江西某云英岩型钽铌矿浮选工艺试验研究

摘要：根据江西某云英岩型钽铌矿的性质，设计浮选工艺流程方案，进行粗选浮选细度、浓度、开路、闭路、粗精矿精选及尾矿综合回收试验研究。结果表明，通过浮选工艺方案可得到原矿产率为0.03%、Ta2O5品位为16.99%、Nb2O5品位为25.66%、Ta2O5原矿回收率为38.99%、Nb2O5原矿回收率为58.89%的水冶钽铌粗精矿，尾矿经综合回收试验可得到原矿产率为26.01%、Li2O品位为2.30%、Rb2O品位为0.75%的铁锂云母精矿及原矿产率为63.45%、K2O+Na2O含量为4.4%、Fe2O3含量为0.07%的石英-长石精矿，为后续矿山生产或同类型矿石的选矿工艺选择提供参考。

关键词：选矿工艺；浮选试验；云英岩型；非金属矿；钽铌矿

中图分类号：TD985 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）10-00-05

07

Experimental Study on Flotation Process of A Greisen-Type Tantalum-Niobium Ore in Jiangxi Province

PENG Shutao， PAN Shiyu， YU Hanfei， HU Bo， ZHANG Lianxiang， ZENG Xiaojian， XIAO Guanxiong， LU Shiyang，

ZHONG Jiansheng， RAO Xiaopeng

（Jiangxi Nonferrous Metal Geology and Mineral Resources Exploration and Exploitation Institute， Nanchang 330001， China）

Abstract： According to the characteristics of a Yun-quartz tantalum niobium ore in Jiangxi Province， the flotation process is designed， and the flotation fineness， concentration， open circuit， closed circuit， rough concentrate cleaning， and comprehensive tailings recovery are studied. The results show that through the flotation process scheme， a hydrometallurgical tantalum niobium coarse concentrate with a raw ore yield of 0.03%， Ta2O5 grade of 16.99%， Nb2O5 grade of 25.66%， Ta2O5 recovery rate of 38.99%， and Nb2O5 recovery rate of 58.89% could be obtained. The tailings are subjected to comprehensive recovery tests to obtain iron lithium mica concentrate with a raw ore yield of 26.01%， Li2O grade of 2.30%， and Rb2O grade of 0.75%， as well as quartz feldspar concentrate with a raw ore yield of 63.45%， K2O+Na2O content of 4.4%， and Fe2O3 content of 0.07%. This provides a reference for subsequent mining production or selection of beneficiation processes for similar ores.

Keywords： mineral processing; flotation test;greisen type; non-metallic mineral; tantalum-niobium ores

江西某钽铌矿位于下扬子陆块江南古岛弧带东南部，钦杭东段北部成矿带之怀玉山钽铌多金属萤石-磷-滑石非金属成矿亚带内，为一特大型稀有金属矿床，矿石类型有云英岩型和钠长石化花岗岩型两类[1-3]。根据云英岩型钽铌矿石的性质，对其开展粗选浮选细度、浓度、开路、闭路、粗精矿精选及尾矿综合回收等试验研究，旨在为矿山生产或同类型钽铌矿石选矿工艺的选择提供参考[4-9]。

1 矿石性质

矿石中的钽铌矿物主要为钽铌铁矿和铀细晶石，含少量锡石和黑钨矿。金属硫化矿物以闪锌矿为主，其次是少量至微量方铅矿、黄铁矿、黄铜矿、毒砂及辉钼矿等。银矿物主要为螺状硫银矿。非金属矿物主要有铁锂云母、石英、钾长石、钠长石、黄玉等，还含有少量高岭土、绿泥石等易泥化矿物[10-13]。此外，矿石中含有少量钍石。主要载体矿物钽铌铁矿和铀细晶石的嵌布粒度较细，其中铀细晶石嵌布粒度基本小于0.04 mm，铌钽铁矿一般呈板状嵌布在云母、长石、石英中，常与锡石、黑钨矿连生。铀细晶石嵌布于石英、铁锂云母、绿泥石等矿物中或长石与黄玉之间，其中铁锂云母为主要的含锂矿物[14-15]。

