某低品位石英型萤石矿选矿试验研究

刘 斌

（吐鲁番金源矿冶有限责任公司）

萤石又名氟石，是我国战略性的含氟矿种，属于稀缺性资源［1-2］，广泛应用于冶金、陶瓷、水泥、化学、航空航天、医药、农药、防腐、灭火、电子、电力、机械和原子能等多个领域［3-4］，对国家安全、国民经济和社会发展有重要影响。

内蒙古萤石资源丰富，探明保有储量位列全国第一［5］。内蒙古某萤石矿石CaF2含量29.36%，SiO2含量为49.58%，属低品位石英型萤石矿，为实现该资源的高效开发利用，进行了系统的工艺矿物学及选矿试验研究。

1 试 样

试样主要化学成分分析结果表1，XRD 图谱见图1，矿物组成见表2，不同磨矿细度下的萤石解离情况见表3，表3 中磨矿细度情况下的试样单体解离情况见图2～图4。

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由表1 可知，试样CaF2含量为29.36%，SiO2含量为49.58%，表明试样为低品位石英型萤石矿；5%左右的碳酸盐矿物在磨矿时易泥化，影响后续萤石的回收，并且CaCO3的存在将影响萤石精矿品质。

由图1 可知，试样中主要有用矿物为萤石，脉石矿物主要为石英。

由表2可知，试样的主要组成矿物为萤石、石英、钾长石、铝硅酸盐矿物等，同时含有少量的斜长石、伊利石、方解石、绿泥石。

由表3和图2～图4可知，磨矿细度分别为-0.074 mm98.0%、74.0% 情况下，萤石的单体解离度相当；-0.074 mm74.0%情况下的萤石已基本单体解离，进一步提高磨矿细度将可能导致萤石的过磨；-0.074 mm36.0%、按萤石占有率85%～100%情况下的萤石单体解离也高达77.32%。为避免萤石过磨而造成回收困难，通过浮选试验确定的合适磨矿细度为-0.074 mm85%。

2 试验结果与分析

试验采用棒磨机进行磨矿，磨机充填率约为38%，磨矿浓度为60%，磨矿细度为-0.074 mm85%，浮选浓度为30%。试验用油酸类捕收剂，碳酸钠为pH调整剂，水玻璃为抑制剂。

2.1 条件试验

条件试验采用1次粗选流程。

2.1.1 捕收剂种类试验

油酸类是萤石浮选常用的捕收剂［6］，不同品种的油酸类捕收剂试验固定碳酸钠用量为2 000 g/t，水玻璃（模数为2.3）为1 000 g/t，捕收剂用量均为100 g/t，试验结果见图5。

由图5 可知，使用工业油酸为捕收剂，粗精矿品位和回收率均较高，因此，后续试验选用工业油酸为萤石浮选的捕收剂。

2.1.2 工业油酸用量试验

工业油酸用量试验固定碳酸钠用量为2 000 g/t，水玻璃（模数为2.3）为1 000 g/t，试验结果见图6。

由图6 可知，随着工业油酸用量的增加，粗精矿回收率先上升后维持在高位，品位先微幅上升后明显下降。综合考虑，确定粗选工业油酸用量为140 g/t。

2.1.3 水玻璃模数试验

水玻璃模数是水玻璃的重要参数，是影响水玻璃抑制性能和分散性能的重要指标［4］。浮选用水玻璃的模数一般为2.0～3.0，模数小的水玻璃碱性强，模数大的难于溶解但抑制作用较强。为了筛选对试样中脉石矿物抑制作用较好的抑制剂，进行了不同模数水玻璃浮选试验。

水玻璃模数试验固定碳酸钠用量为2 000 g/t，工业油酸用量为140 g/t，水玻璃用量均为1 000 g/t，试验结果见图7。

由图7可知，模数为2.3的水玻璃抑制效果较好，因此，后续试验选用模数为2.3的水玻璃。

2.1.4 水玻璃用量试验

水玻璃用量试验碳酸钠用量为2 000 g/t，工业油酸用量为140 g/t，试验结果见图8。

由图8 可知，随着水玻璃用量的增加，粗精矿品位呈先快后慢的上升趋势，回收率先升后降。综合考虑，确定水玻璃用量为1 000 g/t。

2.2 精选次数开路试验

通常萤石浮选的精选次数较长，一般在4 次以上。为此，根据条件试验结果，结合萤石浮选实践，在磨矿细度为-0.074 mm85%，碳酸钠用量为2 000 g/t，水玻璃用量为1 000 g/t，油酸用量为140g/t 情况下进行了4次精选和5次精选比较试验，结果见表4。

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由表4可知，采用1粗4精开路浮选流程，精矿品位为95.96%、回收率为77.30%；采用1 粗5 精开路浮选流程，精矿品位为98.06%、回收率为75.68%。要确保精矿品位不低于97%，因此按5 次精选流程进行开路浮选试验。

2.3 闭路试验

在1粗5精2扫开路浮选流程基础上进行了闭路浮选试验，试验流程见图9，结果见表5。

由表5 可知，采用图9 所示的闭路浮选流程处理试样，可获得CaF2品位为97.23%、回收率为87.16%、SiO2含 量 为 0.75%、CaCO3含 量 为0.87%的精矿。

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3 结 论

（1）内蒙古某低品位石英型萤石矿石CaF2含量29.36%，SiO2含量为49.58%，主要有用矿物为萤石、主要脉石矿物为石英、钾长石、铝硅酸盐矿物等；萤石较易解离，-0.074 mm74.0%情况下已基本单体解离。

（2）试样在磨矿细度为-0.074 mm85%情况下，以模数为2.3 的水玻璃为抑制剂、工业油酸为捕收剂、碳酸钠为 pH 调整剂，采用 1 粗 2 扫 5 精、中矿顺序返回流程处理，最终可获得CaF2品位为97.23%、回收率为87.16%、SiO2含量为0.75%、CaCO3含量为0.87%的精矿。