浙江衢州里芭蕉萤石矿选矿试验研究

童友焜

(福建省地质测试研究中心，福州，350002)

萤石矿是一种非常重要的工业原料，用途十分广泛，主要用于冶金、建材、化工行业[1]。近年来，国内外在许多领域拓展了萤石的新用途,如用于建筑和造船工业的焊剂、制造大功率激光装置、生产高效火箭燃料、利用氟塑料制造人造心瓣和代用骨骼等[2-4]。因此，对萤石矿进行深入研究，实现萤石资源的综合利用，对国民经济的发展具有深远意义。

1 矿石特征

1.1 矿石矿物主要特征

矿石由萤石、钾长石、斜长石、石英等矿物组成。矿石结构具有角砾状、碎斑、变余斑状等，基质呈显微交生结构。矿石构造为角砾状。矿石主要有用矿物为萤石,其嵌布粒度粗细不均,粒径一般为0.05～10 mm，萤石矿化与硅化作用关系密切，萤石与石英二者相互伴生、相互嵌布。

1.2 矿石化学特征

矿石化学分析结果(表1)；矿石光谱半定量全分析结果(表2)。

表1 矿石化学分析结果

表2 矿石光谱半定量全分析结果

注：未列入表内的元素均小于光谱检出限。光谱半定量单位均为ω(B)/10-6。

由矿石化学分析结果可知,该矿萤石CaF2品位为32.02%，具有一定的工业开发利用价值。

图1 磨矿细度试验流程Fig.1 Test procedure for the grinding fineness

2 选矿试验研究及讨论

针对里芭蕉矿区萤石嵌布粒度偏细，单体解离度低，脉石矿物石英与萤石共生密切的特点，对萤石矿石采用细磨使其单体解离，而后用浮选法对其进行选别工艺。由于矿石在细磨过程中易造成泥化，因此，在选别过程中选择用水玻璃抑制石英等脉石矿物以及分散矿泥是提高精矿品位的关键。

2.1 浮选条件试验

2.1.1 磨矿细度试验

磨矿细度是保证获得良好技术指标的基础，寻找适宜的磨矿细度极其重要。因此，在磨矿过程中加入水玻璃来分散矿泥起到助磨作用，采用试验的流程(图1)和药剂用量作为原始固定条件，试验结果(表3)。

由磨矿细度条件试验结果可知，在药剂用量相同的情况下，随着磨矿细度增加，萤石粗精矿回收率逐渐增加，即在磨矿细度-74 μm 90%，其粗精矿回收率高于其它磨矿细度粗精矿回收率，因此，确定适宜的磨矿细度为-74 μm 90%。

表3 磨矿细度试验结果

2.1.2 粗选药剂用量确定试验

浮选药剂用量的确定关系到选别指标及其经济效益,因此,对粗选进行药剂用量试验,即粗选药剂用量的基本条件是采用L934正交法来确定的。其试验流程(图2)，固定磨矿细度为-74 μm 90%，磨矿浓度为50%，试验因素和水平(表4)，粗选药剂用量正交试验条件(表5)，粗选药剂用量正交试验结果(表6)，极差分析结果(表7)。

正交试验分析结果表明：①影响CaF2回收率因素依次为C>B>A,即氧化石蜡皂用量>水玻璃用量>碳酸钠用量；②影响CaF2品位因素依次为C>B>A,即氧化石蜡皂用量>水玻璃用量>碳酸钠用量；③综合条件为：A1，B2，C3， 即碳酸钠量用量300 g/t，水玻璃用量1 000 g/t，氧化石蜡皂用量600 g/t。

2.2 开路流程试验

根椐正交试验确定的最佳药剂用量条件，对样品进行1次粗选、5次精选的开路试验, 开路试验流程及条件(图3)，开路流程试验结果(表8)。

图2 粗选药剂用量条件试验流程Fig.2 Test procedure for the dosage of crude drug

因素水平序号ABC碳酸钠(g/t)水玻璃(g/t)氧化石蜡皂(g/t)13005002002600100040039001500600

表5 粗选药剂用量正交试验条件

续表5

表6 粗选药剂用量正交试验结果

续表6

表7极差分析结果

Table7Rangeanalysisresults

因素结果水平ABC碳酸钠(g/t)水玻璃(g/t)氧化石蜡皂(g/t)εⅠ293.39293.33282.73εⅡ290.46292.24294.74εⅢ290.45288.73296.83εⅠ97.8097.7894.24εⅡ96.8297.4198.25εⅢ96.8296.2498.94离差R0.981.544.70βⅠ229.07228.19250.53βⅡ229.74228.91226.01βⅢ230.21231.92212.48

续表7

因素结果水平ABC碳酸钠(g/t)水玻璃(g/t)氧化石蜡皂(g/t)βⅠ76.3676.0683.51βⅡ76.5876.3075.34βⅢ76.7477.3170.83离差R0.381.2512.68

图3 开路试验流程Fig.3 Open circuit test procedure

表8 开路流程试验结果

从开路流程试验结果可以看出，在磨矿细度为-74 μm 90%，经5次精选后获得精矿CaF2品位为98.69%，精矿品位达到理想指标。

2.3 闭路流程试验

根据条件试验和开路试验结果，确定1次粗选、5次精选、中矿顺序返回的闭路试验，为了使闭路试验能取得更高的精矿品位，对个别药剂用量进行调整，即在精选—选别作业中添加500 g/t水玻璃来加强对脉石矿物的抑制。从闭路试验结果(表9)可以看出，该样品经闭路选别后获得CaF2精矿品位为98.28%，品位达到特级品指标要求。闭路试验流程(图4)。

图4 闭路试验流程Fig.4 close circuit test procedure

产品名称产率(%)CaF2品位(%)CaF2回收率(%)精矿31.0598.2896.81尾矿68.951.463.19合计100.0031.52100.00中矿51.3192.123.83中矿42.8684.497.66中矿34.3276.1910.44中矿28.1954.0314.03中矿117.3513.667.52

3 结语

(1)该矿矿石中有用矿物为萤石，脉石矿物有钾长石、斜长石、石英等。矿石中萤石与石英相互伴生、相互嵌布。萤石粒度粗细不均，以细粒为主，需要细磨才能使萤石和石英单体解离。

(2)选择在球磨机中添加水玻璃不仅能起到抑制脉石矿物和分散矿泥作用，且能起到助磨作用，降低了磨矿能耗。

(3)矿石磨至-74 μm 90%,经1次粗选和5次精选浮选试验流程选别后，获得精矿产率31.05%，精矿CaF2品位98.28%，回收率96.81%的良好指标，精矿产品质量达到特级品要求。

1 牛丽贤，张寿庭. 中国萤石产业发展战略思考.中国矿业， 2010,19(8).

2 白林宝，贺巧玲. 萤石的开发利用及发展动向.内蒙古石油化工， 2008(14).

3 张方. 我国萤石资源与氟化工产业发展形势分析.化学化工，2008，26(7).

4 尹丽文. 中国应尽快停止出口萤石.国土资源情报，2009(8).