碎云母矿选矿提纯试验研究

2013-06-08付茂英

中国非金属矿工业导刊 2013年4期

付茂英

（中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队，河北保定 071051）

1 概述

云母是含钾、铝、铁、锂等元素的层状含水铝硅酸盐矿物。云母可分为大片白云母、碎云母、绢云母等，碎云母为白云母的一种。碎云母主要为片麻岩或片岩中小片云母，片径0.5～20mm、个别稍大，在矿石中含量达20%～30%，经过选矿加工成云母粉之后，主要是制成云母玻璃、云母陶瓷用作电子工业绝缘和耐火材料，或在水泥、油漆、橡胶、陶瓷中作填料，可改善材料性质。近年来随着碎云母用途越来越广泛，碎云母矿石的价格也不断上涨，目前原矿价格已涨至380元/t，应用前景十分广阔。

碎云母矿的主要产地之一是河北省，主要分布在灵寿、行唐、曲阳和唐县一带，是河北省的优势矿种。从20世纪90年代至今，已勘查、评价了十余处矿山，已有一定的开发规模，现就评价工作中碎云母矿选矿试验研究进行探讨，以期指导今后碎云母矿评价的选矿分析和试验研究。

2 矿石性质及样品制备

选矿样品4件，均为具有代表性的矿石，每件样品质量200kg以上，按图1方式制备，作为风选试验或湿法选矿用样。试样呈灰白色，经初步岩矿鉴定，试样属白云母片岩或白云母钾长(二长)片麻岩，主要含白云母、钾长石、石英、粘土及微量蛭石等。

图1 试验样品制备流程

在筛分分析中发现云母较厚，直接风选困难较大，因此要采用鄂破至一定大小(＜50mm)后再进行后道工序。

3 碎云母选矿提纯

根据云母本身的结构特点及矿石中的矿物组成进行选择性破碎，将云母剥成薄片的同时把矿石中的石英、长石等有害杂质磨细，然后用筛分和风选进行提纯，此法是目前云母选矿最经济有效的办法，也是多年来众多生产厂家生产实践验证的选矿方法之一。因此选矿方法中，H01选用湿法—棒磨—湿法选矿提纯的工艺，H02、H03、H04采用破碎—分级—风选选矿提纯工艺。

3.1 破碎—分级—风选选矿提纯工艺

破碎—分级—风选的成熟工艺路线有两种，见图2、图3。

(1)粗碎。

为保证细碎的入料粒度，依据经验第一段破碎采用￠400*600锤式破碎机，产品粒度＜50mm。

(2)细碎。

图2 破碎—分级—风选选矿流程

图3 破碎—分级—风选选矿提纯工艺流程

细碎选矿提纯的关键工序，经生产实践反复验证，采用￠400锤式破碎机(面粉机)较为合理，针对本区碎云母矿，经试验后认为筛底采用3mm筛网更为满足破碎后产品筛分分析结果，如表1所示。

表1 不同筛底产品筛分分析结果

(3)分级。

根据筛析结果，为保证风选取时入料粒度的均匀性，从而提高风选回收率，分级采用10、16、30目三层筛，参考干磨云母粉标准JC/T 595-1995，+10目含砂量＜1%直接做为产品，其余3个粉分别进入各自的风选系统，风选精矿依不同用途按比例混合，经过图4所示的工艺流程后得到含砂量＜1%的精矿产品。

3.2 湿法—棒磨—湿法选矿提纯的工艺

图4 风选系统流程

首先对样品进行加工，加工过程是两次鄂式破碎机粗碎，2～3次对辊式破碎机中碎，然后用3mm、1mm、0.5mm等3种标准筛进行筛分(见图5)，对于以上3种粒级的样品经双目显微镜和砂薄片验证，白云母已全部解离，只有少量的云母片受到破坏。然后将加工后的3种粒级的样品用浮选机浮选(见图6)，在药剂的辅助下经过两次浮选分离，精矿白云母含量达97.86%，尾矿中白云母含量＜5%，选矿回收率达98.21%。

图5 加工分离流程

图6 浮选流程

3.3 试验结果

经过采用破碎—分级—风选选矿提纯工艺(简称风选选矿)和湿法—棒磨—湿法选矿提纯工艺(简称湿法选矿)两种选矿结果(详见表2)情况看，湿法选矿方法略显复杂，但选矿回收率较高；风选工艺简单，矿回收率较湿法选矿方法稍低，但现有生产厂家均在采用，此种选矿结果更加贴近现在生产实际，因此，两种选矿方法均可用于矿山评价的样品选矿测试。

表2 试验样品情况及选矿结果

4 碎云母含量测试

4.1 样品的加工试验

由于碎云母样品的加工和分析到目前还没有规范要求，也没有比较成熟的方法可以借鉴。现在评价过程中采用的是：首先进行样品加工试验，根据矿石中矿物成分及其不同的物理性质，采用鄂式破碎机两次粗碎，然后用对辊破碎机中碎，目的是将矿石中的石英、长石等矿物压碎并与云母完全解离，而云母尽可能少受破坏。试验证明对辊破碎次数与矿石受风化程度、云母含量有关，近地表含矿高的矿石，中碎3～4次已完全解离，坚硬且含矿率低的矿石，中碎5～6次可以解离，经16目(1mm)、40目(0.45mm)、80目(0.2mm)三种标准筛进行筛分。后在双目镜下鉴定，+16目云母含量在98%以上；-16目和+40目级云母含量在85%以上；-40目和+80目级以长石、石英为主，占50%以上；-80目级主要是长石、石英，云母含量＜10%。

经碎样试验，云母在+40目以上级富集。对-40目以下级进行了分级浮选和淘洗及混合浮—淘选，结果混合淘选效果更好，最后确定样品加工流程如下：

鄂式破碎机粗碎(2次)→对辊碎样机中碎(1次)→缩分(一半留作副样)→称重对辊碎样机中碎(3～6次)→筛分(过40目筛)→称重(+40目和-40目分别称重装袋)。

需要说明的是对辊碎样机中破碎次数以+40目级样品中云母含量达90%以上为目的，如筛分后+40目级样品中云母含量低于90%，将+40目级样品回到对辊碎样机中进一步破碎。

4.2 基本分析(碎云母含量测试)

碎云母勘查评价中基本分析仅做白云母含量一项。在上述样品加工基础上，对+40(0.45mm)目样品混匀缩分，在双目镜下估算云母的百分含量；将-40目级样品混匀缩分，称取150g样品进行浮选，浮选结果精矿品位在90%以上，尾矿中云母含量3%～5%。浮选后的精矿每批都抽取30%，在镜下确定本批精矿云母的纯度，尾矿也同样抽查确定其中云母含量。最后按下式计算含矿率：

单样品碎云母含量=[(+40目质量×白云母百分含量)+(-40目精矿质量×精矿中云母百分含量)+(-40目尾矿质量×尾矿中云母百分含量)]÷分析用量×100%。

4.3 样品测试质量

根据试验结果并参考中华人民共和国地质矿产部实施的DZ0130.13-94《岩矿样品化学分析质量要求和检查方法》要求内检，碎云母分离绝对误差定为5%，相对误差为20%。为了保证化验质量，分析完成后，在基本分析样品中抽取10%，再由不同人员对副样重新进行分析，检查无误，签发分析报告。误差分析运用双差法进行检验，矿石允许相对双差值小于监控值，视为内检合格。