萤石选矿技术研究现状

邓湘湘，廖德华

（1.长沙环境保护职业技术学院，湖南长沙410004；2.湖南有色金属职业技术学院，湖南株洲412006）

萤石选矿技术研究现状

邓湘湘1，廖德华2

（1.长沙环境保护职业技术学院，湖南长沙410004；2.湖南有色金属职业技术学院，湖南株洲412006）

在介绍萤石资源的特点与用途基础上，分析了萤石的重介质选矿和浮选工艺及浮选捕收剂、抑制剂的研究现状，为萤石选矿技术改进提供参考.

萤石；选矿；研究

1 萤石资源、特点及用途

1.1 萤石资源

萤石，又名氟石，成分为氟化钙，是一种非常重要的非金属矿物材料［1］.因为在阴极射线或紫外线的照射下会发出蓝绿色荧光，因此被命名为萤石.

目前，全球已发现的萤石矿床分布相当广泛，但其矿床规模存在很大的差异.世界已探明的萤石矿物储量约为5亿吨［2］，基础储量约为4.8亿吨，环太平洋成矿带已探明的萤石储量约占全球总储量的50%以上［3，4］.中国是世界上萤石矿产资源最多的国家之一，也是生产萤石的主要国家之一［5］.我国已探明储量的萤石矿区有290多处，遍布26个省区.主要分布在内蒙古、湖南、湖北、河南、江西、福建、浙江等省，其中湖南的萤石矿产资源储量最多，约占全国总储量的60%，其次为内蒙古和浙江等［6］.

1.2 萤石资源特点

按照成因类型和矿石特征，我国萤石矿床主要分为三大类：硅酸盐类萤石矿床、碳酸盐类萤石矿床和多金属共生萤石矿床.我国的萤石矿产资源主要有以下几个特点［7］.

（1）资源潜力大，但地质工作和开发利用程度还比较低.

（2）储量比较集中.我国的萤石储量主要分布在湖南、浙江、福建和江西等省区，储量约占全国萤石总储量的90%以上.

（3）单一萤石矿床多，但储量很少；伴（共）生型矿床少，而储量大.由于萤石综合回收利用水平比较落后，目前我国主要开发利用的是单一型萤石矿床，伴（共）生型萤石矿床的开发利用水平还很低.

（4）贫矿多，富矿少.单一型的萤石矿，一般平均品位，即氟化钙的含量大约为35%～40%；并且矿物晶体很细，萤石矿与脉石矿物致密共生，加剧了萤石矿物回收困难，造成了很大一部分萤石矿物损失在了尾矿中，无法得到利用.

1.3 萤石的用途

萤石是一种很重要的非金属矿物原料，工业用途非常广泛［8］.萤石是钢铁工业的熔剂，可以增加流动性，降低冶炼温度，减少燃料的消耗；在化学工业中，萤石可以制取氢氟酸及其衍生物，使塑料的腐蚀性和化学稳定性大幅提高，同时还可用作吹制剂、冷冻剂和气溶胶抛射剂等；在炼铝过程中，添加萤石制取的氟化盐可以降低氧化铝的熔点；萤石是生产水泥的矿化剂；是熔制玻璃时的助熔剂；可以促进陶瓷烧结进程、提高瓷器质量等.

2 萤石选矿研究现状

萤石精矿产品价格并不是很高，因此在萤石回收过程中，应尽可能地降低能耗、药耗，简化工艺流程.萤石选矿方法有手选、重选和浮选等方法.

2.1 萤石重介质选矿研究

由于单一高品位的萤石矿储量少，目前开采的大多是品位低的伴生萤石矿.为了充分利用回收低品位的萤石矿，为浮选作业提供合适品位的萤石原矿，同时减少萤石矿物在尾矿中的损失，世界萤石生产大国对萤石重介质预选丢废工艺越来越重视［9，10］.

意大利某选矿厂用三产品涡流分选设备回收含萤石－方铅矿矿石，获得了含CaF291.8%、Pb 0.4%，回收率为90%的萤石精矿，丢废率达到了40%以上.德国沃尔法齐选矿厂，用三产品涡流分选器对原矿品位为35%的萤石矿进行回收，抛废率达到了36.2%，废弃矿物中萤石含量仅为6.75%.浙江省研制的直径为156 mm的三产品重介质涡流分选设备改善了进入浮选的矿石质量，保证了原矿品位，并且降低了磨浮成本；将该三产品重介质涡流分选设备用于浙江东风萤石公司低品位原矿选矿中，萤石品位从处理前的40%提高到55%左右，萤石损失率为6%～7%，抛废率达到了30%.

