牦牛坪伴生超低品位重晶石矿浮选试验研究

石俊龙，余德文，李 建

（邛崃市豪致科技有限公司，成都 610213）

重晶石是以硫酸钡作为主要成分的矿石，重晶石的比重大且化学性质稳定，具有非常多的用途。比重较大的重晶石粉可用于制作钻井泥浆的配重剂， 白度较高且品位较高的重晶石粉可用于颜料和油漆中，重晶石还可以添加到橡胶、塑料及纸用品中。浮选常用于处理品位较低的重晶石难选矿，对于成分复杂且品位较低的重晶石矿，采用浮选法进行分选比较合适。

本文对牦牛坪大型稀土矿山中伴生的超低品位重晶石矿进行了浮选研究，在工艺矿物学研究及条件试验基础上，确定了最终的试验流程，获得的重晶石精矿指标良好，为后续浮选其他超低品位的重晶石矿奠定了坚实的基础。

1 重晶石矿的性质

一般来说，若重晶石矿中BaSO的品位低于60%，则其就属于低品位重晶石矿。牦牛坪伴生重晶石矿中BaSO的品位低于20%，它属于超低品位浮选矿，该矿中有用矿物主要为重晶石和稀土，有少量萤石，硅酸盐是主要的脉石矿物，其次为云母、角闪石、褐铁矿和赤铁矿等矿物。经显微镜观察，矿石为半自形-它形粒状结构，包含胶状结构，以细粒为主。重晶石矿的化学多元素分析结果如表1 所示。

表1 重晶石矿的化学多元素分析结果

2 试验设备及药剂

将矿山获取的原矿经颚式破碎机和对辊式破碎机进行破碎，碎至合适的粒度。采用四分法和缩分法获取试验所需矿样。

主要试验设备有XMQ250 mm×100 mm 锥形球磨机、XFD 型挂槽式浮选机、SQΦ150 盘式真空抽滤机和DZF-255 型鼓风式干燥箱。主要浮选药剂有BC-1捕收剂、水玻璃（模数2.5）和XP-2 消泡剂。

3 浮选结果与讨论

3.1 浮选各因素试验

3.1.1 磨矿细度条件试验

浮选指标的好坏取决于磨矿的细度，要想使重晶石矿与脉石矿物达到充分的单体解离，必须将原矿磨至合适的细度。所以，对矿石做了磨矿细度的条件试验。试验条件如下：水玻璃用量为1 000 g/t，BC-1捕收剂用量为800 g/t，XP-2 消泡剂用量为50 g/t。粗选试验流程如图1 所示，磨矿细度条件试验结果如图2 所示。

图1 粗选试验流程

由图2 可知，粗选精矿中BaSO的品位先随磨矿细度的增加逐渐增加，品位达到88.96%后开始降低，回收率则呈一直升高的趋势，说明在磨矿细度200 目（-0.074 mm）以下的占比为53.47%时，大部分重晶石矿与脉石矿物已充分解离，此时粗精矿中BaSO的品位达到88.96%，回收率达到96.34%，继续增加磨矿细度时，矿浆中的矿泥含量过多，精矿指标反而出现下降。所以，最终将磨矿细度200 目以下的占比定为53.47%。

图2 磨矿细度条件试验结果

3.1.2 水玻璃用量试验

水玻璃不仅可以作为矿浆的pH 调整剂，对矿泥起到分散作用，还可以作为硅酸盐的抑制剂。此次试验的条件为：磨矿细度200 目以下占比为53.47%，BC-1捕收剂用量为800 g/t，XP-2消泡剂用量为50 g/t。水玻璃用量条件试验流程如图1 所示，水玻璃条件试验结果如图3 所示。

由图3 可以得出，当水玻璃的用量从600 g/t 增至1 000 g/t 时，粗精矿中BaSO的品位逐渐升高，然后稳定在一定范围，不再升高，说明在一定用量范围内水玻璃对硅酸盐类的脉石矿物具有很好的抑制作用。用量过大时，粗精矿的回收率开始大幅下降，表明水玻璃开始对重晶石起到一定的抑制作用。若水玻璃的用量过小，则对脉石矿物的抑制作用不够，导致粗精矿中含有大量脉石矿物；若水玻璃用量过大，则把大量脉石矿物抑制在尾矿中，也导致大量重晶石矿被抑制在尾矿中。因此，最终确定水玻璃的用量为1 000 g/t。

图3 水玻璃用量条件试验结果

3.1.3 捕收剂用量试验

BC-1 捕收剂是一种高效的重晶石捕收剂，它具有选择性高、抓矿能力好、水溶性和耐低温性能好等优点。试验条件如下：磨矿细度200 目以下占比为53.47%，水玻璃用量为1 000 g/t，XP-2 消泡剂用量为50 g/t。捕收剂用量试验流程如图1 所示，试验结果如图4 所示。

由图4 可知，随着BC-1 捕收剂用量的增加，粗选精矿BaSO的品位、回收率均呈现上升趋势，当BC-1 捕收剂添加过量时，品位出现下滑，回收率继续提高。这说明BC-1 捕收剂对重晶石矿物具有很好的选择性，当BC-1 捕收剂的用量过大时，部分脉石矿物也会随着重晶石的上浮被选入精矿中。因此，BC-1 捕收剂的用量要控制在合理范围内。所以，最终确定BC-1 捕收剂的最佳用量 为800 g/t。

图4 捕收剂用量试验结果

3.2 重晶石的开路、闭路浮选流程试验

为优选出最佳的浮选流程，本文对重晶石浮选的开路试验和闭路试验分别进行了研究。重晶石浮选的开路试验结果如表2 所示，重晶石浮选的闭路试验流程如图5 所示，闭路试验结果如表3 所示。

表2 开路重晶石浮选结果

图5 闭路重晶石浮选流程

由表3 可以看出，经过闭路重晶石浮选后，精矿BaSO的品位达到97.62%，精矿的回收率达到93.96%。因重晶石矿硬度较低，磨矿使矿浆中的矿泥含量过高，三次精选后精矿的品位已经达到97%，后续也无法使精矿中的杂质继续减少，最终确定采用一次粗选、三次精选、二次扫选、中矿依次返回的闭路流程，可获得指标良好的精矿，使该大型矿山中伴生的重晶石资源得到了有效利用。

表3 闭路重晶石浮选结果

4 结论

牦牛坪大型稀土矿山中伴生的重晶石矿BaSO品位为18.92%，重晶石与脉石矿物嵌布关系复杂，其属于超低品位重晶石矿。重晶石浮选的效果好坏取决于磨矿细度。对不同的重晶石矿来说，其回收率会随磨矿细度的上升而提高，但细度增加到过磨的程度时品位就会下降，因此最佳磨矿细度要根据不同的矿石性质确定。在磨矿细度-0.074 mm 占比53.47%、水玻璃用量1 000 g/t、BC-1 捕收剂用量800 g/t、XP-2消泡剂用量50 g/t 的浮选条件下，该重晶石矿采用一次粗选、三次精选、二次扫选、中矿依次返回的闭路流程，最终的精矿品位为97.62%，精矿的回收率为93.96%，这就为该伴生超低品位重晶石矿的合理开发利用提供了理论指导。