制剂进行浮选至关重要。常用的抑制剂主要有水玻璃、六偏磷酸钠和腐植酸等，在PH值为8～9.5范围内，采用油酸捕收剂，方解石和萤石的可浮性相差不大，采用水玻璃配加糊精或者丹宁或者可溶性铝盐等抑制剂，可以对方解石等碳酸盐矿物起到有效的抑制，从而实现与萤石的有效分离[11-13]。

刘文彪等[14]针对-0.074mm粒级含量占72.03%的细粒级、低品位的碳酸盐型萤石矿，进行了PH值试验、抑制剂种类和用量试验、捕收剂种类和用量试验和温度试验，最后得出在常温、矿浆PH为8.1，抑制剂使用单宁酸并分步少量多次添加，而且应用自主研发的脂肪酸类萤石捕收剂CYY-1，采用一粗一扫五精的闭路试验流程，获得了CaF2品位为96.59%，CaF2回收率为73.94%的萤石精矿。

在碳酸盐型萤石矿中，方解石与萤石的性质虽然相近导致分选困难，但可利用调整剂调节不同的矿浆PH值，创造出有利于萤石浮选的环境条件，或者采用水玻璃、酸化水玻璃、糊精、单宁酸、六偏磷酸钠和木素磺酸盐等抑制剂组合使从而抑制方解石等脉石矿物，采用油酸或其他新型羧酸类捕收剂作为萤石的捕收剂，可实现方解石和萤石的分离，得到合格的萤石精矿产品。

2.3重晶石型萤石矿的选矿进展

重晶石型萤石矿的主要矿物为重晶石和萤石，两者成矿规律相似，均属于易浮矿物，分离难度较大。在此类伴生型矿石中，萤石和重晶石多呈相互交错穿插状，共生关系密切，两者以连生体或包裹体形式存在，难以单体解离，这也导致二者分离困难[15-16]。

针对萤石与重晶石共生矿，李飞等[17]采用先混合浮选后分离浮选的工艺流程，混合浮选流程采用一次粗选、二次精选和一次扫选，分离浮选调整矿浆PH为6，以水玻璃、硫酸铝、栲胶为抑制剂，捕收剂选用油酸钠，流程采用一次粗选、五层精选和二次扫选，最终得到萤石精矿品位为94.42%，回收率为87.77%;重晶石品位为91.89%，回收率为88.66%的萤石精矿和重晶石精矿。

通过以上研究可以发现，萤石和重晶石两者的分离可以采用两段磨矿—两段粗选的闭路流程，单体解离度较好时可以采用重选进行预先抛尾和选出部分重晶石。然后再进行浮选，浮选一般用混合浮选，即先混合浮选出萤石和重晶石的混合精矿，再通过浮选来分离重晶石和萤石。

2.4硫化矿型萤石矿的选矿进展

硫化矿型萤石矿中金属硫化物的含量较高，硫的主要存在形式有硫化矿（以黄铁矿为主，常伴有磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等）和硫酸盐（主要是重晶石），所以在回收該类矿石中的萤石时，还需要考虑其他金属矿石的综合回收的工艺流程[18-20]。

中南大学童佳诚等[21]针对浮钨尾矿中回收的萤石精矿的硫质量分数严重超标，在原粗选作业中添加适量抑硫抑制剂YS和分散剂六偏磷酸钠，经1次粗选9次精选1次扫选闭路浮选流程，实验室闭路试验获得了含CaF294.12%，回收率为57.02%，有效硫质量分数为0.01%的萤石精矿;工业连续运转30天，获得了CaF2品位为93.54%，CaF2回收率达55.77%，有效硫质量分数为0.01%的合格产品。

综上所述，对于硫化矿型萤石矿，一般先采用黄药等硫化矿捕收剂浮出浮出硫化矿物，再采用脂肪酸类捕收剂回收萤石。此外，选用新型捕收剂（如Z-202）、组合抑制剂（如Na2S和水玻璃）进行浮选，工艺流程可根据1粗6精1扫闭路浮选，其中精选和扫选次数可根据矿石性质、萤石精矿产品所要求达到的品位和萤石矿的回收率进行综合考量。

3结论

随着经济的快速发展，萤石逐渐成为我国不可或缺的战略资源，但伴生型萤石矿的复杂难选成为一大挑战。因此，加强萤石资源的高效回收和利用，对我国的高质量发展和可持续发展理念意义重大[32-30]。

伴生型萤石矿的分选要根据不同的类型选择合适的药剂和工艺流程进行浮选分离。石英型萤石矿物浮选较为容易，主要是降低萤石矿中的硅含量，经过多次精选可得到硅含量较低的萤石精矿。碳酸盐型和重晶石型萤石矿，可采用高效捕收剂和组合抑制剂进行浮选，可根据不同萤石精矿产品的要求进行调整精选次数，以获得合格的萤石精矿。硫化矿型萤石矿可以先浮选出硫化金属矿物，再在尾矿中回收萤石精矿，以便综合利用矿产资源，实现可持续发展。

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作者简介：王文雅，女，汉，2001年2月生，山东省日照人，本科，资源与环境工程学院环境工程大三年级，山东理工大学资源与环境工程学院环境工程，研究方向：环境工程。