返回
选矿技术
萤石粗精矿再磨浮选新工艺研究
来源:邓海波 杨运海2017-04-123997

一、概述

萤石又名氟石,是最重要的含氟工业矿物,广泛用于冶金、化工、陶瓷、建材等部门。冶金级萤石块精矿在钢铁冶炼中做助溶剂,其用量占世界萤石产量的50%左右。化学工业所消耗的酸级萤石粉精矿约占世界萤石产量的40%以上,并逐年增加。氟化学工业的产品主要有氢氟酸、氟氯烃类制冷剂、氟塑料、氟精细化工产品四大类。其中氢氟酸是生产各种无机和有机氟化物的关键原料。

SiO2和CaCO3是酸级萤石粉的主要有害成分。SiO2的存在会增加氢氟酸生产的原料单耗,硅质所形成的硅氢酸会污染氢氟酸。CaCO3的存在会引起二氧化碳离析使混料膨胀。

永丰萤石矿位于江西省永丰县,储量丰富,属单一萤石矿床。萤石呈块状、粒状、晶簇状、条带状和细粒浸染状产出。脉石矿物主要为石英,伴生少量长石、方解石、高岭土等。矿体常见有细石英脉穿插成网格状。

永丰萤石精选厂建于1987年,设计生产能力为300t/d。自投产以来一直采用一段磨矿、一粗一扫六精的浮选工艺流程。因处理矿石来源矿点不一,且有些是富矿而有些是手选出块精矿后的贫矿,性质变化大,嵌布复杂,故用原工艺生产,浮选效果一直不好,回收率较低,一般为70%以下,精矿含SiO2常超标,造成出口销售困难或被降级降价。因此,迫切需要对生产过程进行技术改进。受厂方委托,长沙工业高专承担了新工艺试验的任务。试验工作在长方的配合下,获得了较好的结果。

二、浮选试验

(一)试样与试验方法

试样采自现厂粉矿仓后球磨机给矿皮带下方泄漏堆积粉矿。因漏量小,堆积物系在数天生产周期中形成,且粒度细,故试样代表性良好。试样采集后包于塑料袋内,目测观察粒度为全部-2mm。测定矿样含水率为8.4%。试样主要成分见表1。

采用实验室型滚筒棒磨机进行磨矿,1L和0.75L浮选机进行浮选试验。

(二)磨矿细度与磨矿时间的关系

经分样,每份试样湿重327.5g,折合300g干矿,加水100mL,入棒磨机做磨矿试验,结果见图1。

(三)不同磨矿细度对萤石粗选的影响

模仿现厂所用药剂品种与用量,固定Na2CO3用量为1500g/t、NaSiO3 200g/t,氧化石蜡皂700g/t,浮选重量浓度30%,用1L浮选机做不同磨矿细度对粗选的影响试验,结果见图2。

(四)浮选粗精矿再磨细度与再磨时间关系

根据(三)的浮选结果,选定粗磨细度为-0.074mm占50%,其余条件铜(三),得到浮选粗精矿。讲浮选粗精矿入棒磨机再磨试验,结果见图3。

(五)粗精矿再磨浮选工艺Ⅰ闭路试验

根据工艺流程改造的预想,考虑到原流程的生产实践,再磨细度不必过细,只要能保证精矿SiO2不超标,回收率有提高即可,以降低再磨生产成本。综合考虑,选取再磨细度为-0.074mm占78%。

由于萤石精矿质量要求高,故生产流程长,所需精选次数多。因此,若在试验中做全程开路试验,精选几次后如不补加药剂萤石将难上浮。且开路试验会逐次产生中矿,越往后精选矿量会越少,很难获得稳定结果。综上所述,在萤石浮选全流程试验中应避免开路试验,而应直接用闭路试验获取结果。

所选取的闭路流程Ⅰ见图4。按常规方法试验,经连续5份矿样试验,第4#、5#样的浮选产物重量达到了浸出稳定平衡。将其分别称重计量化验,计算其加权平均值,获得指标见表2。

(六)粗精矿再磨浮选工艺Ⅱ闭路试验

考虑到(五)中的精矿指标为SiO2 0.97%,但要在生产中稳定维持SiO2<1%尚需进一步在工艺上改进。且回收率指标也许改进。

综合分析,讲精选次数增至7次,同时将含泥较高的中1返至扫选以避免其影响萤石粗选,据此确定工艺Ⅱ闭路试验流程见图5。经连续6份矿样试验,第10#、11#样的浮选产物重量达到了进出稳定平衡。将其分别称重计量化验,计算其加权平均值,获得指标见表3。

三、讨论

(一)新工艺与原工艺的比较

由表4结果可知,采用粗精矿再磨浮选工艺Ⅱ,获得较好指标。新工艺与原工艺(一段磨矿六次精选)比较,在浮选药剂制度接近的情况下,新工艺精矿质量达到了特级品,浮选回收率上升了10%以上。很显然,新工艺较原工艺有较大的优越性,可作为现厂进行生产工工艺流程改造的依据。

(二)粗磨、再磨细度指标

粗磨细度大小直接影响着一段磨矿机的生产能力,亦即选厂的生产能力。若粗磨细度较粗,则磨机生产能力会增大。同时,它也直接影响着粗浮回收率的大小,由图2可见粗磨细度降低则粗浮回收率有增加的趋势。因此,如何选取一平衡合理的粗磨细度是重要的。因条件所限,本试验未对不同的粗磨细度作详细闭路试验。如若增加该方面的试验工作,总回收率有望进一步提高。

再磨细度是决定精矿质量的关键。其合适的范围是使矿粒单体基本解离,且适宜浮选。过粗则矿粒未解离难浮选,过细则矿粒会泥化恶化浮选过程。从表4结果来看,试验所选取的再磨细度是比较合适的,可确定。

(三)精选次数

由于萤石精矿质量要求很高,因此再磨的基础上增加精选次数可提高精矿质量,同时提高生产过程的操作稳定性。从表3、表4数据对比来看,7次精选较6次精选的精矿含SiO2量降低了一半,超过了特级品要求,且回收率未受影响甚至有提高。所以,7次精选较优。

(四)中矿返回

中矿采用顺序返回的方式,简单方便,易于处理连接,在生产中是最常见、也最易为现厂所接受的。

精选1过程所产生的中1,按顺序返回方式应返至粗选。但考虑到中1含泥高,且其中主要是细粒难磨的矿粒连生体和脉石,为避免其含泥罩盖影响粗选中的萤石上浮,避免细粒矿粒连生体在流程中恶性循环,故采取早排的方式将中1返至扫选。试验表明,这样做的效果较好。如实际应用,工业管路连接也不复杂。

四、结论

1、采用粗精矿再磨7次精选新工艺选别永丰萤石-石英矿石,获得闭路试验指标:精矿含CaF2 98.63%、SiO2 0.48%,回收率80.64%。

2、新工艺与原工艺(一段磨矿6次精选)比较,萤石精矿质量提高,达到了特级品的标准,且回收率提高10%以上。新工艺可作为现厂工艺流程改造的依据。

3、粗磨浮选细度可再做详细筛选。

4、精选1过程中的中1返至扫选作业,较之返至粗选作业,效果要好。

作者单位

长沙工业高等专科学校:邓海波

永丰萤石精选厂:杨运海

  • 同类技术