微细粒级含量及浓度对白云鄂博高品位稀土浮选分离的影响

白 娟 彭艳荣 闫国英

（包钢集团矿山研究院（有限责任公司））

白云鄂博是世界上最大的稀土矿，是享誉世界的“稀土之都”。多年来，在选矿工作者的努力下，稀土选矿技术取得了突破性的进展，目前白云鄂博稀土选别采用弱磁—强磁—浮选工艺流程，生产的稀土品位约50%。目前，稀土冶炼工艺主要以50%的稀土精矿为原料，采用浓硫酸高温焙烧工艺生产氯化稀土、碳酸稀土，不仅增加了焙烧工艺的原辅材料消耗，更产生了大量的三废，增加了环保压力［1-3］。

白云鄂博稀土矿物嵌布粒度小，+0.074 mm 粒级含量极少，绝大多数为-0.044 mm 粒级。浮选粒度及浓度直接影响稀土颗粒与气泡的黏附程度、矿物浮选速度、浮选指标及选择性等。为此，综合考虑稀土矿物的粒度和浓度条件，开展浮选试验，以获得品位大于65%，回收率大于80%的高品位稀土精矿［4-6］。

1 试验原料

试验原料为宝山矿业公司的选铁强磁尾矿（以下称原矿），其中稀土品位10.12，原矿多元素分析结果见表1，原矿粒级筛分结果见表2。

由表2 可知，原矿中-0.074 mm 含量仅占78.31%，粒度相对较粗，随着粒度变细，稀土分布率逐渐增加，稀土矿物主要集中于-0.028 mm，分布率为62.97%。

2 试验设备及药剂

注：Sc2O3含量单位为g/t。

试验设备为XFDIV 型单槽浮选机（吉林省探矿机械厂），Isa 磨机（浙江艾领创公司），XTLZ 多用真空过滤机（武汉探矿机械厂），不锈钢电热板（天津市泰斯特仪器有限公司），BT-9300ST 激光粒度分析仪（辽宁省丹东百特仪器有限公司）。

试验药剂为5%的工业用水玻璃，捕收剂为试验室自主配制的KYR-1，使用NaOH 皂化搅拌配制成pH≥10的4%的溶液使用，起泡剂为2#油。

3 试验流程

原矿采用1 L 不锈钢浮选槽，浮选机转速1 400 r/min，粗选给矿量1.2 kg，温度55 ℃，加入抑制剂水玻璃，搅拌3 min，调整pH 值为7.0～8.0，再加入捕收剂KYR-1 搅拌3 min，充气，刮泡6 min，采用1 粗4 精流程。浮选试验开路流程及药剂制度见图1。

4 试验结果与讨论

4.1 -5 μm细粒级含量对稀土浮选的影响

浮选粒度的大小直接决定着矿物的解离程度，浮选矿物粒度过粗或过细，其浮选效果均不佳［7-9］，如矿物粒度太细，则其质量小、动量低，在与气泡碰撞、附着的过程中，由于水化膜的阻力，降低了其作用力，从而减小碰撞及附着的概率。矿粒质量过小，会产生团聚现象，使细粒夹杂，导致精矿品位低，药剂消耗量大，另外细粒矿物表面能大，会加快矿物表面的氧化速率，从而减低矿物的可浮性。矿物粒度太粗，则由于重力作用使矿物颗粒难以上浮，稳定性差，使矿物可浮性降低。

固定矿浆浓度40%，试验流程及药剂制度见图1，考察-5 μm 微细粒含量对浮选指标的影响，试验结果见表3。

由表3 可知，当-5 μm 含量由17.62%增加到27.84%时，稀土精矿品位呈上升趋势，回收率先升高后降低，稀土尾矿品位及回收率呈先下降后上升的变化趋势；当-5 μm 含量21.81%时，稀土分选指标达到最佳，精矿满足分选预期指标，且尾矿品位及回收率均较低，有利于后续对其他有用元素的综合回收。

由表3 结果可知，在-5 μm 粒级含量小于21.81%时，由于稀土矿物粒度较粗，连生体解离不充分，过粗矿粒由于重力过大难以附着于气泡上浮，部分中细粒稀土连生体矿物可附着于气泡表面与其他细粒稀土矿物一起上浮，因此该粒度条件下稀土精矿的品位及回收率均较低，部分稀土连生体在尾矿中富集。当-5 μm 粒级含量大于25.83%时，稀土矿物大部分富集于微细粒级中，由于微细粒级的稀土矿物可浮性较低，难以回收，因此该粒度条件下，稀土回收率逐渐下降，随着微细粒级矿物的增多，尾矿品位及回收率逐渐升高。

4.2 浓度对高品位稀土浮选效果的影响

试验固定磨矿细度-0.028 mm79.6%，-5 μm 含量21.81%，考察浮选浓度对稀土浮选指标的影响，试验流程及药剂制度见图1，试验结果见表4。

由表4可知，当稀土浮选浓度由35%增加到65%时，稀土精矿品位先升高后降低，稀土尾矿品位及回收率呈先降低后升高的变化趋势；综合考虑，选择浮选浓度55%为宜。当浮选浓度增加到45%时，气泡和矿物的碰撞概率会加大，强化黏附，从而提高精矿品位，减少流失，但浓度过高达到65%，则会影响矿物在气泡中的分散，恶化浮选环境，使部分杂质夹杂于精矿中，影响稀土精矿的品位及回收率。

4.3 浮选闭路试验

在条件试验及开路试验的基础上进行闭路试验，由于中矿1 及中矿2 品位较低，返回闭路会增加流程处理量，因此进行闭路试验时选择将中矿3及中矿4 返回。闭路试验流程及药剂制度见图2，试验结果见表5。

由表5 可知，闭路试验可获得稀土精矿品位66.62%、回收率89.51%，稀土尾矿品位0.65%、回收率3.81%的试验指标，满足了清洁冶炼的原料要求，并为后续尾矿中其他有用元素的综合回收创造了有利条件。

5 结论

（1）以宝山矿业公司选铁尾矿为研究对象，确定了适合该矿物浮选的最佳微细粒级-5 μm 含量为21.81%，稀土浮选浓度为45%。

（2）在最佳粒度及浓度条件下，采用1 粗4 精闭路试验可获得稀土精矿品位66.62%，回收率89.51%的稀土精矿，稀土尾矿品位降低到0.65%，回收率3.81%。

（3）稀土浮选对解离度要求较高，因此细磨后微细粒的含量及浓度严重影响稀土的选矿指标。适宜的微细粒含量对于稀土矿物颗粒与气泡碰撞、附着更加有利，并保证了气泡对矿物具备足够的负载能力，从而提高稀土矿物的浮选效率，保证高品位及高回收率。适宜的矿浆浓度，有利于强化药剂与矿物的作用能力，从而提高稀土矿物的分选效率。