稀土矿物的选矿(续) | [PDF全文] |
1949年,在靠近加利福尼亚芒廷帕斯的克拉芒廷发现了世界上最大的氟碳铈矿矿床以后,经多方研究,采用高温浮选氟碳铈矿,结果非常有效。目前,美国钼公司芒廷帕斯选矿厂仍然采用浮选来回收氟碳铈矿。
该厂日处理量为160吨,但根据市场的需求,据说将生产设备扩大到日处理量500~1000吨。选厂目前通过浮选-酸浸-焙烧,生产出RE2O3为90%以上的精矿。
矿床赋存于长度为五英里、厚度为1
原矿经磨矿后,添加适当的调整剂并加温,进行高温浮选。高温浮选是让脂肪酸捕收剂全部吸附于氟碳铈矿上,选择地抑制重晶石和方解石。尤其是利用重晶石在48℃以上时浮游性下降的特点。方解石的抑制则是使用木质硫酸铵和OrzanA(调整剂)。其次,为了溶解混入泡沫中的方解石,再对浮选精矿进行盐酸浸出,盐酸浸出残渣送到Edwards焙烧炉,在炉中除去氯碳铈矿中的CO2,制成RE2O3为90%以上的产品。
该厂选矿流程如下:采掘的矿石用卡车搬运到选矿厂。原矿通过顎式破碎机和西门子圆锥二段破碎至-3/4 "。然后用4′
美国矿山局里诺研究中心,以提高芒廷帕斯选矿厂的选矿效果和降低能耗为目的,对氟碳铈矿的浮选进行了研究。矿样为该厂的磨矿机给矿-8目粒级部分。矿样分析结果列于表 7。为了确定氟碳铈矿颗粒单体解离的粒度,试样粉碎成-35目后筛分,然后各粒级用电子显微分析仪进行分析。结果显示了用-150目+200目时,大部分氟碳铈矿颗粒已单体解离。因此,150目为单体解离的界限粒度,但本浮选试验是用-150目占80%的矿样进行。
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用于浮选试验的捕收剂属脂肪酸系,是油酸、亚油酸、亚麻油酸、脂肪酸和树脂酸的混合物,其中有2号浮选油(脱氢松香)L-1(1%树脂竣)、2号浮选油L-5(5%树脂酸)、2号浮选油M-28B(28%树脂酸)。2号浮选油的脂肪酸是由等量的油酸和亚油酸制成,并含1%的亚麻油酸。另外还试用了A.C.C(美国氰胺公司)生产的黑药845。作为脉石的抑制剂,选用了木质磺酸盐、氟化钠和氟硅酸钠。
为了选择合适的捕收剂,进行了探索试验。浮选试验条件:矿浆浓度为3%、捕收剂用量为0.4磅/吨;脉石抑制剂:木质磺酸铵(Orzan805);调整剂:碳酸钠12磅/吨;矿桨pH10;矿浆温度30℃。加入抑制剂和调整剂后搅拌5分钟,然后加入捕收剂再搅拌5分钟。试验结果见表 8。
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从分选指标及价格等方面考虑,捕收剂选定2号浮选油L-5。作为脉石抑制剂选择了木质磺酸钙、木质磺酸钠和Orzan805 (木质磺酸铵)作了比较。试验结果见表 9。由表可见使用木质磺酸铵时,精矿品位和回收率都取得很好的效果。使用2号浮选油L-5、木质磺酸铵和NaF时,所得的粗精矿的RE2O3为24%、稀土的回收率为69%,这几种药剂的配合使用,明显提高了精矿品位。调整剂Na2CO3比NaOH的效果更好。
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另外,对矿浆的最佳温度进行了试验。试验条件:2号浮选油L-5为0.4磅/吨、木质磺酸铵为5磅/吨、Na2CO3为12磅/吨、NaF为4磅/吨,抑制剂添加后调节5分钟,2号浮选油添加后调节5分钟,不同矿浆湿度试验结果见图 3。如图 3所示,最好的矿浆温度为40~45℃,此时RE2O3含量为31~33%,回收率可达74~78%。接着把矿浆温度保持为43±2℃,再进行捕收剂2号浮选油L-5的最适宜添加量的试验。结果见图 4。木质磺酸铵、NaF和Na2CO3的最适添加量的试验结果分别示于图 5~图 7。浮选时间、抑制剂和调整剂的调节时间、捕收剂的调节时间、矿浆浓度和浮选机的叶轮转速的试验结果分别示于图 8~图 12。
试验结果表明,粗选的最佳条件:矿浆温度为40~45℃,2号浮选油用量为0.4磅/吨,木质磺酸铵用量为5磅/吨,NaF用量为6磅/吨,Na2CO3用量为12磅/吨,抑制剂和调整剂的调节时间为10分钟,2号浮选油的调节时问为6分钟,矿浆浓度为36%,浮选时间为6分钟,叶轮转速为1400转/分。在该条件下进行16次试验的平均值列于表 10。
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为了适于下一次处理,要求浮选精矿的RE2O3含量为55%以上。为此,对粗精矿进行了精选。结果表明,精选的最佳条件为:矿浆温度为40~45℃,浮选时间为5分钟,矿浆浓度为20%。试验中发现添加Na2CO3对浮选不利。在上述最佳条件下进行试验的平均值列于表 11。
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精选的尾矿RE2O3平均含量为18%。为了尽可能减少稀土的损失,对精选尾矿进行扫选。经查明,精选尾矿中氟碳铈矿有连生体。于是,将其进一步粉碎至-150目,再以20%和36%的两种矿浆浓度,在最佳粗选条件下,扫选试验。试验结果列于表 12。
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使用最佳条件进行粗选、精选和扫选等综合的大规模浮选试验结果见表 13。另外,通过将精选尾矿的扫选精矿返回到精选系统,可进一步提高稀土的回收率。由于扫选的尾矿是连生体状,若再将其返回到粗选系统是有害无益的。
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为了从氟碳铈矿粗选尾矿中回收重晶石,用作耐火度测试锥而进行了试验,但重晶石与天青石(SrSO4)共生密切,后者的密度较重晶石小,为3.95~3.97。试验未能取得高品位重晶石精矿。
福尔斯坦诺和普拉蒂普进行了氟碳铈矿、重晶石和方解石吸附辛羟基胺量的测定,结果发现这些矿物的浮选行为与辛基羟基胺吸附量有很大的关系,因而利用辛基羟基胺可从重晶石和方解石中有选择地捕收氟碳铈矿。
此外,C、DuRictz求出了二辛基磷酸盐和各种金属离子反应的溶度积,作出了平衡状态中各金属离子浓度与pH值关系图(略)。从图分析出,在pH7.5附近,使用二辛基磷酸盐从其他矿物中浮选回收含Ce的稀土矿物是完全有可能的。
九 结论本文叙述了稀土矿物,尤其是独居石和氟碳铈矿的选矿实例和以往这方面所进行过的研究。独居石的选矿方法采用的是重选、强磁选和静电选矿的联合方法,但这种方法不适宜于粉矿的处理。对于粉矿则须用浮选的方法。
在芒廷帕斯选矿厂,成功地用高温浮选对氟碳铈矿进行分选,取得了非常满意的效果。
中国的稀土资源愈来愈明朗,构成矿石的矿物种类上升为十几种,且矿石中的氟碳铈矿粒度非常小,氟碳铈矿的浮选并非易事。但是,由于世界各地正积极地对中国的氟碳钵矿进行选矿研究,因此,可望在不久将来听到这方面的好消息。
参考文献(略)
吴继宝摘译自日刊《浮选》
黄兴华、蒋健健校