兰坪低品位天青石矿浮选工艺研究①

张 茂

（长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南 长沙 410012）

我国天青石储量丰富，约占世界天青石总储量的1/4，居世界第二位［1］。 我国天青石矿主要分布在四川、江苏、贵州、内蒙古、青海、新疆、湖北、湖南、陕西、吉林、辽宁、甘肃等地［2］。 天青石的主要用途是制造碳酸锶和显像管玻璃［3］。 低品位天青石（SrSO4品位低于60%）直接作原矿销售附加值低，为提升企业经济效益，需将SrSO4品位提高到80%以上。 天青石选矿富集工艺主要有重选［4］和浮选［5］两种。

本文以云南兰坪低品位天青石矿为研究对象，在分析原料性质基础上，采用浮选工艺回收硫酸锶，以期为低品位天青石矿的应用提供技术支撑。

1 原料性质及试验方法

1.1 原料性质

兰坪天青石矿原矿XRF 光谱分析结果见表1，筛析结果见表2。 由表1 ～2可知，矿石中主要目的矿物为硫酸锶，含量为33.82%，细粒级分布较多。

表1 兰坪天青石矿原矿XRF 光谱分析结果（质量分数）/%

表2 原矿筛析结果

矿石中主要矿物含量见表3。 矿石组成较为简单，可供选矿回收的主要工业矿物是天青石；脉石矿物以石英和方解石为主，次为白云石、石膏和伊利石，其他微量矿物包括黄铁矿、有机质、金红石、磷灰石和锆石等。

表3 矿石中主要矿物含量（质量分数）/%

矿石中天青石大致以3种形式产出：①呈不规则团块状集合体不均匀分布，局部集合体可具束状、放射状构造；集合体粒度变化较大，粗者大于5.0 mm，一般在0.5～3.0 mm 之间。 ②呈浸染状与方解石、石英和伊利石等脉石矿物混杂交生，粒度0.1～1.0 mm。 ③呈交代残余分布于方解石中，多为针柱状，粒度0.02 ～0.2 mm。 3种产出形式的矿物含量比大致为60 ∶20 ∶20。从选矿角度看，与脉石矿物紧密镶嵌或呈残余分布在方解石中的天青石磨矿过程中较难充分解离，难以获得高品位的锶精矿。

1.2 试验方法、试剂及设备

试验流程见图1。

图1 条件试验流程

试验药剂RQX 系列捕收剂为脂肪酸类改性衍生物，是长沙矿冶研究院有限责任公司自主研制的药剂；六偏磷酸钠和水玻璃均为工业纯试剂。

试验设备包括Φ240 × 300 棒磨机、DFX 浮选机（0.5 L 和1 L）、GB-6003-85 型试验套筛、烘箱等。

2 结果与讨论

2.1 磨矿细度试验

原矿工艺矿物学研究结果表明，欲使90%以上的天青石呈单体产出，需选择－0.074 mm 粒级占95%左右的磨矿细度。 按图1 所示流程，在捕收剂RQX-1 用量667 g/t、水玻璃用量4 200 g/t、六偏磷酸钠用量200 g/t（第1 次精选100 g/t、第2 次和第3 次精选各50 g/t）条件下，进行了磨矿细度条件试验，结果见表4。 由表4可知，磨矿细度－0.074 mm 粒级占94.85%时，可获得硫酸锶品位73.11%、回收率42.85%的硫酸锶精矿，分选指标较好。

表4 磨矿细度试验结果

2.2 捕收剂种类及用量试验

在磨矿细度－0.074 mm 粒级占94.85%，粗选分散剂水玻璃用量4 200 g/t、精选分散剂六偏磷酸钠用量200 g/t（第1 次精选100 g/t、第2 次和第3 次精选各50 g/t）、捕收剂用量均为667 g/t 条件下，进行了捕收剂种类对比试验，结果见表5。 由表5可知，使用捕收剂RQX-1 时可获得硫酸锶品位73.11%、回收率42.85%的硫酸锶精矿；而使用捕收剂RQX-2 仅获得硫酸锶品位71.47%、回收率29.01%的硫酸锶精矿。 RQX-1分选效果比RQX-2 好，采用RQX-1 进行后续试验。

表5 捕收剂种类试验结果

相同条件下，进行了捕收剂RQX-1 用量试验，结果见表6。 由表6可知，RQX-1 用量从500 g/t 逐渐增加到1 000 g/t 时，硫酸锶精矿SrSO4品位从75.10%逐渐降至64.79%，回收率从35.83%逐渐增至58.72%；同时尾矿SrSO4品位从14.35%降至6.46%，损失率从20.25%降至6.85%；但药剂用量大，成本增加。 综合考虑，选取捕收剂RQX-1 用量1 000 g/t 进行流程试验。

表6 捕收剂用量试验结果

2.3 闭路流程试验

在条件试验基础上进行了闭路流程试验，为了保证精矿品位和精矿回收率，增加了2 段精选和2 段扫选作业，即采用一粗两扫五精、中矿集中返回的闭路流程进行试验，浮选温度30±3 ℃，试验结果见表7，试验流程见图2。 为降低药剂成本，粗选和精选均使用价格低廉且易于工业化的水玻璃作为抑制剂和分散剂。闭路试验获得了产率32.47%、SrSO4品位84.76%、回收率85.13%的硫酸锶精矿。

表7 闭路试验结果

图2 闭路试验流程

3 结 论

1） 云南兰坪低品位天青石矿工艺矿物学和X 射线衍射分析结果表明，矿石组成较为简单。可供选矿回收的主要工业矿物是天青石；脉石矿物以石英和方解石为主，次为白云石、石膏和伊利石，其他微量矿物包括黄铁矿、有机质、金红石、磷灰石和锆石等。

2） 浮选试验结果表明，在磨矿细度－0.074 mm 粒级占94.85%、浮选温度30±3 ℃条件下，采用一粗二扫五精浮选流程，获得了精矿产率32.47%、SrSO4品位84.76%、回收率85.13%的技术指标。 研究成果可为低品位天青石矿的工程应用提供技术支撑。