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选矿技术
钽铌选矿
2017-11-14743

钽铌矿选矿粗选一般采用重选法,精选则采用重选、浮选、电磁选或选冶联合工艺,处理粉矿或原生泥含量多的矿石,洗矿作业必不可少,同时采用高效磨矿分级设备,以降低钽铌矿物的泥化。

钽铌浮选常用捕收剂有脂肪酸类、胂酸类、膦酸类、羟肟酸类、阳离子型捕收剂等,捕收剂的环境污染及药剂成本问题至头重要。 随着化学工业的发展,原料来源广泛,合成工艺简单,易生物降解、选择性好、无毒无害、价格合理的药剂将不断出现,满足钽铌选矿厂的需求。

1、钽铌矿矿物工艺学特性

铌铁矿-钽铁矿的化学通式为AB2O6,二者简称铌钽铁矿。A为铁、锰,B为铌、钽。从纯铌到钽的不同形式具有一系列同晶结构,其特点是铁和锰的比例不定。其中含Nb2O5 1.97~78.88%,Ta2O5 5.56~83.57%,MnO 1.26~16.25%,FeO 1.89~16.25%。还有Ti、Zr、W、TR、U等类质同象混入物。组元中铌占多数,就称该矿物为铌铁矿,如果钽占多数,则称为钽铁矿。矿物的晶格为斜方结构,空间群记号为Pcan。结构由A和B八面体的层所组成。相同的八面体在层中以边连接成链,再同共同顶点相连。一个A八面体层通过顶点与邻连的B八面体层从两方面相连,形成BAB结构。

铌铁矿-钽铁矿许多矿物的晶格参数与试样的成分有关,其波动范围如下:a=0.5133~0.5054nm;b=1.445~1.405nm;c=0.5762~0.5683nm。铌钽锰矿中原子间距:Mn-O=2.12~2.14埃,Ta-O=1.86~2.12埃。矿物的颜色有黑色、棕黑色和红褐色。莫氏硬度为:铌铁矿4.3~6.5;钽铁矿6.5~7.2。铌铁矿的显微硬度值为2400~8000MPa,钽铁矿为8000~10700Mpa。

铌铁矿-钽铁矿的磁化率为(22.1~37.2)×10-6。铌铁矿的介电系数为10~12,钽铁矿为7~8。矿物的密度5.15~8.20(随钽的含量增高而增大)。

2、钽铌矿选矿技术

钽铌矿选矿一般采用重选先丢弃大部分脉石矿物,获得低品位混合粗精矿,进入精选作业的粗精矿矿物组成复杂,一般含有多种有用矿物,分选难度大,通常采用多种选矿方法如重选、浮选、电磁选或选冶联合工艺进行精选,从而达到多种有用矿物的分离。

2.1 国外钽铌选矿

处理粉矿或原生泥含量多的矿石,洗矿作业必不可少。澳大利亚格林布斯矿风化伟晶岩冲积粘土粗选厂,设两个洗矿系统,原矿用直径1.5m,孔径10mm的圆筒筛两次洗矿后,筛下入选,筛上大块及粘土球进自磨机磨矿约4mm,再用孔径10mm的圆筒筛筛分,筛下物料入选,筛上物料丢弃或返回再磨。洗矿耗水5m3/t,圆筒筛处理量达350吨/小时·.........台。

国外钽铌选矿厂重视采用高效磨矿分级设备,以降低钽铌矿物的泥化。格林布斯矿原生伟晶岩粗选厂用周边排矿棒磨机与振动筛闭路取得较好结果。加拿大伯尼克湖钽矿经不断改进,目前采用的磨矿流程很有特色。该矿用一台Ф2.4m×3.6m马西型格子球磨机A-C水平振动筛(直线筛)闭路,筛分粒度2.5mm,筛下用德瑞克筛按0.2mm分级,-2.5+0.2mm粒级用螺旋选矿机选别,其尾矿经弧形筛脱水后返回再磨。球磨机有两种产品构成循环,即采用一台磨机实现两段闭路磨矿。该磨矿回路经调整后循环负荷率通常为180%左右,循环负荷小易形成过粉碎。

