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提高德昌大陆槽稀土选矿回收率的研究

提高德昌大陆槽稀土选矿回收率的研究

  朱英江,王仕伦(昌兰稀土公司四川冕宁615600)绍了大陆槽稀土矿适应采用原矿预先筛分分级,选择性磨矿;重-磁-浮联合进行阶段选别工艺。

  德昌县大陆槽稀土矿,该矿于1994年经四川省地勘局109地质队发现和初探,大陆槽稀土属氟碳铈稀土矿,D级储量为REO为28万吨,经推测预算远景储量为78万吨。综合REO品位5%-7 %,单样REO品位最高达17.68%.矿石结构构造及氟碳铈嵌布复杂,且矿石风化严重,泥化率高。

  氟碳铈矿嵌布粒度极不均匀,大部分粒度细小,解离较差;氟碳铈矿与主要脉石矿物的比重和可浮性相近;相继成立了二家稀土选矿厂对该矿山稀土矿石进行采选。选矿回收率一直处在35%左右。

  本文通过对德昌大陆槽稀土原矿物质分析和试验,对选矿工艺进行进一步探索,使选矿回收率提高至60%,以提高矿产资源的利用率和选矿经济效益。

  1原矿物质成分1.1矿物化学成分矿样中的稀土元素为97%左右分布于氟碳铈矿中,呈氟碳铈矿矿物相存在,仅有少量分散在脉石矿物中。由于原矿属于风化强烈的半风化一风化矿石,泥化严重,难以回收其中微细粒级与极微细粒级的粉屑、泥粉部分的稀土。为此对原矿样进行了泥化率的测定,分布于矿泥中的稀土(REO)已占有16.56%.原矿中的伴生有用组分Sr、Ba、CaF2、Pb,均主要是呈独立矿物形式产出。Sr主要是呈锶重晶石矿物相存在;Ba为锶重晶石及毒重石矿物相形式产出;02是以萤石矿物相存在;Pb主要是存在于方铅矿及其次生的白铅矿中。并伴生有Sr、Ba、CaF2、Pb等有用组分。(详见下表)表1原矿化学成分(wt%)组分含量组分总量含量表2原矿稀土及伴生有用组分含量有用组分含量1.2矿物组成及含量原矿中已基本查明的矿物种类达25种,矿物中主要矿物为氟碳铈矿、锶重晶石、萤石、毒重石、长石、石英,次为褐铁矿、方解石,矿物中常与氟碳铈矿连生的锶重晶石、萤石、毒重石合计为53.82%;矿物中比重大于4的重矿物氟碳铈矿、锶重晶石、毒重石等占30.75%.(矿物组成及含量见表3)表3原矿的矿物组成及含量矿物氟碳铈矿锶重晶石重石萤石长石石英霓辉石方解石含量矿物褐铁矿赤铁矿方铅矿白铅矿黄铜矿黄铁矿黑云母白云母含量偶见矿物云母绿泥石褐帘石绿帘石白钛石磷灰石锆石合计旦3里偶见1.3各粒级矿物组成及含量对原矿取样经破碎筛分查定的各粒级矿物组成及含量列入表4,表明原矿中的氟碳铈矿及锶重晶石、萤石、毒重石、长石、石英、方解石、方铅矿、褐铁矿、黑云母、绿泥石等存在于各粒级产物中,在各粒级矿物的含量变化上,以氟碳铈矿特别明显,在+100目(>0.154mm)以上的各粒级产物中,氟碳铈矿仅在1.62-3.34%之间,而在一100目(<0.154mm)以下的各粒级中,氟碳铈矿的含M己显著增加至14.71-27.44%之间,己高出+100目以上各粒级含量的4至8倍,比全样一般还增加1倍以上,表现为明显的富集,亦说明经破碎后氟碳铈矿的粒度已主要集中在0.154mm以下的各粒级产物中,从总体上其含量变化不太大,方铅矿主要在200目(<0.074mm)以下的各粒级中含量明显增高,相对富集。绿泥石、白云母、云母、褐帘石等,亦主要集中在-200目以下各粒级中,其含量相对增高。

  原矿的氟碳饰矿嵌布粒度测定结果见表5,矿样中氟碳铈矿的嵌布粒度分别为8.22-0.007mm.表明原矿中氟碳铈矿的嵌布粒度大小变化范围大,分布极不均匀。按所分布的颗粒量,主要集中在%,大于0.35mm的占9.03%;按所占体积量,主要集中在0.0 074mm以上。按分布的颗粒量,主要为细粒级及粉细粒级其次是中细粒级和微细粒级,而中、粗粒级所占比例仅为3.54%;按所占体积量,主要为细一中粒级。