2 试验研究

2.1 粗选磨矿细度试验

开展粗选磨矿细度试验，试验流程如图1所示，试验结果如表1所示[16-20]。

由表1可知，随着磨矿细度的增加，钽矿物的粗精矿回收率呈现先增加后减少的趋势，故选择-0.074 mm占65.8%作为粗选的磨矿细度。

2.2 粗选浮选浓度试验

磨矿细度确认后，进行粗选浓度条件试验，试验结果如表2所示。

由表2可知，当矿浆浓度为37.8%时，粗精矿中钽的回收率最高。综合考虑，粗选浮选浓度选取37.8%。

2.3 浮选开路及闭路试验

2.3.1 浮选开路试验

在确认粗选条件后，进行浮选开路试验，试验流程如图2所示，试验结果如表3所示。

2.3.2 浮选闭路试验

在开路试验的基础上进行了闭路试验，为保证回收率，闭路试验比开路试验增加一次扫选，简称“一粗两扫三精”。浮选闭路试验流程如图3所示，试验结果如表4所示。

由表4可知，通过“一粗二扫三精”闭路试验流程，可获得产率为3.63%、Ta2O5品位为0.280%、Nb2O5品位为0.310%、Ta2O5回收率为67.61%、Nb2O5回收率为74.74%的浮选粗精矿。

2.4 浮选闭路精选试验

浮选粗精矿中除钽铌矿物外，黄玉、铁锂云母等脉石矿物的含量较高，硫化矿在粗精矿中也得到了富集，故浮选的粗精矿采用重选、磁选和浮选联合流程进行精选。

2.4.1 重选精选试验

利用浮选粗精矿中钽铌矿物与脉石矿物间的密度差异，进行直接摇床重选精选试验。重选精选试验结果如表5所示。

由表5可知，通过直接摇床重选精选试验，可得到Ta2O5回收率为40.57%、Nb2O5回收率为43.63%的重选精矿，效果较差。

2.4.2 磁选精选试验

对浮选粗精矿进行磁选精选试验。采用高梯度磁选机，在1 000 mT的磁场强度下进行磁选，磁选精选试验结果如表6所示。

由表6可知，采用高梯度磁选机，可获得作业产率为26.27%、Ta2O5品位为0.940%、Ta2O5回收率为89.61%、Nb2O5回收率97.41%的磁选精矿，磁选精选效果较好。这可能是由于浮选粗精矿中无磁性的细晶石与铁锂云母嵌布紧密，且云母本身含有Ta、Nb，故Ta、Nb的回收率较高。

2.5 磁选粗精矿精选试验

磁选粗精矿中夹杂一定量的硫化矿，因此对磁选粗精矿进行浮选脱硫试验，再对脱硫后的粗精矿进行淘洗，以提高精矿品位。磁选粗精矿精选试验流程如图4所示，磁选粗精矿精选试验结果如表7所示。

浮选闭路粗精矿，经过磁选、浮选脱硫和淘洗后，可获得产率为0.35%、Ta2O5品位为2.430%、Nb2O5品位为3.000%、Ta2O5回收率为93.84%、Nb2O5回收率为68.35%的钽铌粗精矿。该粗精矿经进一步重选、干式磁选探索试验，均难以获得合格的钽铌精矿，故开展粗精矿水冶试验。

2.6 水冶试验

水冶试验流程如图5所示，磁选粗精矿精选试验结果如表8所示。

经浮选-磁选-浮选脱硫-重选-水冶工艺流程，可得到原矿产率为0.03%、Ta2O5品位为16.99%、Nb2O5品位为25.66%、Ta2O5原矿回收率为38.99%、Nb2O5原矿回收率为58.89%的水冶钽铌粗精矿。

2.7 尾矿综合回收试验

对浮选尾矿进行尾矿综合利用试验，试验结果如表9所示。对相应产品进行多元素分析，结果如表10、表11所示。

由表9至表11可知，采用全浮方案尾矿磁选试验可得到原矿产率为26.01%、Li2O品位为2.30%、Rb2O品位为0.75%的铁锂云母精矿。此外，可得到对原矿产率为63.45%、K2O+Na2O含量为4.4%、Fe2O3含量为0.07%的石英-长石精矿。

