贵州某高硫萤石矿浮选工艺研究

摘要：针对硫铁矿、方解石等矿物含量较高的低品位萤石矿资源，研究采用高效脱硫捕收剂优先选硫、新型捕收剂浮选萤石、组合抑制剂抑制方解石的浮选工艺，分选效果较好，能有效回收萤石矿物和硫铁矿物，闭路试验指标：萤石精矿品位97.18%，产率23.15%，CaF2回收率为95.81%;硫精矿品位42.57%，产率11.58%，硫回收率为97.23%。

关键词：萤石;硫铁矿;方解石;组合药剂

近年来，随着新能源、新材料和氟化工等行业对萤石需求的不断增加，特别是对酸级萤石精粉的需求与日俱增。2018年我国萤石进口量达51万t，首次超越出口量而成为纯进口国，国家已将其列为战略矿产资源[1]。我国萤石资源虽然丰富，但贫矿多富矿少、单一矿少共伴生矿多。随着优质萤石矿产资源的逐渐枯竭，开发利用共伴生型萤石资源意义重大。

1.矿石性质

试验样品取于贵州某萤石矿山。矿石呈灰白色，局部斑杂色。组成矿石的主要成分是石英、萤石、方解石、黄铁矿等，有价矿物为萤石和黄铁矿。原矿多元素化学分析结果见表1。从表1看出，可回收利用的矿物主要是萤石，其次是黄铁矿。方解石和硫铁都较高，矿石类型为高硫方解石-萤石型。

2.试验方法

含硫萤石矿中的硫主要存在形式有硫化矿（以黄铁矿为主）和硫酸盐（主要是重晶石），在处理含硫矿石时常用的方法有两种：一种是先浮出硫化矿，使进入萤石浮选作业的矿石含硫大大降低（一般小于0.1%），然后再添加抑制剂（如亚硫酸钠、单宁等）抑制难浮硫矿物浮选萤石;另一种是直接添加抑制剂抑制含硫矿物浮选萤石[2]。后一种方法适用于含硫低的萤石矿，前一种方法增加了脱硫作业，生产成本就会增加，但是能保证萤石精矿的质量，同时也可以综合回收硫化矿物。

根据原矿的性质，矿石含硫较高，具有回收利用价值，因此试验采用硫化矿浮选-萤石浮选工艺流程。本次试验采用的药剂有：丁黄药与GN组合为脱硫捕收剂，其中GN为自行研究的脱硫辅助剂（针对含有炭质黄铁矿的矿石）;改性水玻璃、抑制剂GD、改性脂肪酸GA作为萤石浮选的药剂。

3.试验结果与讨论

3.1磨矿试验

矿石中有用矿物之间、有用矿物与脉石之间都必须达到基本单体解离，才能达到分离富集的目的，磨矿细度是影响分选指标的重要因素之一。试验药剂（药剂单位g/t，下同）：选硫粗选丁黄药200+GN100、扫选丁黄药120+GN60;选萤石粗选改性水玻璃2000+GD500+GA300、扫选GA200，试验流程：选硫和选萤石均为一次粗选一次扫选。结果表明，随着磨矿细度的提高，硫粗精矿和萤石粗精矿品位先升后降，而回收率從快速增加到缓慢增加。综合考滤确定磨矿细度以-200目71%左右为宜。

3.2脱硫捕收剂用量试验

通过前期的探索试验，使用丁黄药与GN组合作为脱硫捕收剂效果较好。试验固定条件：磨矿细度-200目71.09%;试验流程：脱硫一次粗选和一次扫选，粗扫选泡沫合并为硫粗精矿，扫选药剂量是粗选的60%。试验结果表明，脱硫捕收剂总用量以丁黄药320、GN160为好。

3.3抑制剂用量试验

抑制剂种类和用量直接影响萤石产品质量与回收率，前期探索试验采用改性水玻璃与GD组合抑制方解石和难浮黄铁矿，取得较好效果。试验条件：磨矿细度-200目71.09%，组合抑制剂变量，脱硫捕收剂用量：丁黄药320、GN160，萤石捕收剂GA用量500，试验流程选硫和选萤石均为一次粗选一次扫选。结果表明，随着抑制剂用量的提高，萤石粗精矿品位和回收率都是从快速增加到缓慢增加。综合考滤抑制剂用量以改性水玻璃2000、GD500为宜。

3.4萤石捕收剂用量试验

萤石浮选的捕收剂一般采用脂肪酸类，在实际使用时可根据矿石性质不同而进行改性。通过前期探索性试验，采用改性脂肪酸GA浮选效果较好。试验条件：磨矿细度-200目71.09%，改性水玻璃用量2000，GD用量500，脱硫捕收剂用量：丁基黄药320+GN160，萤石捕收剂GA为变量，试验流程选硫和选萤石均为一次粗选一次扫选。试验结果表明，随着萤石捕收剂用量的提高，萤石回收率从快速增加到缓慢增加，萤石粗精矿品位则从缓慢降低到快速降低。综合考滤萤石捕收剂GA用量以500为宜。

3.5精选试验

为了考察硫产品和萤石产品的质量，在上述条件试验的基础上对硫粗精矿和萤石粗精矿分别进行精选试验。试验流程为：选硫作业一次粗选一次扫选两次精选;选萤石作业一次粗选一次扫选六次精选，扫选泡沫与精选尾矿合并为中矿，试验结果：硫精矿含S42.29%、S回收率85.11%，硫中矿含S14.63%、S回收率12.25%;萤石精矿含S0.07%含CaF297.42%、CaF2回收率75.35%，CaF2中矿含CaF232.39%、CaF2回收率20.14%。结果表明，精选效果明显，硫精矿品位和萤石精矿品位都得到提高，中矿分布也比较合理。

3.6闭路浮选试验

为了使试验结果更加接近于生产实际，根据矿石性质和条件试验所确定的工艺条件进行闭路浮选试验，考察中矿返回产生的影响。闭路浮选试验流程：硫浮选循环为一次粗选两次扫选和三次精选，中矿循序返回前一作业，浮硫药剂为粗选丁黄药150+GN80、扫选1丁黄药90+GN50、扫选2丁黄药60+GN30;萤石浮选循环为一次粗选两次扫和七次精选，中矿循序返回前一作业，浮萤石药剂为粗选改性水玻璃2000+GD500+GA250、扫选1GA250、扫选2GA250、精选1和精选2各加改性水玻璃600+GD150、精选3至精选6各加改性水玻璃400+GD100。闭路浮选试验表明，分选效果较好，萤石精矿质量达到较高的等级，并能充分回收了矿石中硫铁元素。

4.结语

贵州某萤石矿属于高硫碳酸盐型萤石矿，黄铁矿和方解石含量较高，分选较困难，试验在采用丁黄药与助剂GN组合作为脱硫捕收剂，优先浮选硫化矿物，采用改性水玻璃与抑制剂GD组合抑制方解石等高钙脉石矿物和难浮黄铁矿物，新型捕收剂GA浮选萤石矿物，可获得较好的分选指标，实验室闭路试验指标为：萤石精矿品位97.18%、含硫0.07%，产率23.15%，萤石回收率95.81%;硫精矿品位42.57%，产率11.58%，硫回收率97.23%。

参考文献

[1]曾小波，印万忠.共伴生型萤石矿浮选研究与展望[J].矿产综合利用，2021，2：1～7.

[2]裘忠富等.高硫萤石矿降硫工业实践[J].矿产保护与利用，1998，10：29～31.

作者简介

宁发添（1964—），男，广西玉林人，副教授，主要从事选矿工艺研究和教学工作。