2.2 萤石浮选研究现状

萤石是易浮矿物，所以萤石最主要的回收方法是浮选.但浮选回收萤石主要有两个难点，一是萤石与方解石、重晶石等脉石矿物的可浮性相近，导致浮选分离困难；二是萤石精矿产品中的降硅问题还没有得到很好的解决办法［11］.

2.2.1 粒级的控制

萤石精矿质量要求比较高，为了提高精矿的品位，首先必须使萤石与脉石矿物充分单体解离.粒度是影响浮选作业的一个重要因素，过粗的和过细的粒级都会给浮选作业带来有害的影响，据相关文献报道［12］，10－100μm的粒级是萤石的最佳浮选粒级；并且对于脉石矿物主要是石英的萤石矿，浮选都有一个共同的规律，在粗选作业中适当粗磨，减少过粉碎造成萤石矿在尾矿中的损失；而在精选降硅作业中则要求细磨，使得脉石矿物与萤石充分单体解离，提高精矿产品的质量.

日本有人进行了干式磨矿和湿式磨矿对萤石浮选的影响，结果发现在干式磨矿的条件下，萤石精矿品位和回收率都比湿式磨矿条件下好，原因是在干式磨矿条件下，萤石的晶体结构发生了变化，由半导体N型转变为P型，导致萤石更容易被脂肪酸类捕收剂捕收.

很多选厂采用阶段磨浮流程，及早丢弃尾矿，提高入选品位，同时减少了萤石的过粉碎，提高了回收率.银子山萤石矿嵌布粒度很细，当磨到－20μm时单体解离度才达到了98%，此时萤石精矿中所含SiO2小于0.8%.因此，该矿山在萤石回收的过程中，就采取了阶段磨矿流程，得到了较好的回收指标.

2.2.2 捕收剂研究现状

萤石浮选捕收剂通常用脂肪酸类药剂，目前工业上常用的是油酸及其改性产品，如油酸钠、环烷酸、亚油酸和动植物脂肪酸等.鲁法增等［13］对低品位萤石矿进行回收时，捕收剂采用氧化石蜡皂，调整剂为碳酸钠和水玻璃，获得CaF2品位为92.90%、回收率为95.67%的萤石精矿.田学达等［14］对731、油酸和6RO－12三种捕收剂进行比较，731和油酸对萤石的捕收能力比6RO－12强，但是选择性却比后者差.王绍艳等［15］用环烷酸作捕收剂，淀粉和硝酸钙为调整剂回收某萤石矿，获得了较好的精矿指标，CaF2品位98.67%、回收率97.95%.

油酸类药剂虽然来源广泛、价格便宜，捕收能力强，但是其选择性和溶解分散性差，并且抗冻能力较差；油酸类改性产品也存在易分解和放久会分层等缺点；同时油酸类药剂凝固点比较高，矿浆温度也是影响浮选作业的一个重要因素，在一定温度范围内，油酸类药剂溶解度随着温度的升高而增加，分散性提高，从而捕收效果更好.但是在生产实践中，升高温度会造成很多的不便，因此越来越多的选矿工作者致力于新工艺、新药剂和组合药剂的应用研究.

对油酸进行超声波乳化，使其变成乳浊液，提高药剂在矿浆中的分散性，结果证明在5℃的时候浮选回收萤石，可以获得较好的指标［16］.H.Balduf等［17］对德国某低品位难选萤石矿进行回收试验，采用N－酰胺基羧酸作捕收剂，水玻璃和六偏磷酸钠为组合抑制剂，得到了CaF2品位98.7%、回收率85.0%的萤石精矿产品.德国某选厂［18］用美狄兰（该药剂凝固点很低，在0℃时呈黄色透明液体）浮选回收某萤石矿，该矿中方解石的含量大于6%，获得较好的浮选指标，若改用油酸作捕收剂，则浮选效果不佳.林海［19］对含石英、方解石某萤石矿浮选回收时，进行了新型捕收剂C28和油酸类药剂的比较，分选可在常温下进行，尾矿水很容易澄清作为循环水使用，且获得了较好的精矿指标，CaF2品位98.79%、回收率92.15%.针对某碳酸盐类的萤石矿，车丽萍等［20］采用新型捕收剂H602进行浮选回收，获得CaF2品位大于98%、回收率大于69%的较好指标.靳恒洋等［21］对某萤石原矿品位为52.30%的矿样采用T－69新型捕收剂与油酸进行对比浮选回收试验，其结果表明在T－69捕收剂的作用下，产率和回收率都比油酸要高很多.朱建光等［22］合成了nRO－X系列两性捕收剂，并通过对含钙矿物浮选进行系统研究，得出nRO－X系列两性捕收剂对萤石矿有较好的选择捕收性能.王淀佐［23］对萤石、重晶石和白钨矿采用α－胺基芳基膦酸作捕收剂，实现了较好的分离.李洪潮等［24］对某伴生萤石矿用油酸和氧化石蜡皂作混合捕收剂，得到了CaF2品位98.07%、回收率75.84%的萤石精矿.张益魁［25］用油酸和YS混合捕收剂实现了萤石和含钙类脉石矿物的较好分离，不仅提高了萤石的回收率，并且降低了选矿成本.

