蒙古国某石英型萤石矿浮选试验

王维维 李二斗 侯少春 郭春雷 金海龙

(1.白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室；2.包头稀土研究院；3.中国北方稀土(集团)高科技股份有限公司)

萤石作为一种战略资源，广泛用于建材、机械电子、水泥、陶瓷、金属冶炼等领域，是工业中氟的主要来源[1-3]。蒙古国某萤石矿CaF2品位55.98%，嵌布粒度较细，脉石矿物主要是石英和长石，属于石英型萤石矿。为回收利用其中的萤石，进行选矿试验。

1 矿石性质

蒙古国某石英型萤石矿矿石化学多元素分析结果见表1，矿物组成见表2，扫描电镜分析结果见图1。

表1 矿石化学多元素分析结果 %

表2 矿石矿物组成分析结果%

图1 矿石扫描电镜分析结果

从表1、表2可以看出，矿石CaF2品位55.98%，SiO2和Al2O3是主要杂质，含量分别为29.38%、3.45%，P、S含量很低，分别为0.005%、0.021%；矿石矿物组成较为简单，主要有用矿物为萤石，脉石矿物以石英和透长石为主，含量分别为26.78%、18.22%。因此，如何实现萤石与石英、长石的有效分离是获得高品质萤石精矿的关键。

由图1可以看出，矿石主要有用矿物萤石嵌布粒度较细，常包裹夹杂于细粒石英等矿物中，多呈碎裂状与石英等连生；另外，部分细粒萤石被长石包裹，需细磨才能有效单体解离。

2 试验药剂及设备

主要试验药剂为分析纯碳酸钠、水玻璃(浓度50%)和油酸钠。主要设备：100 mm×60 mm颚式破碎机、GLGY-φ800 mm×250 mm辊式破碎筛分机、XMQ-67型φ240 mm×90 mm球磨机、XFD-63型浮选机(容积0.75，1.5 L)。

3 试验结果与讨论

原矿经过破碎机破碎、筛分至-2 mm后，通过混匀、缩分等制取代表性的矿样。对于以石英为主、碳酸盐类矿物含量较少的硅酸盐类萤石矿，一般使用油酸钠作捕收剂、碳酸钠作调整剂、水玻璃作为抑制剂进行浮选，可实现萤石与脉石的分离，获得优质酸级萤石精矿[4-5]。试验流程见图2。

图2 粗选条件试验流程

3.1 磨矿细度试验

在调整剂碳酸钠用量600 g/t、抑制剂水玻璃用量1 200 g/t、捕收剂油酸钠用量800 g/t、矿浆温度36 ℃的条件下，按图2流程进行磨矿细度试验，结果见图3。

图3表明，随着磨矿细度的增大，粗精矿萤石回收率增加，品位下降；当磨矿细度-74 μm 含量超过89.4%时，再增大磨矿细度，粗精矿萤石回收率和品位都降低。原因是磨矿时间过长，矿石出现泥化，导致粗精矿萤石回收率降低。综合考虑萤石浮选指标，确定粗选适宜的磨矿细度为-74 μm 89.4%。

图3 磨矿细度对浮选指标的影响

3.2 碳酸钠用量试验

固定磨矿细度-74 μm 89.4%、水玻璃用量1 200 g/t、油酸钠用量800 g/t、矿浆温度36 ℃，按图2流程进行碳酸钠用量试验，结果见图4。

图4 碳酸钠用量对浮选指标的影响

由图4可以看出，随着碳酸钠用量的增加，粗精矿萤石品位和回收率均呈先增加后减小趋势。说明使用碳酸钠有利于分散矿泥、调节矿浆pH，从而改善浮选环境。碳酸钠用量超过600 g/t时，粗精矿萤石品位和回收率都开始降低，主要原因是矿浆pH过高，对萤石回收不利。综合考虑萤石浮选指标，确定粗选适宜的碳酸钠用量为600 g/t。

3.3 水玻璃用量试验

在磨矿细度-74 μm 89.4%、碳酸钠用量600 g/t、油酸钠用量800 g/t、矿浆温度36 ℃的条件下，按图2流程进行水玻璃用量试验，结果见图5。

图5表明，随着水玻璃用量的增加，粗精矿萤石品位呈先慢后快的趋势上升，回收率呈先慢后快的趋势下降。水玻璃用量超过1 500 g/t时，对萤石的抑制作用强烈，粗精矿萤石回收率明显下降[6]。因此，确定粗选适宜的水玻璃用量为1 500 g/t。

3.4 油酸钠用量试验

固定磨矿细度-74 μm 89.4%、碳酸钠用量600 g/t、水玻璃用量1 500 g/t、矿浆温度36 ℃，按图2流程进行油酸钠用量试验，结果见图6。

图5 水玻璃用量对浮选指标的影响

图6 油酸钠用量对浮选指标的影响

图6表明，随着油酸钠用量的增加，粗精矿萤石品位和回收率都逐渐增加；当油酸钠用量超过800 g/t时，萤石品位开始下降；超过1 000 g/t时，萤石回收率基本不再变化。主要原因是油酸钠过量，部分脉石矿物也被富集到精矿中，萤石品位下降。考虑到粗选应尽可能回收萤石，因此确定粗选适宜的捕收剂用量为1 000 g/t。

3.5 闭路试验

在条件试验和开路试验的基础上，进行1粗6精1扫、中矿顺序返回闭路浮选试验，流程见图7，结果见表3。

表3 闭路试验结果 %

表3表明，原矿经闭路流程选别，可获得萤石精矿CaF2品位98.73%、回收率为80.05%的良好指标。

对萤石精矿进行化学多元素分析，结果见表4。

表4 萤石精矿化学多元素分析结果 %

表4表明，萤石精矿SiO2含量0.84%，P、S含量均小于0.05%，CaCO3含量0.042%，达到优质萤

图7 闭路浮选试验流程

石精矿质量标准。

4 结 论

(1)蒙古国某石英型萤石矿CaF2品位55.98%，有用矿物萤石占55.96%，脉石矿物主要是石英和长石。萤石嵌布粒度较细，多呈碎裂状与石英等脉石连生，部分细粒萤石被长石包裹，需细磨才能单体解离。

(2)在磨矿细度-74 μm 89.4%、调整剂碳酸钠用量600 g/t、抑制剂水玻璃用量1 500 g/t、捕收剂油酸钠用量1 000 g/t、矿浆温度36 ℃的条件下，1粗6精1扫、中矿顺序返回闭路浮选试验可获得CaF2品位98.73%、回收率80.05%的萤石精矿，SiO2含量0.84%、CaCO3含量0.042%，P和S含量均小于0.05%，达到优质萤石精矿质量标准。