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钽铁矿-铌铁矿伟晶岩原生矿石选厂设计
来源:选矿技术网2017-04-127902
     一、钽铁矿-铌铁矿选矿
 
    (一)钽铁矿-铌铁矿选方法和工艺流程
 
    钽铁矿-铌铁矿多为钽、铌、锡、钨、锂、铍等多金属矿石。具有原矿品位低、矿物组成复杂、矿物密度大、性脆易碎等特点。选矿方法主要是采用重选、磁选、电选、浮游重选、浮选和化学处理等方法。选矿工艺一般分为粗选和精选两个部分。
 
    1、钽铁矿-铌铁矿粗选
 
    钽铁矿-铌铁矿粗选主要是采用重选流程,但也有采用重选-浮选-重选;重选-浮选或重选-磁选-重选的。
 
    重选流程
 
    钽铌原生矿多采用阶段磨矿、多段重选。通常在磨矿回路中增设选别设备,以提早回收单体矿物。钽铌砂矿由于矿物单体解离比较好,一般不需要破碎和磨矿,入选前先进行筛选,除去块石和卵石,然后进行粗选。粗晶钽铁矿-铌铁矿采用跳汰机或螺旋选矿机(含旋转螺旋溜槽)粗选,粗选精矿采用摇床精选;细晶钽铁矿-铌铁矿采用螺旋溜槽或摇床粗选,粗选精矿采用摇床精选;钽铌矿泥采用离心选矿机或多层翻床粗选,粗选精矿采用皮带溜槽或槽流皮带溜槽结合矿泥摇床精选。此流程的特点是投资少、上马快、成本低、环境染染少。但对矿泥选别效率低。
 
    重选-浮选-重选或重选-浮选流程粗、细粒级物料采用重选,矿泥采用浮选。浮选前一般选用小直径旋流器或离心选矿机脱泥,然后用烷基磺化琥珀酸盐作捕收剂、硅酸钠和划酸作调整剂,在pH2~3的条件下进行浮选,浮选精矿用霍尔曼矿泥摇床-横流皮带溜槽精选;或用苯乙烯膦酸作捕收剂,氟硅酸钠、硝酸铅作调整剂,在pH6的条件下进行浮选,浮选精矿用振摆皮带溜槽或横流皮带溜槽精选,也可以用羟肟酸与变压器油(2∶1)为捕收剂,氢氧化钠、硅酸钠为调整剂,在pH8~8.5的条件进行浮选,浮选精矿加羟肟酸和变压器油,用草酸作抑制剂,在pH2.5~3的条件下进行精选。按以上方法处理,均可获得钽铁矿或铌铁矿精矿。此流程的特点选别指标高,但脱除的细泥中钽铌含量多接近于原矿品位、药剂消耗大,生产成本高。
 
    重选-磁选-重选流程
 
    粗粒级物料采用重选。细粒级和矿泥采用磁选-重选结合。此流程的特点是对细晶钽铁矿、铌铁矿选别效率高,但矿石中的钽铌矿物都必须具有弱磁性。
 
    2、钽铁矿-铌铁矿粗精矿精选
 
    钽铁矿-铌铁矿粗精矿一般组成复杂,分选困难,常常需要采用磁选、重选、浮游重选,浮选、电选、化学处理等方法中一至二种或多种方法组合。特别是钽铁矿、铌铁矿与某些难选矿物的分离,更需采用多种选别方法组合。如钽铁矿-铌铁矿与石榴石、电气石分离,通常采用磁选、电选或浮选。
 
    磁选分离
 
    它们的比磁化系数:钽铁矿为2.4×10-5厘米3/克,铌铁矿为2.5×10-5厘米3/克,铌铁矿为2.5×10-5厘米3/克,褐钇铌矿为5.8××10-5厘米3/克,石榴石和电气石则随其铁的含量而变更,石榴石当Fe2O3含量由7%增到25%时,其比磁化系数则由11×10-6厘米/克增加到124×10-6厘米/克(增加11倍),电气石当Fe2O3含量由0.3%增加到13.8%时,其比磁化系数则则由11×10-6厘米3/克增加到124×10-6厘米3/克(增加11倍)。为了提高矿物在磁场中分离的选择性,一般先用酸(固∶液=1∶5)作短时间(5~15分钟)处理,以清除矿物表面铁质,然后在不同强度的磁场中分离出石榴石和电气石,可获得钽铌精矿。
 
    电选分离
 
    先将物料进行窄级别筛分分级,然后分别加温,在复合电场中进行电选:大于0.2毫米粒级一般采用低电压(20~35千伏)、大极距(80~100毫米)、慢转速(低离心力)(辊筒或鼓转数为33~38转/分)。-0.2~+0.08毫米粒级一般用高电压(35~45千伏)、小极距(50~80毫米)、快转速(高离心力)(辊筒转数为70~118转/分)。可将钽铁矿-铌铁矿与石榴石分离。
 
    浮选分离
 
    用十六烷基磺酸钠作捕收剂,氟化合物作调整剂,呆将铌铁矿与石榴石分离。
 
    钽铌铁矿与独居石分离
 
    粗粒级通常采用电选:细粒级(-0.075毫米)用油酸或米糖油作捕收剂,碳酸钠(Na2CO3)作调整剂,硅酸钠(Na2SiO3),硫化钠(Na2S)作抑制剂(Na2SiO3∶Na2S=3∶1),在pH9的条件下浮出独居石,可使铁钽矿(铌铁矿)与独居石分离。
 
    细晶石与锡石分离
 
    粗粒级通常采用静电选(电压16千伏);细粒级先用2%的盐酸处理15分钟,然后用烷基硫酸钠(600克/吨)作捕收剂,用氟硅酸钠(Na2SiF6)作抑制剂,在pH2~2.3的条件下浮出锡石,可使细晶石与锡石分离。
 
