童友焜

(福建省地質(zhì)測(cè)試研究中心，福州，350002)

螢石礦是一種非常重要的工業(yè)原料，用途十分廣泛，主要用于冶金、建材、化工行業(yè)[1]。近年來，國(guó)內(nèi)外在許多領(lǐng)域拓展了螢石的新用途,如用于建筑和造船工業(yè)的焊劑、制造大功率激光裝置、生產(chǎn)高效火箭燃料、利用氟塑料制造人造心瓣和代用骨骼等[2-4]。因此，對(duì)螢石礦進(jìn)行深入研究，實(shí)現(xiàn)螢石資源的綜合利用，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

1 礦石特征

1.1 礦石礦物主要特征

礦石由螢石、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英等礦物組成。礦石結(jié)構(gòu)具有角礫狀、碎斑、變余斑狀等，基質(zhì)呈顯微交生結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為角礫狀。礦石主要有用礦物為螢石,其嵌布粒度粗細(xì)不均,粒徑一般為0.05～10 mm，螢石礦化與硅化作用關(guān)系密切，螢石與石英二者相互伴生、相互嵌布。

1.2 礦石化學(xué)特征

礦石化學(xué)分析結(jié)果(表1)；礦石光譜半定量全分析結(jié)果(表2)。

表1 礦石化學(xué)分析結(jié)果

表2 礦石光譜半定量全分析結(jié)果

注：未列入表內(nèi)的元素均小于光譜檢出限。光譜半定量單位均為ω(B)/10-6。

由礦石化學(xué)分析結(jié)果可知,該礦螢石CaF2品位為32.02%，具有一定的工業(yè)開發(fā)利用價(jià)值。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程Fig.1 Test procedure for the grinding fineness

2 選礦試驗(yàn)研究及討論

針對(duì)里芭蕉礦區(qū)螢石嵌布粒度偏細(xì)，單體解離度低，脈石礦物石英與螢石共生密切的特點(diǎn)，對(duì)螢石礦石采用細(xì)磨使其單體解離，而后用浮選法對(duì)其進(jìn)行選別工藝。由于礦石在細(xì)磨過程中易造成泥化，因此，在選別過程中選擇用水玻璃抑制石英等脈石礦物以及分散礦泥是提高精礦品位的關(guān)鍵。

2.1 浮選條件試驗(yàn)

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度是保證獲得良好技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)，尋找適宜的磨礦細(xì)度極其重要。因此，在磨礦過程中加入水玻璃來分散礦泥起到助磨作用，采用試驗(yàn)的流程(圖1)和藥劑用量作為原始固定條件，試驗(yàn)結(jié)果(表3)。

由磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果可知，在藥劑用量相同的情況下，隨著磨礦細(xì)度增加，螢石粗精礦回收率逐漸增加，即在磨礦細(xì)度-74 μm 90%，其粗精礦回收率高于其它磨礦細(xì)度粗精礦回收率，因此，確定適宜的磨礦細(xì)度為-74 μm 90%。

表3 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

2.1.2 粗選藥劑用量確定試驗(yàn)

浮選藥劑用量的確定關(guān)系到選別指標(biāo)及其經(jīng)濟(jì)效益,因此,對(duì)粗選進(jìn)行藥劑用量試驗(yàn),即粗選藥劑用量的基本條件是采用L934正交法來確定的。其試驗(yàn)流程(圖2)，固定磨礦細(xì)度為-74 μm 90%，磨礦濃度為50%，試驗(yàn)因素和水平(表4)，粗選藥劑用量正交試驗(yàn)條件(表5)，粗選藥劑用量正交試驗(yàn)結(jié)果(表6)，極差分析結(jié)果(表7)。

正交試驗(yàn)分析結(jié)果表明：①影響CaF2回收率因素依次為C>B>A,即氧化石蠟皂用量>水玻璃用量>碳酸鈉用量；②影響CaF2品位因素依次為C>B>A,即氧化石蠟皂用量>水玻璃用量>碳酸鈉用量；③綜合條件為：A1，B2，C3， 即碳酸鈉量用量300 g/t，水玻璃用量1 000 g/t，氧化石蠟皂用量600 g/t。

2.2 開路流程試驗(yàn)

