重庆某萤石-重晶石矿浮选试验*

石贵明 周意超 李 明 刘 琴 张晶晶

(1.玉溪师范学院资源环境学院;2.江西理工大学资源与环境工程学院)

重庆某萤石-重晶石矿矿物组成较为简单，主要矿物为重晶石、萤石、方解石，石英少量。其中重晶石、萤石占矿物总量的85.34%，仅需抛除占矿物总量14.66%的方解石、石英等杂质即可获得合格的萤石和重晶石混合精矿，但需实现二者的有效分离才能分别获得萤石精矿和重晶石精矿，分选难度较大。为合理开发利用该矿石，获得达到工业要求的重晶石、萤石精矿产品，进行选矿试验研究。

1 矿石性质

1.1 矿石组成

重庆某萤石-重晶石矿BaSO4品位52.57%，CaF2品位32.77%，矿石化学多元素分析结果见表1，矿物体积含量见表2。

表1 矿石化学多元素分析结果 %

注：P的含量单位为g/t。

表2 矿石矿物体积含量 %

由表1、表2可知，该矿石有用成分为CaF2和BaSO4，不能利用的成分主要为CaCO3及少量的SiO2等杂质。由于BaSO4品位高达CaF2品位的1.6倍，从CaF2中分离BaSO4难度较高。CaCO3以方解石的形式产出，品位11.96%，但方解石与萤石可浮性极为相似，二者分离也较为困难。矿石硫含量7.51%，均为重晶石中的硫，铁和磷含量均很低。矿物成分简单，主要由重晶石、萤石、方解石组成，另有少量石英等。

1.2 嵌布特征

(1)重晶石。重晶石是矿石主要有用矿物之一，与萤石紧密共生，以叶片状、板柱状半自形晶为主。粒度粗细不均，一般0.5 mm×1.0 mm～5 mm×10 mm左右。由于受后期应力作用影响，重晶石晶体发生弯曲、具波状消光，局部见碎裂现象，可见少量粒度较小(一般小于1 mm)的半自形或他形重晶石，呈细脉状、似脉状分布于矿石中，被方解石交代呈岛屿、 碎片状，呈残余结构。

(2)萤石。萤石也是矿石的主要有用矿物之一，以他形晶为主，呈粒状、不规则粒状，粒度大小不等，一般0.5～20 mm，最大20 mm×40 mm左右，分布于其他矿物粒间，对重晶石进行交代，或被后期方解石交代，呈残余结构。

(3)方解石。方解石为主要脉石矿物，呈半自形—他形粒状分布于重晶石、萤石粒间，或呈脉状、网脉状、断续脉状、似脉状分布于重晶石、萤石裂隙中，粒度0.05～5 mm不等。

(4)石英。石英以他形粒状为主，少量呈自形晶，多以粒状镶嵌于集合体中产出，粒度0.01～0.1 mm，后期脉状产出者粒度较粗，一般为0.1～0.4 mm，并可见少量0.4 mm×1.0 mm的自形晶。

2 试验结果与讨论

根据矿石性质，以十二烷基硫酸钠作重晶石捕收剂、Na2CO3为pH调整剂、Na2SiO3为脉石抑制剂，选择Na2SiO3、栲胶、硫酸铝、木质素磺酸钠、NaF中的部分药剂作为萤石浮选的组合抑制剂，油酸为捕收剂，进行重晶石、萤石浮选回收试验[1-6]。

2.1 优先浮选试验

2.1.1 磨矿细度试验

在重晶石粗选Na2CO3用量400 g/t、Na2SiO3用量1 000 g/t、十二烷基硫酸钠用量1 500 g/t，萤石浮选组合抑制剂Na2SiO3用量413 g/t、Na2SiF6用量103 g/t和糊精用量413 g/t、捕收剂油酸用量290 g/t的条件下进行磨矿细度试验，流程见图1，结果见图2。

图1 磨矿细度试验流程

图2表明，随着磨矿细度的增大，重晶石精矿CaF2品位和回收率变化不大，说明单从重晶石选别角度来看，磨矿细度-0.074 mm 69.81%时即可满足要求。从萤石浮选角度分析，随着磨矿细度的增大，尾矿CaF2品位先基本不变后迅速上升；当磨矿细度-0.074 mm 75%时，尾矿CaF2品位最低，因此确定磨矿细度-0.074 mm 75%。