  表4试样原矿各粒级矿物组成及含量氟碳铈矿锶重晶石重石萤石长石石英霓辉石偶见方解石褐铁矿赤铁矿偶见方铅矿白铅矿偶见黄铜矿偶见黄铁矿偶见黑云母白云母偶见绢云母绿泥石绿帘石黝帘石褐帘石偶见白钛石磷灰石含计表5原矿氟碳铈矿嵌布粒度筛网粒度范围平均粒径颗粒数百分比线段长百分比(目)单项值累计值单项值累计值2原选矿工艺流程及存在的问题原生产工艺采用一段闭路式磨矿后,采用摇床-粗-扫生产,摇床精矿烘干后进入磁选选别获得稀土精矿产品,稀土精矿品位约65%,稀土金属回收率约为35%左右摇床尾矿为最终尾矿。

  该工艺存在的问题:原矿在磨矿前未进行分级,粗细混合磨矿,造成细粒矿物严重过磨。

  原矿中的氟碳铺矿及锶重晶石、萤石、毒重石、长石、石英、方解石、方铅矿、褐铁矿、黑云母、绿泥石等存在于各粒级产物中,由于氟碳铈矿比重较大,螺旋分级机分级效率低,造成部分细粒大比重矿物被返回至磨矿机中,使氟碳铈矿过磨现象严重,造成重选分选效果差,回收率低。

  摇床选别时,未进行粗细分选,加之,氟碳铈矿和锶重晶石比重极为接近,造成摇床选别时,分选效果不佳。因此,原矿的过磨和摇床分选效果不佳是造成德昌稀土选别回收率低主要因素。

  3.工艺流程改进根据原矿性质,大陆槽稀土矿适应采用原矿预先筛分分级,选择性磨矿;重-磁-浮联合进行阶段选别工艺。

  3.1原矿预先筛分分级,选择性磨矿对原矿取样经破碎筛分查定的各粒级矿物组成及含量,氟碳铈矿在+100目(>0.154mm)以上的各粒级产物中,含量仅在1.62-3.34%之间,而在一1000(<0.154mm)以下的各粒级中,其含量已明显增加至14.71-27.44%之间,已高出+100目以上各粒级含M的4至8倍(数据见表卜5)。原矿的氟碳饰矿嵌布粒度主要集中在0.35-0.03mm间。根据上述情况,原矿在破碎后宜采用预先分级磨矿,小于0.5胃1以下粒级中,氟碳铈矿含量较高,且锶重晶石含量相对降低,有利于摇床回收,不宜再进行磨矿,因此,分级后小于0.5mm直接进入摇床进行分选。大于0.5mm氟碳铈矿含量较低,且锶重晶石含量较高,氟碳铈矿未单体解离,必需进行细磨,因此,大于0.5分级后采用一段闭路式磨矿工艺进行细磨,磨矿粒度宜控制在90%-200目。

  3.2重-磁-浮联合进行阶段选别工艺重-磁-浮联合进行阶段选别工艺的原理及依据(1)氟碳铈矿自然结晶粒度粗细不均。(2)氟碳铈矿性脆,自然界容易被风化,矿石加工时容易“粉化”。(3)不同粒径的矿物,其与选矿相关的物理化学性质(如形状、堆比重、比表面积、比磁化系数、比导电系数、表面电性、表面能、可溶性、热力学性质等)有较大差异;(4)粗粒与细粒矿物在流体介质、磁场,电场、矿浆体系中受力及施力(重力、磁力、表面张力、静电感应力、动量、惯性等)的大小、状态及其运动轨迹不同;(5)粗粒与细粒矿物的化学活性也有一定差异。(6)矿粒群的粒级范围越窄,异性矿物之间的上述差异越火,分选效果越好。(7)不同选矿设备和选矿方法有其合适的粒度范围。因此采用重选-磁选-浮选工艺分别回收粗粒、中粒、微细粒氟碳铈矿是科学的方法。

  由于原矿性质因素,在磨矿工艺中,采用预选筛分分级选择性磨矿后,分级后大于0.5部分直接进入摇床进行选别,摇床精矿烘干后进行筛分,采用磁选机进行选别获得稀土精矿。摇床尾矿经浓缩脱泥磨矿后进入高梯度磁选机对稀土矿物再进行回收。分级后小于0.5皿部分细磨后的部分,由于锶重品石含量较高,稀土含量低,稀土和锶重晶石的比重极为接近,无法用摇床进行分选,而稀土和锶重晶石的比磁化系数相差达17倍,因此,适合采用高梯度磁选机进行初步富集后,采用浮选方法选别,获得稀土精矿产品。在浮选过程中还可回收锶重晶石、萤石等有用矿物。

  4结语德昌大陆槽稀土矿石结构构造及氟碳铈嵌布复杂,氟碳铈矿嵌布粒度极不均匀,大部分粒度细小,解离较差,氟碳铈矿与主要脉石矿物的比重和可浮性相近,且矿石风化严重,泥化率高。通过预先筛分分级选择性磨矿,采用不同的选矿方法和设备进行阶段性选别,对不同粒度的矿物分别采用重选、磁选和浮选的方法,提高选矿金属回收率,进一步对稀土及其伴生有用矿物的回收,可提高选矿经济效益。

  德昌大陆槽稀土选矿工艺流程图

(完) 

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