从湖南某钨多金属矿尾矿中回收伴生萤石试验研究①

2022-03-19冯青舒陈文胜穆迎迎但从林

矿冶工程 2022年1期

冯青舒，陈文胜，王舰，杨彭，穆迎迎，但从林

（湖南有色郴州氟化学有限公司，湖南郴州 423037）

我国萤石基础储量11 000 万吨，探明可采储量2 100 万吨［1］。萤石用途十分广泛［2］，主要应用于化工、冶金和建材三大行业。氢氟酸是氟化工产业的基础产品，萤石是生产氢氟酸的原料［3］，近年萤石价格持续上涨。湖南某钨多金属矿浮钨尾矿中含有丰富的伴生萤石资源，开发该浮钨尾矿中伴生的萤石资源具有较大经济价值。本文针对该浮钨尾矿矿石性质特点，结合已有萤石选矿经验［4-6］，通过试验研究，开发出一种萤石回收新工艺，取得了良好的技术指标，并成功实现了工业应用，使钨尾矿中伴生萤石资源得到高效综合回收。

1 矿石性质

湖南某钨多金属矿矿石性质复杂，原矿中脉石矿物以钙铁榴石、方解石、长石和石英为主，浮钨尾矿全元素分析结果如表1 所示，主要化学成分如表2 所示。由表1 ～2 可见，浮钨尾矿中以O、F、Si、Ca 等元素为主，其次为Fe、Al；有用元素为F、Ca。钨尾矿中主要成分是CaF2、CaCO3和WO3。

表1 浮钨尾矿全元素分析结果（质量分数）／%

表2 浮钨尾矿主要化学成分（质量分数）／%

2 萤石浮选试验研究

2.1 粗选条件试验

2.1.1 粗选pH 值试验

按图1 所示流程，采用碳酸钠调节pH 值，在粗选抑制剂水玻璃（SBL）用量1 500 g／t、捕收剂改性油酸（HS）用量350 g／t 条件下，进行了粗选pH 值条件试验，结果如表3 所示。由表3 可知，矿浆pH 值升高有利于萤石富集，但同时方解石也会显著富集。采用碳酸钠调整pH 值，加抑制剂SBL 后，矿浆pH 值都会有不同程度升高；初始pH 值超过9（加SBL 后矿浆pH达到10 左右），萤石粗选产率降低、品位显著提高、回收率基本不变。适宜的初始pH 值为10，此时萤石粗选品位达到55.03%、回收率86.85%。

图1 萤石粗选试验流程

表3 萤石粗选pH 值条件试验结果

2.1.2 捕收剂HS 用量试验

初始pH＝10、SBL 用量1 500 g／t、加SBL 后pH ＝10.15 条件下，进行了捕收剂HS 用量条件试验，结果如表4 所示。由表4 可知，随着HS 用量增加，萤石粗选精矿产率逐渐增大、品位逐渐降低。 HS 用量350 g／t 时，萤石粗选精矿回收率最高，达到82.61%，精矿萤石品位54.59%，尾矿萤石品位3.51%。

表4 粗选HS 用量试验结果

2.1.3 抑制剂SBL 用量试验

初始pH＝10、捕收剂HS 用量350 g／t 条件下，进行了抑制剂SBL 用量条件试验，结果如表5 所示。由表5可知，增加SBL 用量，有利于提高萤石粗选精矿品位。随着SBL 用量增加，萤石粗选精矿产率逐渐降低、品位逐渐提高、回收率相应降低。 SBL 用量2 000 g／t 时，萤石粗选精矿品位71.70%、回收率77.97%。

表5 粗选SBL 用量试验结果

2.2 萤石精选抑制剂条件试验

精选用到的抑制剂YSBL 为水玻璃和硫酸铝质量比2 ∶1，抑制剂SSBL 为水玻璃和硫酸质量比3 ∶1，抑制剂ATM 为大分子螯合羧酸类碳酸钙。

2.2.1 萤石精选YSBL 条件试验

采用一粗四精浮选流程，粗选试验条件为：初始pH ＝10，SBL 用量2 000 g／t，HS 用量350 g／t；前3 次精选使用YSBL 为抑制剂，用量分别为200 g／t，100 g／t，50 g／t，第4 次精选使用ATM 为抑制剂，用量为50 g／t，试验结果如表6 所示。由表6 可知，YSBL 能有效抑制方解石，但对其他脉石矿物抑制效果较差，精矿中萤石品位只有87.92%、回收率62.73%，方解石品位1.02%。

