王云偉,王忠應(yīng),陳艷平

(云南黃金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，云南 昆明 650000)

0 引言

螢石又稱氟石，鹵族元素礦物，主要成分為氟化鈣(CaF2)，其中Ca占51.33%，F(xiàn)占48.67%。螢石礦中常因混入稀土、氯、鐵、鈾、鉛、鋅、瀝青等雜質(zhì)而呈淺綠至深綠、藍(lán)、綠藍(lán)、黃、酒黃、紫、紫羅蘭、灰、褐、玫瑰紅、深紅等顏色[1-2]。我國(guó)螢石儲(chǔ)量居世界首位，其中以東南沿海地區(qū)、中南地區(qū)等地居多[3]。雖然我國(guó)螢石資源豐富，但大部分與其它礦物如石英石、方解石、重晶石高嶺石及白云石等共生賦存[4-6]。

螢石是一種應(yīng)用廣泛的戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)資源，包括有色金屬領(lǐng)域、陶瓷、軍工、航空、原子能、半導(dǎo)體等傳統(tǒng)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)[7-11]。目前，隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)螢石精礦的需求不斷增加，螢石精礦面臨嚴(yán)重短缺。筆者對(duì)貴州某螢石礦的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行了浮選試驗(yàn)，以期對(duì)類似的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)提供參考。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石的化學(xué)成分

浮選試驗(yàn)的原礦取自貴州某螢石礦，該原礦的主要化學(xué)成分見(jiàn)表1。

表1 礦石的主要化學(xué)成分 %

由表1可知，原礦的主要化學(xué)成分為氟化鈣和二氧化硅，其品位分別為20.03%和62.15%，二者合計(jì)占原礦的82.18%，F(xiàn)e2O3、Al2O3和CaCO3的含量都較低，分別為2.16%、6.87%和2.19%。在選礦試驗(yàn)研究過(guò)程中，該礦產(chǎn)資源的脈石礦物主要為石英，S含量雖低，但其對(duì)螢石精礦品位影響很大，進(jìn)一步化驗(yàn)該礦石的礦物成分，確定S的礦物成分。

1.2 礦石的礦物成分

該螢石原礦的礦物成分主要為石英，其次為高嶺石、石榴子石、方解石和黃鐵礦，含硫的礦物主要為黃鐵礦，后續(xù)的浮選試驗(yàn)首先要脫除該硫化礦。原礦的礦物組成見(jiàn)表2。

表2 礦石的主要礦物成分 %

1.3 原礦顯微分析

原礦礦物組成較為復(fù)雜，脈石可分為三種：一種是黃鐵礦等硫化礦物，一種是方解石等含鈣礦物，還有一種是石英石、榴子石等硅酸鹽礦物。采用顯微鏡對(duì)螢石礦進(jìn)行原礦顯微觀察，觀察顯微照片見(jiàn)圖1。

圖1 螢石及黃鐵礦包裹體顯微照片

由圖1可見(jiàn)，樣品中部分黃鐵礦(白色)約90%為單體存在，呈細(xì)小的粒狀包裹在脈石礦物中，形成包裹連生體。黃鐵礦單體粒徑由0.01～0.07 mm，多數(shù)是0.01～0.03 mm。磁黃鐵礦單體的粒徑在0.03 mm左右，具強(qiáng)磁性。

從顯微觀察結(jié)果可知，硫化礦以黃鐵礦為主，黃鐵礦在原礦中絕大部分都是以單體的形式存在，單體解離度高，這就為螢石與硫化礦分離提供了可能性。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 條件試驗(yàn)

首先對(duì)該礦石資源進(jìn)行磨礦細(xì)度及條件試驗(yàn)，所用的條件試驗(yàn)流程為一次硫化礦浮選，一次螢石粗選作業(yè)，見(jiàn)圖2。

圖2 條件試驗(yàn)流程

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

合適的磨礦細(xì)度不僅能使目標(biāo)礦物與其它礦物分離，而且還能在保證浮選指標(biāo)的前提下，節(jié)約能耗。在黃藥300 g/t，水玻璃4 000 g/t，油酸400 g/t的條件下，進(jìn)行磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)。

