四川德昌大陆槽某稀土尾矿工艺矿物学分析

陈福林 杨晓军 何 婷 刘志刚

(1.四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心；2.稀有稀土战略资源评价与利用四川省重点实验室)

四川省拥有我国第二大稀土资源，以轻稀土为主，主要分布于凉山州的冕宁县、德昌县，其中德昌县大陆槽轻稀土矿为特大型稀土矿[1-2]，是四川西部较为重要的轻稀土矿成矿带—攀西稀土成矿带的重要组成部分，该成矿带是我国单一氟碳铈矿成矿区及内生碱性岩热液型稀土成矿带[3]。德昌大陆槽稀土矿区处于南北向和北东向构造的复合部位，多组断裂汇聚于矿区。稀土矿呈灰白色，细—中粒结构，似片麻状、块状构造，主要矿物为中长石、普通角闪石、石英、少量黑云母，局部见纤闪石[4]。矿区内与稀土矿化有关的围岩类型多、范围广，主要有萤石化、重晶石化、碳酸盐化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、褐铁矿化等，在矿床氧化带。氟碳铈矿以物理风化为主，呈碎粒、碎粉状。该区稀土矿选矿工艺主要为粗磨—重选—重选精矿干式磁选，REO回收率仅30%～35%，大量有价组分进入尾矿外排，造成资源浪费。为考察德昌大陆槽稀土尾矿再利用的可能性，对其进行工艺矿物学分析。

1 样品制备

样品取自德昌大陆槽某选矿厂轻稀土尾矿库，粒度-2 mm。由于尾矿库堆存和样品运输过程中混入较多的塑料膜、烟头、铁丝和废石等杂质，因此将各采样点样品晾干、混合后用2 mm筛隔渣，丢弃筛上物，筛下混匀、缩分作为试验样。

2 样品组成

稀土尾矿样品化学多元素分析结果见表1，各粒级矿物组成见表2。

表1 稀土尾矿样品化学多元素分析结果 %

注：ThO2、U含量单位为g/t。

表2 各粒级矿物组成

由表1可知，稀土尾矿样品REO含量2.42%，含量较高，具有再次回收价值；CaF2、BaSO4、SrSO4等含量相对较高，可以考虑综合回收；Al2O3、Fe2O3、CaCO3、K2O等含量相对较高，说明该铝硅酸盐、含铁矿物含量偏高，泥和碳酸盐含量较大，使得样品中稀土、锶、钡及萤石的综合回收难度较大。

由表2可知，样品中脉石矿物以长石(钾长石、斜长石)为主，且呈粒度越细、含量越低的态势；石英和碳酸盐矿物(方解石和白云石)次之，白云母、黑云母在粗粒级中较少，但在-0.15 mm粒级中含量较高；有用矿物为氟碳铈矿、锶钡矿物(重晶石和天青石)及萤石，粒度越细，有用矿物含量越高。

人工重砂淘洗、莱卡实体显微镜镜下观察发现，脉石矿物中含有少量的褐铁矿、角闪石、辉石、绿泥石，微量电气石，偶见磷灰石和锆石；重矿物主要为粒度相对较细的氟碳铈矿、颗粒中等的重晶石及天青石、颗粒较为粗大的石英和碳酸盐矿物，偶见氧化较不完全的黄铁矿。

3 粒度分析

稀土尾矿样品粒度分析结果见表3。

表3 稀土尾矿样品粒度分析结果

从表3可以看出，样品粒度分布较为不均，+0.074 mm粒级占66.14%，-0.038 mm粒级占22.98%，细泥含量较多；REO、Fe2O3、BaSO4、CaF2、SrSO4在0.15～0.25 mm和-0.038 mm粒级中呈较为集中的分布现象。

4 主要矿物嵌布特征

(1)氟碳铈矿。样品中氟碳铈矿粒度分布不均，呈单体存在或零星散布，在+0.15 mm各粒级中均见有较多的氟碳铈矿与碳酸盐矿物、长石、石英、重晶石或天青石和萤石组成的连生体(图1)；0.043～0.10 mm粒级中见有少量的氟碳铈矿与碳酸盐矿物组成的连生体，偶见与重晶石或天青石组成的连生体(图2)；即使在0.038～0.043 mm粒级中仍见个别氟碳铈矿颗粒与碳酸盐矿物连生。

(2)钾长石、斜长石广泛呈粒状存在，钾长石相对较多，部分见格子状双晶，部分斜长石可见聚片双晶，可见黏土化、绢云母化蚀变，蚀变程度一般较弱，少量见强烈绢云母化蚀变，个别强烈黏土化蚀变，较粗粒级中见钾长石、斜长石与氟碳铈矿连生体。

(3)石英广泛呈粒状存在，较粗粒级中有石英与氟碳铈矿、重晶石和天青石连生现象。

(4)云母呈鳞片状，零星可见，基本以单体形式存在。以黑云母为主，偶见白云母。黑云母见绿泥石化、水黑云母化蚀变。

(5)方解石、白云石广泛呈粒状存在，以方解石为主，偶见白云石，在较大粒级范围内碳酸盐矿物与氟碳铈矿、天青石、重晶石和萤石均有连生现象。

(6)重晶石、天青石单体广泛可见，部分与碳酸盐矿物或石英、萤石组成连生体。

(7)萤石广泛存在，个别为紫色萤石。多以单体产出，并可见于碳酸盐矿物组成的连生体(图3)，或与石英、氟碳铈矿、重晶石或天青石组成连生体。

图1 长石、石英集合体颗粒中存在细小柱状氟碳铈矿

图2 氟碳铈矿、萤石、重晶石或天青石、碳酸盐矿物相互连生

5 再选工艺选择

稀土尾矿主要有用矿物氟碳铈矿、重晶石和天青石及萤石主要分布于细粒级中，但彼此相互连生，连生体多分布在+0.15 mm较粗粒级中。为防止过磨，可进行预先筛分，筛上产品再磨后与筛下产品合并，然后采用强磁选预先富集稀土矿，强磁精矿浮选回收稀土矿(氟碳铈)—浮选尾矿与强磁尾矿合并后重选、浮选联合工艺回收重晶石、天青石—重选尾矿浮选回收萤石。

图3 萤石与方解石或白云石组成的连生体

6 结 论

(1)德昌县大陆槽轻稀土尾矿REO品位2.42%，主要有用矿物为氟碳铈矿、锶钡矿物(重晶石和天青石)及萤石，在0.15～0.25 mm和-0.038 mm粒级中相对集中分布；脉石矿物以钾长石、斜长石、石英、碳酸盐矿物(方解石和白云石)，褐铁矿、辉石及角闪石少量。

(2)有用矿物与主要脉石矿物长石、石英、碳酸盐矿物等嵌布关系复杂，氟碳铈矿与碳酸盐矿物、长石、石英、重晶石或天青石和萤石组成的连生体多分布于+0.15 mm粒级中。为实现有用矿物的充分单体解离，需研究确定适宜的磨矿工艺，在有用矿物与脉石矿物充分解离的同时，又不致过磨。

(3)稀土尾矿粒度分布粗细不均，粗粒级、细粒级较多，中间粒级少。含铁矿物及碳酸盐矿物是影响氟碳铈矿、重晶石和天青石和萤石综合回收的主要因素，可采用强磁选—浮选联合工艺回收利用该稀土尾矿中的稀土矿，回收稀土后的尾矿采用重选—浮选联合工艺回收重晶石及天青石，重选尾矿浮选回收萤石矿物。