国外对钽铌铁矿矿石的粗选仍以重选为主,并多用高效的重选设备,流程简单。如格林布斯矿对-10mm原矿直接用跳汰机粗选。加拿大伯尼克湖钽矿80年代形成的重选-浮选-重选流程日趋完善,该流程仍以重选为主,浮选只用于处理细泥。重选设备体用了GEC螺旋选矿机、3层悬挂式戴斯特摇床、霍尔曼矿泥摇床、横流皮带选矿机。前苏联采用浮选对重选精矿中钽铁矿、细晶石与黄玉进行分离,捕收剂为异羟肟酸,调整剂为草酸,在盐酸介质中(pH2)浮选,当给矿含Ta2O5 2.52%时,精矿品位27%,回收率90%。

烧绿石矿的选矿方法主要采用浮选方法,为提高精矿质量和降低药剂消耗,近年来烧绿石选矿流程加强了脱泥、除铁,脱硫、磷、铅、钡等作业。尼奥贝克烧绿石矿-0.2mm入选原矿用旋流器脱除-10μm矿泥,并按泥砂分别选别。先用脂肪酸捕收剂浮选磷灰石和碳酸盐矿物,然后进行磁选脱铁,再用胺类捕收剂浮选烧绿石,最后对烧绿石精矿进行黄铁矿浮选和盐酸浸出,以降低硫、磷和碳酸盐矿物含量。当原矿含Nb2O5 0.6%~0.7%时,获得最终精矿品位58%~62%,回收率60%~65%。

2.2国内钽铌选矿

1. 钽铌矿粗选

国内钽铌矿原矿品位一般很低,其矿物性脆、密度大。为了保证磨矿粒度,避免过粉碎,一般采用阶段磨矿阶段选别流程。江西宜春钽铌选矿厂采用侧向弧形筛取代直线振动筛进行筛分,现场探索试验结果表明:筛上夹细可降低14.70%,筛下夹粗可减少4.3%,筛分效率可提高17.72%。该设备的试验成功,为现场一段磨矿筛分改造提供了新途径。福建南平是一个大型花岗伟晶岩矿床,1998年我们对该矿石进行选矿试验研究,为建厂提供设计依据,根据钽铌和锡石矿物粒度嵌布特征,提出采用阶段磨矿、阶段选别工艺。一段采用棒磨机,并与筛子构成闭路,以减少过粉碎。二段磨矿采用球磨机,并与高频振动细筛构成闭路,除能严格控制粒度外,还可增加处理能力,提高磨矿效率。该矿粗选采用单一重选流程。重选设备有GL螺旋选矿机、螺旋溜槽和摇床。该矿入选原矿含(TaNb)2O5 0.0499%,Sn 0.0598%,经粗选后获得的粗精矿产率为0.248%,含(TaNb)2O514.94%(其中Ta2O5 10.79%),对原矿回收率为74.30%(Ta2O5 回收率为74.96%);含Sn 15.71%,对原矿回收率为65.11%。

2. 钽铌矿精选

粗选工艺获得的粗精矿一般是混合粗精矿,需进一步精选分离出多种有用矿物。粗精矿矿物组成不同,采用的分离方法也不同,一般是多种方法联合使用。如福建南平钽铌精选采用磁-重-浮联合使用,先用6%的盐酸溶液清洗矿物表面,再用弱磁选除去强磁性矿物及铁屑,烘干并筛分成+0.2、+0.1和-0.1mm三个级别,分别用干式强磁选机经一次粗选、一次扫选获得钽铌精矿,干式强磁选的非磁性部分用重选回收锡石并抛尾,重选的精矿进行浮选脱除硫化矿获得锡精矿。精选结果:钽铌精矿产率0.0764%,含(TaNb)2O5 45.64%(Ta2O5 32.57%),对原矿回收率69.92%(Ta2O5 回收率69.071%),精选作业回收率94.11%;锡精矿产率为0.0581%,含Sn60.25%,对原矿回收率58.49%,精选作业回收率89.84%。

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