图2 磨矿细度试验结果

2.1.2 Na2CO3用量试验

固定其他条件不变，在磨矿细度-0.074 mm 75%的条件下按图1流程进行Na2CO3用量试验，结果见图3。

图3 Na2CO3用量试验结果

图3表明，Na2CO3用量对重晶石精矿指标影响不大，均能达到国标要求。Na2CO3用量对萤石精矿指标影响较大，当其用量为3 300 g/t时，萤石精矿CaF2品位81.95%、回收率72.89%，指标最好，因此确定Na2CO3用量为3 300 g/t。

2.1.3 Na2SiO3用量试验

在磨矿细度-0.074 mm75%、Na2CO3用量3 300 g/t的条件下，固定其他条件不变，按图1流程进行Na2SiO3用量试验，结果见图4。

从图4可以看出，随着Na2SiO3用量的增加，重晶石精矿CaF2品位、回收率逐渐下降，但下降幅度较小，萤石精矿CaF2品位和回收率则先增加后减少，在Na2SiO3用量为1 000 g/t时达到峰值，在条件试验确定的最佳药剂制度下，重晶石优先浮选—萤石浮选指标见表3。

图4 Na2SiO3用量试验结果

Na2SiO3用量过大，阻碍了捕收剂在萤石表面的吸附，因此确定Na2SiO3用量为1 000 g/t。

表3 优先浮选最佳条件指标

由表3可以看出，原矿优先浮选重晶石再浮选萤石工艺流程萤石精矿CaF2品位仅71.23%，难以获得合格的萤石精矿，同时尾矿中萤石含量也较高。因此进行重晶石、萤石混合浮选—粗精矿重晶石、萤石分离浮选试验。

2.2 混合浮选试验

在优先浮选条件试验的基础上，调整混合浮选药剂制度，进行萤石分离浮选药剂制度试验，流程见图5。其中M指酸性水玻璃，Y指栲胶，A指硫酸铝，这3种药剂作为脉石组合抑制剂。试验流程见图5，结果见表4。

从表4可知，在药剂制度为4的条件下浮选结果最好。在栲胶用量53.3 g/t、硫酸铝用量26.7 g/t、木质素磺酸钠用量800 g/t、NaF用量267 g/t、油酸用量300～400 g/t的药剂制度下，尾矿2 CaF2产率和回收率最低，CaF2品位也较低，萤石精矿CaF2品位88.37%、回收率85.86%，综合指标良好。

2.3 闭路试验

在上述试验的基础上进行混合浮选—重晶石、萤石分离浮选闭路试验，流程见图6，结果见表5。

从表5试验结果可以看出，原矿在磨矿细度-0.074 mm 75%，经1粗1扫混合浮选—粗精矿1粗2精1扫优先浮选重晶石-重晶石浮选尾矿1粗4精1扫萤石浮选流程选别，可得到重晶石精矿产率52.44%、BaSO4品位94.83%、回收率97.00%和萤石精矿产率30.33%、CaF2品位90.06%、回收率82.86%的良好指标。

图5 混合浮选试验流程

表4 混合浮选试验开路流程萤石浮选指标 %

表5 闭路试验结果 %

3 结 论

(1)重庆某萤石-重晶石矿主要有用矿物重晶石和萤石占矿物总量的85.34%，BaSO4和CaF2分别为52.57%、32.77%，主要杂质CaCO3以方解石的形式产出。由于方解石与萤石可浮性极为相似，因此实现萤石与方解石及萤石与重晶石的分离较为困难。

(2)在最佳药剂制度下，原矿磨矿至-0.074 mm 75%，经1粗1扫混合浮选—混合精矿1粗2精1扫重晶石优先浮选—重晶石浮选尾矿1粗4精1扫萤石浮选闭路流程选别，可获得产率52.44%，BaSO4品位94.83%、含CaCO31.50%，回收率97.00%的重晶石精矿，产率30.33%，CaF2品位90.06%、含CaCO34.62%，回收率82.86%萤石精矿。

(3)该萤石-重晶石矿选矿工艺流程药剂种类多、对温度较敏感，需进一步研究、优化后，才能实际应用。

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图6 混合浮选—重晶石、萤石分离浮选闭路试验流程