湖南某方解石型萤石矿浮选试验研究

俞献林 杨长安

（1.安徽友进冠华新材料科技股份有限公司；2.中钨共享服务（湖南）有限公司）

萤石是重要的非金属矿产资源，其成分为CaF2，是生产氟工业产品的主要原料，对冶金、化工、陶瓷、航空、医药、新能源等行业的发展具有深远的影响［1-2］。虽然我国萤石资源储量丰富，但多数与方解石、重晶石、硅酸盐矿物等共伴生，以难选低品位复杂萤石矿居多，开发利用难度较大［3-5］。根据共伴生主要脉石矿物种类不同，萤石矿可分为石英型、方解石型、重晶石型和硫化矿型［6］。无论何种萤石矿，浮选法是目前获得萤石精矿的主要方法，其中方解石型萤石矿由于方解石晶格与萤石晶格均含有Ca2+，表面物理化学性质与萤石相似，导致与萤石分离困难，往往需要经过多次精选才能得到合格的精矿产品［7-9］。

湖南某萤石矿为方解石型萤石矿，为了高效开发利用该资源，对有代表性矿石进行了萤石浮选试验。

1 试 样

试样主要化学成分分析结果见表1。

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由表1 可知：试样 CaF2含量为 36.73%，CaCO3含量为14.34%。进一步的研究表明，试样中的主要有用矿物为萤石，主要脉石矿物为石英、方解石、高岭石及长石，属中低品位方解石型萤石矿。

2 试验结果与分析

2.1 条件试验

条件试验采用1次粗选流程。

2.1.1 磨矿细度试验

磨矿细度直接关系到萤石的解离情况，因而对萤石的回收影响较大。为了萤石充分解离，又不至于过粉碎，首先进行了磨矿细度试验［10］。磨矿细度试验固定pH 调整剂碳酸钠用量为1 000 g/t，脉石矿物抑制剂水玻璃用量为1 000 g/t，捕收剂油酸用量为300 g/t，试验结果见图1。

由图1 可知，随着磨矿细度的提高，萤石粗精矿CaF2品位先升后降、回收率呈先快后慢的上升趋势，变化趋势的拐点在-0.074 mm70%时。因此，确定磨矿细度为-0.074 mm 占70%，对应的粗精矿CaF2品位为57.16%、回收率为92.49%。

2.1.2 碳酸钠用量试验

浮选过程中矿浆pH 值对矿物表面电性及药剂作用效果影响很大，萤石浮选在弱碱性矿浆环境中效果最佳［11］，而碳酸钠是萤石浮选的常用pH 调整剂，因此，开展了碳酸钠用量试验。碳酸钠用量试验固定磨矿细度为-0.074 mm 占70%，水玻璃用量为1 000 g/t，油酸用量为300 g/t，试验结果见图2。

由图2 可知，随着碳酸钠用量的增加，萤石粗精矿CaF2品位先升后降、回收率呈先慢后快的下降趋势。当碳酸钠用量大于1 500 g/t后继续增大用量，萤石粗精矿CaF2品位和回收率均下降，主要与过量的碳酸钠恶化浮选环境有关。综合考虑，确定碳酸钠用量为1 500 g/t，对应的粗精矿CaF2品位为58.43%、回收率为92.01%。

2.1.3 捕收剂种类试验

萤石捕收剂种类很多，可分为脂肪酸类及油酸类［12］。本试验主要对油酸、BK410、脂肪酸类新型捕收剂CYP-1 进行了对比。捕收剂种类试验固定磨矿细度为-0.074 mm 占70%、碳酸钠用量为1 500 g/t、水玻璃用量为1 000 g/t、捕收剂用量均为300 g/t，试验结果见表2。

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由表 2 可知，以 CYP-1 为捕收剂，粗精矿 CaF2品位最高、回收率最低；BK410 的捕收效果优于油酸。综合考虑，选择BK410为后续试验的捕收剂。

2.1.4 水玻璃用量试验

萤石浮选常用水玻璃为抑制剂，水玻璃可强化矿泥分散和抑制含硅脉石［13］。水玻璃用量不足将导致脉石等杂质上浮，影响精矿品位；水玻璃用量过大将导致有用矿物被抑制、增加捕收剂用量，影响回收率、增加浮选成本［14］，因此，进行水玻璃用量试验非常必要。水玻璃用量试验固定磨矿细度为-0.074 mm 占 70%、碳酸钠用量为 1 500 g/t、BK410 用量为300 g/t，试验结果见图3。

由图3 可知，随着水玻璃用量的增加，粗精矿CaF2品位上升、回收率下降。综合考虑，确定水玻璃用量为1 500 g/t，对应的粗精矿CaF2品位为60.15%、回收率为92.06%。

2.1.5 BK410用量试验

BK410 用量对选矿指标影响较大，用量不足，萤石不能充分回收；用量过大不仅浪费药剂，而且可能恶化浮选效果［15］，因此进行了 BK410 用量试验。BK410 用量试验固定磨矿细度为-0.074 mm 占70%、碳酸钠用量为1 500 g/t、水玻璃用量为1 500 g/t，试验结果见图4。

由图4 可知，随着BK410 用量的增加，粗精矿CaF2品位下降、回收率呈先快后慢的上升趋势。综合考虑，确定BK410 用量为300 g/t，对应的粗精矿CaF2品位为60.15%、回收率为92.06%。

2.2 开路试验

在上述条件试验基础上进行了浮选开路试验，精选添加酸化水玻璃（硫酸与水玻璃的质量比为1∶1）以抑制脉石矿物，开路试验流程见图5，试验结果见表3。

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2.3 闭路试验

由图5、表3可知，试样采用1粗8精1扫开路浮选流程处理，精选1、精选2均添加酸化水玻璃300 g/t，精选 3、精选 4、精选 5 均添加酸化水玻璃 150 g/t，精选6、精选 7、精选 8 均添加酸化水玻璃 50 g/t，可获得CaF2品位为95.15%、回收率为58.30%的萤石精矿。

在开路试验基础上进行了闭路试验，试验流程见图6，结果见表4。

由图6、表4 可知，试样在磨矿细度为-0.074 mm占70%，粗选碳酸钠用量为1 500 g/t、水玻璃用量为1 500 g/t、BK410 用量为 300 g/t，扫选 BK410 用量为150 g/t，精选酸化水玻璃总用量为1 200 g/t 情况下进行1粗8精1扫、中矿顺序返回闭路流程处理，最终得到CaF2品位为90.32%、回收率为77.11%、碳酸钙含量为3.82%的萤石精矿。

3 结 论

（1）湖南某萤石矿为方解石型萤石矿，CaF2含量为36.73%、CaCO3含量为14.34%，主要有用矿物为萤石，主要脉石矿物为石英、方解石、高岭石及长石，方解石与萤石浮选分离较困难。

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（2）试样在磨矿细度为-0.074 mm 占70%，粗选碳酸钠用量为1 500 g/t、水玻璃用量为1 500 g/t、BK410 用量为 300 g/t，扫选 BK410 用量为 150 g/t，精选酸化水玻璃总用量为1 200 g/t情况下进行1粗8精1 扫、中矿顺序返回闭路流程处理，最终得到CaF2品位为90.32%、回收率为77.11%、碳酸钙含量为3.82%的萤石精矿。试验确定的工艺流程结构简单，流程合理。