    钽铌铁矿与磁性锡石分离
 
    粗粒级一般采用风力摇床分选;细粒级,中国广州有色金属研究院研究制定氧化焙烧(800~900℃)磁选新工艺,能很好地分离出钽铌铁矿、钽金红石和锡石。
 
    钽铌铁矿与黑钨矿分离
 
    通常采用水冶。首先将物料磨至-0.04毫米,加碳酸钠(Na2CO3)焙烧(800℃),或在常压下用浓碱煮,过滤后滤渣用HCl(5%)分解,可获得人造钽铌精矿。滤液为钨酸钠溶液,经过调酸(pH2~2.5),萃取、中和、结晶等工序,可获得氧化钨(WO3)产品。
 
    铌铁矿与锆英石分离
 
    可采用磁选或浮选。浮选可用油酸钠作捕收剂,氯化铅、水玻璃和氯化铅、草酸作调整剂,能将铌铁矿与锆英石分离。
 
    二、钽铁矿-铌铁矿选选矿厂实例
 
    (一)钽铁矿-铌铁矿伟晶岩原生矿石的选别
 
    新疆可可托海锂、铍、钽铌矿选矿厂
 
    可可托海矿位于新疆维吾尔族自治区境内。系一花岗伟晶岩锂、铍、钽铌、铷铯多金属矿床。共有四条矿脉,其中以3号脉(目前开采矿脉)为最大。矿石含(TaNb)2O50.015%   (Ta∶Nb=1∶1)、BeO0.093%、Li2O1.29%。钽铌矿物主要是锰钽矿、钽铌锰矿、细晶石。铍矿物主要是绿柱石。锂矿物主要是锂辉石。脉石主要是石英、长石。矿物粒晶:钽铌矿物最大为1~2毫米,一般为0.3~0.08毫米。绿柱石一般在0.2毫米以上。锂辉石一般是0.2毫米。
 
    选矿厂设计规模750吨/日。分三个系统:1号系统处理铍矿石,日处理矿石400吨。2吨系统处理锂矿石,日处理矿石250吨。3号系统处理钽铌矿石,日处理矿石100吨。3号系统选矿流程如图1所示,采用两段磨矿的重-磁-浮流程。第一段棒磨,磨矿粒度-1毫米。第二段球磨,磨矿粒度-0.2毫米。磨矿产品用φ940毫米旋转螺旋溜槽(螺距500毫米,转速12~16转/分)粗选;旋转螺旋溜槽尾矿经过φ250毫米旋流器分级,旋流器溢流送2号系统浮锂。旋转螺旋溜槽精矿先经弱磁场磁选机除铁,然后分级摇床,摇床尾矿返回球磨机。摇床精矿给入双盘磁选机选出铁屑、钽铌精矿、钽铌中矿和非磁性物料(尾矿)四种产品。磁选钽铌中矿(钽铌-石榴石),采用浮游重选,分选出钽铌和石榴石,铁屑则需经过酸浸、过滤,滤渣即为钽铌精矿。选矿总指标:钽铌精矿品位(TaNb)2O550%~60%,回收率62%。
 
    伯尼克湖钽矿选矿厂
 
    伯尼克湖矿(Bernic Lake Mine)位于加拿大马尼托巴(Manitoba)省伯尼克湖。系一大型锂、铷、铯、钽、铍伟晶岩矿床。共有九条矿带,其中钽矿带两条,锂矿带一条,目前开采的是钽矿带。矿石品位含Ta2O50.13%,矿石中钽矿物主要有锡锰钽矿、重钽铁矿、钽锆矿、钽锡矿、铌钽锑矿、细晶石。是目前世界钽原料的主要生产基地。
 
    选矿厂规模830吨/日,采用三段闭路破碎,一段闭路磨矿的重选-浮选流程。原矿(330毫米),经鄂式破碎机,标准圆锥破碎机,短头圆锥破碎机破碎至-9.5毫米,给入2.5毫米泰勒筛,筛上物料送入球磨机,球磨排矿与A.C.筛构成闭路。小于2.5毫米物料过210微米德里克(Derrick)三路给矿筛。大于210微料用7台φ600毫米双头螺旋选矿机粗选,一台螺旋选矿机精选。螺旋精矿用摇床精选,螺旋尾矿经300微米D.S.M筛,大于300微米物料返回球磨机。小于300微米物料送入φ150毫米二次脱泥旋流器。
 
    小于210微米物料给入φ150微米初次脱泥旋流器脱除20微米以下细泥,旋流器底流用戴斯特三层吊挂式矿砂摇床粗选,用精选摇床精选,摇床中矿给入φ150毫米二次脱泥旋流器,旋流器溢流给入φ50毫米旋流器脱泥(-7微米),旋流器底流给到二次德里克筛、筛上物料(+40微米)送给扫选螺旋回路,筛下物料(-40微米)给入浓缩机,浓缩机沉砂用烷基磺化琥珀酸盐作捕收剂,硅酸钠和草酸作调整剂,在pH2~3的条件下浮选钽矿物,浮选精矿用霍尔曼摇床――号横流皮带溜槽精选,摇床尾矿经过二次浮选,浮选精矿用二号横流皮带溜槽选出钽精矿。生产指标,钽精矿品位(Ta2O5)38.55%,回收率73%。流程加图1所示。
 

图1  伯尼克湖钽矿选矿厂流程
 
    尾矿用石灰和始凝剂进行处理,然后送尾矿场堆存。选厂设有一台Mintek矿浆载流分析仪和电子计算机,对七个作业的尾矿每五分钟同时测定一次Ta2O5含量,分析结果由电子计算机打字报出通知操作人员及时调整工艺参数,从而保证最佳生产条件。
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