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选矿技术
钽铌矿选矿技术进展
2017-08-241406
   钽铌矿矿物组成复杂,分选困难,常常需要采用磁选、重选、浮游重选、浮选、电选、化学处理等方法中的一种至二种或多种方法组合获得精矿。实际选别钽铌以重选法居多,阶段磨矿、阶段选别是钽铌矿重选的主体流程。但重选法处理钽铌矿细泥指标不理想,不能综合回收矿石中的全部有用矿物,相当一部分有用矿物损失在细泥中,浮选法是回收钽铌细泥的有效途径。钽铌矿的浮选研究主要着重于高效浮选药剂,需要解决的是捕收剂的捕收能力和选择性的问题。螯合类捕收剂如羟肟酸作为高选择性、捕收力强的优良捕收剂而受到人们重视,显示出良好的应用前景。近几年,钽铌矿选矿技术在工艺、设备及药剂方面都取得了一定进展。

用重选法回收细粒钽铌矿物往往选矿效率很低,对于细粒钽铌矿选矿,董天颂、高玉德等人提出:“磁选-浮选”回收细粒钽铌矿新工艺,该工艺对细粒嵌布的钽铌矿来说是一种有效的工艺。该工艺采用湿式高梯度磁选机预先丢弃70%以上的低品位尾矿,再用苯甲羟肟酸与辅助捕收剂WT2组合浮选细粒钽铌矿,当浮选给矿品位Ta2O5 0.02%,可获得品位Ta2O5 0.08%、回收率88.45%的浮选精矿,基本解决了细粒钽铌矿回收技术难题。将浮选精矿用弱磁-浮选-重选方法进一步分离可获得品位Ta2O513.5%的钽铌精矿。根据矿石性质,对南平钽铌矿14#、31# 矿脉矿石提出先用弱磁选除去粗精矿中的铁杂质,再用强磁选选择出钽铌精矿,非磁性产品经重选,浮选回收处理,产出长石精矿及云母混合精矿。试验结果表明,选矿指标基本达到设计要求。涂春根对非洲Ray钽铌矿进行可选性试验,针对该矿矿石性质提出两段磨矿、阶段选别的工艺流程,获得精矿回收率为65%-80%的较好指标,为了进一步提高钽铌精矿品位,可考虑用强磁等精选工艺对精矿实行综合回收。丘德镳、陈明星针对宜春钽铌矿生产工艺中的不足提出:用两段分级技术改造磨矿流程、钽铌原生矿泥选矿及钽铌混合中矿选别等改进措施,提高了选别效果。欧阳晖林提出,采用C902工业型复合力场选矿机选别宜春钽铌矿次生细泥。试验表明:当处理量以500-700kg/台·h时,回收率平均高达59.91%,富集比平均为3.27,选别指标远高于螺旋溜槽选别指标。针对宜春钽铌精矿最终回收率不足50%,有用矿物性脆,易过粉碎,损失在-0.038mm微细粒级占25%以上,一般重力法难于回收问题,提出利用Slon立环高梯度磁选机处理尾矿回收钽铌,当背景场强调至1.108T,钽铌回收率可达27%以上,但使用该设备进行单一作业无法获得最终合格精矿。丘德镳,封国富应用螺旋溜槽进行钽铌粗选回收试验,由钽铌品位0.019%的原矿,获得品位2.24%的粗精矿,回收率为47.51%。丁勇研究了微细矿粒和床面的表面电性的作用,并利用它们间对分选有益的作用,采用自制的一种新型材质的波形床面进行钽铌选别的工业试验,-0.038mm粒级钽铌精矿回收率为61.75%。