根椐正交試驗(yàn)確定的最佳藥劑用量條件，對(duì)樣品進(jìn)行1次粗選、5次精選的開路試驗(yàn), 開路試驗(yàn)流程及條件(圖3)，開路流程試驗(yàn)結(jié)果(表8)。

圖2 粗選藥劑用量條件試驗(yàn)流程Fig.2 Test procedure for the dosage of crude drug

因素水平序號(hào)ABC碳酸鈉(g/t)水玻璃(g/t)氧化石蠟皂(g/t)13005002002600100040039001500600

表5 粗選藥劑用量正交試驗(yàn)條件

續(xù)表5

表6 粗選藥劑用量正交試驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表6

表7極差分析結(jié)果

Table7Rangeanalysisresults

因素結(jié)果水平ABC碳酸鈉(g/t)水玻璃(g/t)氧化石蠟皂(g/t)εⅠ293.39293.33282.73εⅡ290.46292.24294.74εⅢ290.45288.73296.83εⅠ97.8097.7894.24εⅡ96.8297.4198.25εⅢ96.8296.2498.94離差R0.981.544.70βⅠ229.07228.19250.53βⅡ229.74228.91226.01βⅢ230.21231.92212.48

續(xù)表7

因素結(jié)果水平ABC碳酸鈉(g/t)水玻璃(g/t)氧化石蠟皂(g/t)βⅠ76.3676.0683.51βⅡ76.5876.3075.34βⅢ76.7477.3170.83離差R0.381.2512.68

圖3 開路試驗(yàn)流程Fig.3 Open circuit test procedure

表8 開路流程試驗(yàn)結(jié)果

從開路流程試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在磨礦細(xì)度為-74 μm 90%，經(jīng)5次精選后獲得精礦CaF2品位為98.69%，精礦品位達(dá)到理想指標(biāo)。

2.3 閉路流程試驗(yàn)

根據(jù)條件試驗(yàn)和開路試驗(yàn)結(jié)果，確定1次粗選、5次精選、中礦順序返回的閉路試驗(yàn)，為了使閉路試驗(yàn)?zāi)苋〉酶叩木V品位，對(duì)個(gè)別藥劑用量進(jìn)行調(diào)整，即在精選—選別作業(yè)中添加500 g/t水玻璃來加強(qiáng)對(duì)脈石礦物的抑制。從閉路試驗(yàn)結(jié)果(表9)可以看出，該樣品經(jīng)閉路選別后獲得CaF2精礦品位為98.28%，品位達(dá)到特級(jí)品指標(biāo)要求。閉路試驗(yàn)流程(圖4)。

圖4 閉路試驗(yàn)流程Fig.4 close circuit test procedure

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率(%)CaF2品位(%)CaF2回收率(%)精礦31.0598.2896.81尾礦68.951.463.19合計(jì)100.0031.52100.00中礦51.3192.123.83中礦42.8684.497.66中礦34.3276.1910.44中礦28.1954.0314.03中礦117.3513.667.52

3 結(jié)語

(1)該礦礦石中有用礦物為螢石，脈石礦物有鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英等。礦石中螢石與石英相互伴生、相互嵌布。螢石粒度粗細(xì)不均，以細(xì)粒為主，需要細(xì)磨才能使螢石和石英單體解離。

(2)選擇在球磨機(jī)中添加水玻璃不僅能起到抑制脈石礦物和分散礦泥作用，且能起到助磨作用，降低了磨礦能耗。

(3)礦石磨至-74 μm 90%,經(jīng)1次粗選和5次精選浮選試驗(yàn)流程選別后，獲得精礦產(chǎn)率31.05%，精礦CaF2品位98.28%，回收率96.81%的良好指標(biāo)，精礦產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到特級(jí)品要求。

1 牛麗賢，張壽庭. 中國(guó)螢石產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略思考.中國(guó)礦業(yè)， 2010,19(8).

2 白林寶，賀巧玲. 螢石的開發(fā)利用及發(fā)展動(dòng)向.內(nèi)蒙古石油化工， 2008(14).

3 張方. 我國(guó)螢石資源與氟化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)分析.化學(xué)化工，2008，26(7).

4 尹麗文. 中國(guó)應(yīng)盡快停止出口螢石.國(guó)土資源情報(bào)，2009(8).