湖南某钽铌矿中非金属矿回收选矿试验研究

蔡建社

（湖南有色冶金劳动保护研究院，湖南长沙 410014）

湖南某钽铌矿中非金属矿回收选矿试验研究

蔡建社

（湖南有色冶金劳动保护研究院，湖南长沙 410014）

湖南某钽铌矿中含有大量的长石、云母、石英等非金属矿物，综合回收这些非金属矿物，对增加经济附加值，提高经济效益具有十分重要的作用。试验在研究矿石性质的基础上，对强磁选尾矿（原矿强磁回收钽铌后的尾矿）采用云母浮选—长石、石英分离的浮选工艺流程，通过条件试验、流程试验，综合回收有价的非金属矿物，取得技术指标较好的云母精矿、长石精矿和石英精矿。

强磁尾矿；云母；长石；石英

湖南某钽铌矿经地质部门几十年的勘探，探明该矿体矿石贮量2 000万t，属大型钽铌矿，矿体含钽铌浸染型花岗岩矿体，含有的主要有用金属矿物为富锰钽铌铁矿，其次有黑钨矿、黄铜矿等，地质资料表明该钽铌矿中，还有数量极其庞大的长石、云母、石英等非金属矿物，这些非金属矿物作为钽铌矿重要的副产，是陶瓷、玻璃等工业的重要原料，具有宽阔的市场前景，通过科学有效的选别方法，对钽铌矿中的非金属矿物进行综合利用回收，具有极其重要的意义［1，2］。

1 原矿性质

1.1 原矿多元素分析

原矿多元素分析结果见表1。

表1 原矿多元素分析结果%

多元素分析结果表明：Ta2O5、Nb2O5含量已达到钽铌矿床工业品位要求。K2O、Na2O合量为5.88%，含量偏低。

1.2 原矿矿物组成及含量

采用MLA矿物自动定量检测设备对原矿进行矿物定量检测，结果见表2。结果表明，本矿石中钽铌矿物较单一，只有钽铌铁矿，此外，该矿有数量略少于钽铌铁矿的黑钨矿，由于黑钨矿的可选性与钽铌铁矿十分相近，对提高钽铌精矿品位有一定影响［3，4］；金属硫化矿物数量少，但种类多，包括毒砂、黄铁矿、方铅矿等，值得注意的是，本矿石中含硫银铋矿等银矿物，应注意银的综合回收；其它金属氧化物有微量磁铁矿、褐铁矿等；脉石矿物主要为石英、钠长石、正长石和白云母，极少量磷灰石、金云母、石榴石等。

表2 原矿矿物定量检测结果%

脉石矿物中石英、长石含量占80%，应考虑尾矿综合利用。

2 非金属矿回收试验

在对原矿进行强磁工艺回收钽铌矿物后，对原矿强磁选尾矿进行综合回收，强磁选尾矿主要是云母、长石、石英及少量硫化矿，云母以白云母为主，长石以钠长石和正长石为主。由于三种非金属矿物的比重基本相同，因此浮选是实现云母、长石、石英分离的有效手段。三者中长石精矿的质量要求最为严格，除K2O、Na2O合量需达标外，煅烧白度也是一重要指标，而提高长石煅烧白度的关键在于降低铁、钛的含量。由于云母含Fe2O3在2%左右，因此必须脱出云母，才能保证长石精矿质量。三者中云母呈片状结构，可浮性最好，长石、石英的可浮性较为接近。因此强磁选尾矿回收的原则流程为“硫化矿浮选—云母浮选—长石、石英分离”。

2.1 云母浮选试验

2.1.1 云母浮选pH试验

云母的天然可浮性较好，在酸性、中性及碱性条件下均有着优异的可浮性。但试验发现，在酸性条件下，无论使用阴离子捕收剂还是阳离子捕收剂，精矿泡沫过于疏松，不易消泡，不利于进一步精选。而在碱性条件下，精矿泡沫则较为结实，易于控制，更适合应用于工业生产。因此选择碱性条件浮选云母。

由于云母的纯度分析较为复杂，而云母、长石、石英三者中，只有云母含铁，因此通过分析Fe2O3的含量来判断云母的富集和走向。云母浮选氢氧化钠用量试验流程图如图1所示，试验结果见表3。

由表3可以看出，氢氧化钠用量在1 000 g／t时较为适宜，此时矿浆pH值在10左右。随着氢氧化钠用量的增加，云母浮选受到抑制。

图1 云母浮选氢氧化钠用量试验流程图

表3 云母浮选氢氧化钠用量试验结果

2.1.2 云母浮选混合胺用量试验

混合胺作为云母浮选的捕收剂，其用量较为关键。用量过低时，云母浮选不干净，影响长石精矿质量；用量过大时，一方面长石亦会上浮，增大长石的损失，另一方面，增加药剂成本。云母浮选混合胺用量试验流程图如图2所示，试验结果见表4。

图2 云母浮选混合胺用量试验流程图

表4 云母浮选混合胺用量试验结果

由表4可以看出，当混合胺用量为（粗选＋扫选）100＋50 g／t时，尾矿中Fe2O3含量可降至0.2%以下，因此选择（粗选＋扫选）100＋50 g／t用量较为合适。

2.2 长石、石英浮选分离试验

浮选是分离石英与长石的主要方法，利用长石和石英的零电点差异（石英零电点为pH 2～3，长石零电点为pH 1.5），将矿浆pH调至2～3时，石英表面不带电荷，而长石表面荷负电，此时添加阳离子捕收剂可浮选长石，实现长石、石英的分离。目前在工业生产尚应用的主要是传统的有氟法（又称氢氟酸法）、无氟有酸法。但由于氟离子会造成严重的环境污染，传统的氢氟酸法正逐渐被无氟法工艺所取代。基于保护环境角度考虑，本试验只对无氟工艺进行考察。