2.2.3 抑制剂研究现状

萤石浮选中所用的抑制剂主要有无机抑制剂和有机抑制剂两大类.无机抑制剂主要包括水玻璃、六偏磷酸钠等；有机抑制剂主要包括烤胶、木质磺酸盐等.水玻璃是萤石浮选最常用的有效抑制剂.为了提高水玻璃的选择抑制性能，可以将水玻璃与高价金属离子盐类组合起来使用，或按一定比例与硫酸配成酸性水玻璃使用，这些措施都可以增加水玻璃的吸附选择性，显著提高浮选效率.但是酸性水玻璃的酸化度要适宜，酸化度偏高随会增强抑制能力，但选择性却会降低［26］.J.F.Oliveira等［27］人在运用浮选方法回收巴西某白钨细粒尾矿中的萤石时，采用FeSO4·7H2O和水玻璃作为组合抑制剂，比单用水玻璃作抑制剂的效果得到了明显的改善.国外某萤石矿［28］在浮选过程中加入水玻璃、六偏磷酸钠和烤胶作组合抑制剂，获得了较好的萤石精矿产品.宋翔宇等［29］对河南某低品位萤石矿，在浮选精选过程中采用硫酸和水玻璃配置成的水溶液作抑制剂，取得了满意的分离效果.

常用的有机抑制剂有淀粉、木质素磺酸盐类、糊精和烤胶等.在生产试验中，选矿工作者常将无机抑制剂和有机抑制剂等组合起来使用，以便增强抑制剂的抑制选择性能.针对萤石与石英紧密共生矿石采用木质磺酸钠作抑制剂，获得了较好的分选效果.聚磷酸盐、单宁或单宁衍生物可有效的抑制萤石分选中的方解石.淀粉和改性淀粉作抑制剂在萤石与重晶石分选试验中也获得了较好的结果.李俊萌［30］对荡坪某白钨尾矿中萤石浮选回收采用烤胶作抑制剂，获得了萤石品位达95.67%，方解石含量仅为2.07%的较好指标.陈斌等［31］针对某脉石矿物主要为重晶石的萤石矿，在浮选回收过程中加入碳酸钠、水玻璃、硫酸亚铁和糊精组合药剂作抑制剂，获得了较好的浮选指标.周晓四等［32］在回收某萤石矿浮选试验中，以硫酸亚铁、水玻璃和焦性没食子酸为组合抑制剂，得到了国标一级品标准要求的萤石精矿.

3 小结

我国萤石储量主要分布在含萤石的复杂多金属矿床中，其储量大约占了萤石总储量的三分之二.虽然，国内外选矿工作者在萤石选矿方面已获得了一定的成果，但是要解决萤石矿的综合回收，还宜从以下几个方面继续开展研究.

（1）萤石重介质预选丢废工艺可以有效的提高萤石贫矿浮选作业的入选品位，有效的提高浮选效率.

（2）由于萤石精矿产品具有价格不高，但对其质量又有很高要求的特点，必须制定合适的磨矿－浮选回收工艺，尽可能的降低能耗、药耗，并且在保证萤石精矿品位的要求下，尽量有效提高回收率.

（3）由于萤石本身可浮性较好，应致力于选择性好的捕收剂的研制；又因其与方解石、重晶石等脉石矿物的可浮性相近，在生产实践中，抑制能力很强的抑制剂在抑制脉石矿物的同时，对萤石也产生了强烈的抑制作用，因此应致力于选择性抑制能力强的抑制剂的研制.

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Research of M ineral Processing for Fluorite

DENG Xiang-xiang1，LIAO De-hua2
（1.Changsha Environmental Protection College，Changsha，Hunan 410004；
2.Hunan NonferrousMetals Vocational and Technical College，Zhuzhou，Hunan 412006）

Based on summarizing the characteristics and uses of fluorite resources，the thesis analyzes the heavy media beneficiation，the flotation process，the flotation fluorite，the research and application of the inhibitor to provide the references for the development of fluorite beneficiation technology.

fluorite；mineral processing；research

O69

A

1671－9743（2015）11－0094－03

2015－09－19

邓湘湘，1974年生，女，高级工程师，研究方向：资源综合利用和环境保护.