近年来,高玉德等人对碱性花岗岩型钽铌锆矿床进行深入选矿试验研究并取得了较大进展。朝鲜某大型碱性花岗岩型钽铌锆矿床,主要有用矿物钍-铌易解石、钽铌铁矿、锆石、独居石等嵌布粒度细,矿物之间嵌布关系复杂,钽铌铁矿、钍-铌易解石、独居石、锆石等有用矿物与微斜长石、石英和云母之间呈互含或紧密连生关系,彼此之间解离性较差。矿石中有用矿物化学成分复杂,嵌布粒度细,物理性质变化大,绝大多数重矿物都具磁性,尤其是锆石因含有数量不等的铁,致使其磁性变化极大,有用矿物可浮性相近,给矿物的富集和分离带来极大的困难。原矿采用重选、磁选、浮选方法很难获得合格的钽铌、锆产品,回收率较低,而采用钽铌锆混合浮选,能较大幅度提高综合回收率,混合粗精矿可采用冶金方法进一步分离。采用细磨—脱泥—钽铌锆混合浮选流程处理该矿石,在原矿Nb2O5、ZrO2、Ta2O5品位分别为1.17%、3.12%、0.046%情况下,最终可获得Nb2O5、ZrO2、Ta2O5品位分别为9.43%、24.95%、0.36%,回收率分别为77.37%、76.77%、75.13%的钽铌锆混合精矿。新疆某大型碱性花岗岩型钽铌锆矿床,矿石中钽铌矿物主要为铌铁矿、烧绿石和少量褐钇铌矿;稀土矿物种类较多,分别属稀土磷酸盐、氟碳酸盐、氟化物、硅酸盐等,主要为独居石、氟碳铈矿,其次为磷钇矿、氟铈矿、氟钙钠钇石、硅钙钇石;锆矿物主要为锆石;金属硫化矿物含量极少,有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、毒砂;铁钛矿物有磁铁矿、钛铁矿、锐钛矿、褐铁矿;脉石矿物主要为钠长石、钾长石,其次为石英、黑云母、锂云母、霓石、钠铁闪石等。有用矿物嵌布粒度细。针对该类型细粒低品位钽铌稀土矿,研究开发了“磁选-重选”联合工艺。当给矿含(Ta+Nb)2O5 0.032%、REO 0.092%时,全流程试验可获得含(Ta+Nb)2O5 3.444%、REO 12.851%的钽铌稀土精矿,回收率(Ta+Nb)2O5 44.13%、REO 57.27%。