影响长石精矿质量主要有两大因素：（1）K2O、Na2O含量；（2）煅烧白度。通常，K2O、Na2O含量及白度越高，长石精矿质量就越高。而本矿石的长石以钠长石和正长石为主，其颜色为浅黄色，自然白度较低。因此长石、石英分离的原则是保证长石精矿中K2O、Na2O含量在8%以上，尽可能提高其煅烧白度。

2.2.1 硫酸用量试验

硫酸用量是影响长石、石英分离的关键因素，硫酸用量试验流程图如图3所示，试验结果见表5。

由表5可以看出，当硫酸用量在2 000 g／t左右时较为适宜。

2.2.2 长石、石英分离混合胺用量试验

适量的石英进入长石精矿可提高长石精矿的煅烧白度，但如果长石精矿中石英含量过高，又会降低K2O、Na2O含量。混合胺用量试验流程图如图4所示，试验结果见表6。

由表6可以看出，混合胺用量（粗选＋扫选）在100＋50 g／t左右时较为适宜，随着用量的增加，长石精矿产率增加，石英上浮量增大，K2O、Na2O含量降低。

图3 长石、石英浮选分离硫酸用量试验流程图

表5 长石、石英浮选分离硫酸用量结果

图4 长石、石英浮选分离混合胺用量试验

表6 长石、石英浮选分离混合胺用量结果

2.2.3 无氟工艺全流程试验

无氟工艺全流程试验如图5所示，试验结果见表7。

试验需要说明以下几点：（1）硫化矿含量较少，通过添加少量丁黄药和2＃油即可浮选干净，以免影响云母精矿质量；（2）云母浮选时不可避免造成部分长石矿物的上浮，为保证云母精矿质量，对云母粗精矿进行精选，精选尾矿即云母中矿中因含Fe2O3较高，不能并入长石浮选系统，因此将作为尾矿丢弃；（3）由于云母浮选是在碱性条件下进行，且云母浮选产率为34%左右，而长石浮选在强酸性条件下进行，因此一方面为降低硫酸用量，另一方面为保证长石浮选浓度，对云母浮选尾矿进行浓缩是必要的。另外，由于云母浮选尾矿呈碱性，因此沉降速度很快，可在5 min内迅速澄清，溢流水含矿物很少，因此未对其进行计量、分析；（4）长石粗选精矿中K2O、Na2O含量可达到8%以上，而长石扫选精矿中K2O、Na2O含量仅6.5%左右，因此仅需对长石扫选精矿进行精选，精选尾矿即长石中矿为不影响石英精矿质量，可作为尾矿丢弃。云母精矿、长石精矿、石英精矿多元素分析结果分别见表8、表9、表10。

图5 非金属矿物综合回收试验流程图

表7 非金属矿物回收全流程试验结果%

表8 云母精矿多元素分析结果

表9 长石精矿多元素分析结果

表10 石英精矿多元素分析结果

试验所取得的精矿产品，具有较好的应用前景，长石是制作玻璃溶剂、陶瓷釉料的主要原料之一；石英可应用于玻璃行业、陶瓷行业和耐火材料行业；云母产品应用于橡胶、塑料、涂料以及功能性无机填料等方面。

3 结 论

湖南某钽铌矿中含有数量极其庞大的长石、云母、石英等非金属矿物，综合回收这些有价值的非金属矿物，具有很大的意义，试验通过硫化矿浮选—云母浮选—长石、石英分离的浮选工艺流程，对原矿强磁选尾矿进行综合探索回收，取得了长石、云母及石英三种精矿产品，这三种精矿产品的品质能够满足生产陶瓷、玻璃、橡胶、塑料及耐火材料等方面的原料要求，如若进一步提高精矿产品的品质，提高产品经济价值，还需要做进一步的选矿试验研究。

［1］ 何国伟，叶志平.低品位钠长石花岗岩型钽铌矿全矿石综合利用［J］.有色金属，2008，（3）：98－101.

［2］ 王毓华，黄传兵，陈兴华，等.从某钽铌尾矿中回收长石和石英的试验研究［J］.中国矿业，2005，14（9）：38－40.

［3］ 高玉德，邱显扬，韩兆元，等.细粒级低品位钽铌稀土矿选矿工业研究［J］.中国钨业，2013，（4）：26－28.

［4］ 林东，聂光华，罗国菊，等.江西某钽铌尾矿综合利用试验研究［J］.非金属矿，2016，（1）：14－17.

Experimental Study on Recovery of Nonmetallic Ores from a Tantalum Niobium M ine in Hunan

CAI Jian-she
（Hunan Labor Protection Institute of NonferrousMetals，Changsha 410014，China）

Containing feldspar，mica，quartz and other non-metallic minerals of Hunan tantalum niobium mine，the comprehensive recovery of these non-metallic minerals，to increase economic value，plays a very important role to improve economic benefits，based on the study of the ore properties，the strongmagnetic separation tailings（tantalum niobium ore tailings after strongmagnetic recovery）the flotation process flotation separation of quartz feldsparmica. Through experiment test，it recovers the price non-metallicmineral，and obtains better technical indexes，feldspar and quartzmica ore concentrate.

high magnetic tailings；mica；feldspar；quartz

TD923

A

1003－5540（2017）02－0019－004

2017－03－02

蔡建社（1975－），男，工程师，主要从事选矿技术管理及生产管理工作。