3 结论

通过浮选工艺流程方案可以得到原矿产率为0.03%、Ta2O5品位为16.99%、Nb2O5品位为25.66%、Ta2O5原矿回收率为38.99%、Nb2O5原矿回收率为58.89%的水冶钽铌粗精矿。通过浮选工艺流程方案可以得到原矿产率为26.01%、Li2O品位为2.30%、Rb2O品位0.75%的铁锂云母精矿及原矿产率为63.45%、K2O+Na2O含量为4.4%、Fe2O3含量为0.07%的石英-长石精矿。

参考文献

1 曾庆友，林忠良，潘世语，等.江西松树岗云英岩化花岗岩型钽铌矿石矿物组成及赋存形式[J].矿产勘查，2021（8）：1765-1772.

2 曾庆友，潘世语，彭蜀涛，等.江西松树岗钠长石化花岗岩型钽铌矿工艺矿物学特征[J].矿产综合利用，2020（6）：180-185.

3 曾庆友，林忠良，谢芳军，等.江西石坞金矿玄武岩地球化学特征及构造意义[J].有色金属（矿山部分），2021（4）：92-98.

4 赖长荣，胡晔昕，舒如霜，等.选钨尾砂回收有价金属研究现状综述[J].中国资源综合利用，2022（4）：118-123.

5 张 骄.金属尾矿资源综合利用现状及对策探讨[J].中国资源综合利用，2018（5）：74-75.

6 曾庆友，彭蜀涛，曾晓建，等.江西宜丰某花岗岩型锂矿尾砂成瓷性能研究[J].非金属矿，2024（4）：9-11.

7 高腾跃，李光胜，朱幸福，等.黄金浮选尾矿中长石综合利用研究[J].中国资源综合利用，2022（4）：1-4.

8 谢日实，彭子枫，王银强，等.阿尔金山杨达什克南稀有金属矿地质特征及找矿方向分析[J].中国资源综合利用，2024（7）：83-85.

9 赵 武，霍成立，刘明珠，等.有色金属尾矿综合利用的研究进展[J].中国资源综合利用，2011（3）：24-28.

10 徐 健，刘长淼，程宏伟.江西松树岗、福建南平和四川甲基卡钽铌矿分选行为的工艺矿物学因素分析[J].矿产保护与利用，2021（5）：1-6.

11 薛 荣，王汝成，陈光弘，等.松树岗钽铌钨锡矿床石英脉的矿物学研究：云母和黑钨矿成分对热液成矿过程的制约[J].岩石矿物学杂志，2019（4）：507-520.

12 俞寒飞，朱志成.江西松树岗稀有金属矿床钽铌赋存状态[J].西部探矿工程，2018（12）：

105-108.

13 钟建昇，靳 鑫.葛源松树岗钽铌矿床地质特征及富集规律[J].世界有色金属，2017（15）：181-182.

14 黄定堂.江西横峰松树岗钨锡铌钽多金属矿床成因探讨[J].有色金属矿产与勘查，1999（4）：40-45.

15 曾庆友，彭蜀涛，潘世语，等.湖南界牌岭锡多金属矿区北侧地球化学异常特征及找矿潜力[J].中国钼业，2024（4）：14-20.

16 曾庆友，彭蜀涛，潘世语，等.湖南宜章长城岭测区地球化学异常特征及找矿前景[J].中国钼业，2024（2）：28-35.

17 曾庆友，潘世语，鲁诗阳，等.江西宜丰高岭测区土壤地球化学异常特征及找矿潜力[J].中国钼业，2023（6）：16-22.

18 朱志成，王建文，俞寒飞.江西省横峰县松树岗稀有金属矿床成矿模式探讨[J].世界有色金属，2018（15）：95-97.

19 周 旻，曾晓建，陈正钱.江西葛源稀有金属矿床铌钽赋存状态[J].江西有色金属，2006（4）：

1-5.

20 刘清高，曾晓建，李 龙.江西横峰县葛源铌钽矿床综合开发研究[J].矿产综合利用，2010（4）：38-41.