表6 萤石精选YSBL 条件试验结果

2.2.2 萤石精选SSBL 条件试验

采用一粗一扫四精浮选流程，粗选试验条件为：初始pH＝10，SBL 用量2 000 g／t，HS 用量350 g／t；扫选HS 用量80 g／t；4 次精选均使用SSBL 为抑制剂，用量分别为100 g／t，100 g／t，50 g／t，50 g／t，试验结果如表7所示。由表7 可知，SSBL 对方解石等脉石矿物有很好的抑制效果，精矿中萤石品位达到96.25%、回收率69.76%，方解石品位只有1.35%。此外，萤石扫选效率较低，扫选精矿萤石品位17.98%、回收率2.39%，但是方解石大量富集，品位达到25.64%。

表7 萤石精选SSBL 条件试验结果

2.2.3 萤石精选ATM 条件试验

采用一粗一扫三精浮选流程，粗选条件为：初始pH＝10，SBL 用量2 000 g／t，HS 用量350 g／t；扫选HS用量80 g／t；3 次精选均采用ATM 为抑制剂，用量分别为50 g／t，30 g／t，20 g／t，试验结果如表8 所示。表8结果表明，ATM 对方解石抑制效果较好，但在前2 次精选过程中对萤石也有一定程度抑制，中矿萤石品位较高，精矿萤石品位只有92.96%、回收率48.46%，方解石品位1.02%。

表8 萤石精选ATM 条件试验结果

2.3 闭路试验

粗选阶段萤石富集效率较高，但方解石也会相应富集。扫选过程中，方解石富集非常显著，而萤石回收率较低。为减少粗选和扫选阶段方解石的富集，粗选HS 用量降到300 g／t、扫选HS 用量降到50 g／t。

萤石精选阶段，方解石会得到有效抑制，但在萤石粗选和扫选阶段，方解石均会显著富集。因此在中矿返回过程中方解石无法排出，而是大量堆积在中矿中，最终在精矿中富集，使精矿中萤石品位降低。根据开路试验结果，第2 次精选中矿2 中方解石品位和回收率分别达到53.80%和17.90%。为了加强对方解石的抑制，使中矿中的方解石顺利排出，闭路试验过程中，前2 次精选SSBL 用量分别调整为300 g／t 和200 g／t，后2 次精选使用ATM 强化对方解石的抑制，用量分别为30 g／t 和20 g／t，闭路试验流程调整为中矿2 直接排尾，其他中矿和扫选精矿顺序返回。具体试验流程如图2 所示，结果如表9 所示。由试验结果可知，通过一次粗选、一次扫选、四次精选，中矿2 直接排尾、其他中矿和扫选精矿顺序返回的闭路实验流程，最终得到CaF2品位96.39%、作业回收率81.85%、总回收率62.65%的萤石精矿，其中方解石含量2.18%。中矿2 中CaF2品位12.47%、回收率2.88%，而方解石品位和回收率分别达到52.89%和43.27%。

图2 萤石浮选闭路试验流程

表9 萤石浮选闭路试验结果

3 工业试验

采用一粗五精一扫的萤石浮选流程，精选2 尾矿扫选精矿进入精选3，精选2 尾矿扫选尾矿和精选1尾矿合并经一次扫选后直接排尾，其余中矿顺序返回。萤石粗选采用浮选柱，其他浮选采用浮选机；粗选pH＝10.5，大分子聚合有机羧酸类抑制剂YZ⁃4 用于粗选控制方解石的富集，用量100 g／t，SBL 用量800 g／t，HS 用量250 g／t；萤石扫选HS 用量50 g／t。萤石精选阶段采用SSBL 和ATM 抑制硅酸盐脉石和方解石的上浮，最终得到作业回收率85%以上的萤石精矿。工业试验流程如图3 所示。