钽铌矿的广泛应用、资源的贫乏和细粒嵌布,促进钽铌浮选理论和实践的研究。高玉德等人采用苯甲羟肟酸、C7-9羟肟酸和油酸作捕收剂分别对钽铌矿、石英及长石进行了可浮性研究。结果表明:苯甲羟肟酸、C7-9羟肟酸和油酸三种药剂对钽铌矿的捕收能力都随着矿浆pH值的变化而发生显著的改变。苯甲羟肟酸浮选钽铌矿的最佳pH值范围为6.0-10.0,C7-9羟肟酸浮选钽铌矿的最佳pH值范围为7.0-10.0,油酸浮选钽铌的最佳pH值范围为6.0-9.0。苯甲羟肟酸对钽铌矿有较强的选择捕收能力,C7-9羟肟酸的捕收性及选择性不及苯甲羟肟酸,油酸的捕收能力较强但选择性差。任嗥等人研究了苄基胂酸,苯乙烯膦酸,双膦酸,环烷基异羟肟酸,C7-9烷基异羟肟酸在不同pH值和不同用量条件下对白云鄂博微细粒钽铌矿物的捕收效果。几种捕收剂选择性排序为:双膦酸>苄基胂酸>苯乙烯膦酸>C7-9烷基异羟肟酸>环烷基异羟肟酸。它们对铌钙矿的捕收能力排序为: 环烷基异羟肟酸>C7-9烷基异羟肟>双膦酸>苯乙烯膦酸>苄基胂酸。试验结果表明:双膦酸是铌钙矿的良好捕收剂,而且铌钙矿的回收率在双膦酸用量为200mg/L且矿浆pH值为2.5-5.0时,达到了83.27%以上.巴西Araxa选厂用胺类捕收剂浮选烧绿石获得良好效果。徐晓萍等人研究了几种不同组合捕收剂对微细钽铌矿的选择性,试验结果表明:广州有色金属研究院研制的新种螯合物捕收剂HFA和一种辅助捕收剂HFB组合,在弱碱性介质条件下,对钽铌矿物的捕收效果最佳。任嗥等人对白云鄂博的微细粒铌钙矿及其主要脉石矿物进行浮选研究,结果表明:淀粉对铌钙矿的抑制强于褐铁矿,可用于从粗选精矿中反浮选除去褐铁矿。六偏磷酸钠,草酸和羧甲基纤维素都可选择性地抑制白云石,选择性抑制效果顺序为:六偏磷酸钠>羧甲基纤维素>草酸。 六偏磷酸钠用量为1.0mg/L时,白云石上浮率降至3.0%以下。 羧甲基纤维素对铌钙矿没有抑制作用,草酸选择性相对较差。广州有色金属研究院选矿工程研究所对江西横峰葛源钽铌矿浅部矿段矿石进行了研究,针对该矿钽铌矿物嵌布粒度细的特点,制定了粗粒重选细粒浮选的重—浮流程和全浮流程两个粗选试验方案。试验结果表明,重—浮流程由于采用重选尾矿脱泥后,泥入浮选、粗粒尾矿丢失的措施,入浮选的量减少了47.6%,从而大大地降低了选矿成本,重—浮流程的回收率比全浮流程高4.22%。获得精矿产率0.00278%、(TaNb)2O5品位53.61%、(TaNb)2O5回收率44.4891%。该所还对该矿的深部钠长石化花岗岩矿石进行了研究,提出采用两段重选粗选、细泥浮选流程,重选粗精矿采用浮-重-磁-电精选流程,得到综合指标:钽铌精矿的产率0.00354%,(TaNb)2O5品位为61.38%(其中Ta2O5品位为18.66%),回收率为65.9215%。考虑到有用矿物的综合回收,钽铌尾矿经磁选分离,可得到Li2O品位为1.34%、Rb2O品位为0.40%的铁锂云母产品和K2O+Na2O含量为8.98%的石英-长石产品。著名的大吉山钨矿69#矿体的钽铌资源丰富,近几年广州有色金属研究院选矿工程研究所和赣州有色金属研究所对其钽铌钨矿体进行了详细的选矿工艺研究,在优化小试及扩大试验结果基础上,2004年由广州有色金属研究院技术负责,赣州有色金属研究所和大吉山钨矿三家共同完成了国家“十五”科技攻关项目“大吉山钽铌钨矿高效选矿新工艺、新药剂研究”工业试验。针对矿石原矿品位低、嵌布粒度不均整体偏细、矿物种类繁多、性质复杂等工艺矿物特点制定了阶段磨矿阶段选别,粗粒重选,细泥浮选的浮重结合选冶结合的选别新工艺。试验结果显示钽铌和钨的回收率分别达到51%左右和83%左右,超过预期攻关指标3个百分点和7个百分点。广州有色金属研究院选矿工程研究所对肇庆某钽铌矿进行了研究,制定了一段棒磨与细筛构成闭路,采用重-磁-重联合流程回收钽铌。粗粒用重选、中矿经再磨矿后,采用广州有色金属研究院选矿工程研究所研制的SSS-Ⅰ型强磁机从尾矿中回收钽铌矿物,并用摇床精选,获得了较好的工业指标。

钽铌尾矿是二次资源,应开发利用,综合回收尾矿中的有价金属。何书燊对钽铌尾矿的综合回收,提出:+74μm粒级的矿物采用旋转螺旋溜槽丢失80%-90%的尾矿,产出的粗精矿采用湿式磁选机分离钽铌矿物,产出钽铌精矿和锡精矿;-74μm粒级的矿物采用高梯度磁选机分离钽铌矿物,粗精矿经浮选获得钽铌精矿,磁选尾矿再经浮选可获得锡精矿。白云鄂博铌资源经专家论证,确定选择弱磁-强磁-浮选流程中强磁中矿浮选稀土尾矿作为综合回收中贫氧化矿铌资源的原料,采用浮选为主的“浮选-(磁选)”流程,不仅选矿回收铌,而且能回收铁,使白云鄂博中贫氧化矿铁选矿回收率提高2%-3%。另外,稀尾中残余稀土浮选进入易浮泡沫产品,品位达到REO15%左右,经一次摇床富集到REO大于30%,进一步浮选可得到REO大于50%的稀土精矿。江西宜春钽铌矿从选钽铌的原矿中综合回收锂云母每年达4万吨以上,20万吨以上长石产品。南平钽铌矿,通过广州有色金属研究院选矿工程研究所研制的SSS-Ⅰ强磁机脱除含铁矿物以及脱除细泥后,每年可产1.5万吨长石产品。

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