由表3可見(jiàn)，隨著磨礦細(xì)度的增加，螢石精礦品位先下降后上升，回收率先上升后基本保持不變，綜合考慮，后續(xù)所用的磨礦細(xì)度為-200目含量為76%。

表3 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果表 %

2.1.2 硫化礦捕收劑用量試驗(yàn)

在確定磨礦細(xì)度為-200目、含量為76%后，進(jìn)行了硫化礦捕收劑丁基黃藥用量試驗(yàn)。固定抑制劑水玻璃用量為4 000 g/t，捕收劑油酸用量為400 g/t。

由表4可知，隨著丁基黃藥用量的增加，螢石精礦中CaF2的品位呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，螢石精礦中CaF2的回收率隨捕收劑用量的增加先增加后降低。隨著捕收劑用量的增加，硫精礦中CaF2的品位先略有下降，然后基本保持不變;隨著捕收劑用量的增加，硫精礦中CaF2的回收率變化不大。當(dāng)丁黃藥用量為300 g/t時(shí)，螢石精礦中CaF2品位和回收率最高。綜合考慮，確定丁基黃藥用量為300 g/t。

表4 硫化礦捕收劑丁黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果表

2.1.3 水玻璃用量試驗(yàn)

因原礦中石英礦物含量較高，選取水玻璃作為二氧化硅的抑制劑。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占76%，黃藥300 g/t，油酸400 g/t的條件下，改變水玻璃用量，進(jìn)行條件試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果表

續(xù)表

由表5可知，螢石精礦中CaF2的品位隨水玻璃用量的增加，先逐漸增加后保持穩(wěn)定，螢石精礦中CaF2的回收率隨水玻璃用量的增加而降低。硫精礦中CaF2的品位和回收率隨水玻璃用量的增加基本保持不變。隨當(dāng)水玻璃用量達(dá)4 000 g/t時(shí)，CaF2品位最高。綜合考慮確定水玻璃用量為4 000 g/t。

2.1.4 氧化礦捕收劑用量試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為-200目占76%，黃藥300 g/t，水玻璃4 000 g/t的條件下進(jìn)行氧化礦捕收劑條件試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 氧化礦捕收劑油酸用量試驗(yàn)結(jié)果表

由表6可知，螢石精礦中CaF2的品位隨著油酸用量的增加而降低，螢石精礦中CaF2的回收率隨著水玻璃用量的增加而增加。隨著水玻璃用量的增加，硫精礦中CaF2的品位和回收率不變，油酸作為捕收劑的用量為400 g/t。

2.2 開(kāi)路試驗(yàn)

采用先硫化礦浮選，浮選尾礦選螢石的1粗6精1掃的開(kāi)路流程。開(kāi)路浮選試驗(yàn)流程及所用浮選藥劑用量見(jiàn)圖3。

圖3 開(kāi)路浮選試驗(yàn)流程

由表7可見(jiàn)，在磨礦細(xì)度為-200目占76%，采用圖2所示的開(kāi)路浮選流程，獲得螢石精礦CaF2品位為96.31%、回收率72.43%。

表7 開(kāi)路浮選試驗(yàn)結(jié)果表 %

2.3 閉路試驗(yàn)

根據(jù)開(kāi)路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了對(duì)應(yīng)的閉路浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖4。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8，最終的螢石精礦中CaF2的品位為93.56%、CaF2的回收率88.88%。

圖4 閉路浮選試驗(yàn)流程圖

表8 開(kāi)路浮選試驗(yàn)結(jié)果 %

3 結(jié)語(yǔ)

1)試驗(yàn)選用的螢石原礦為石英型螢石礦，該礦石主要以石英為主，螢石與石英的品位分?jǐn)?shù)分別為20.03%和53.77%。脈石礦物除石英外還含有高嶺石、方解石、石榴子石和黃鐵礦。原礦顯微分析：含硫礦物主要為黃鐵礦且單體解離度高，這就為螢石與硫化礦分離、螢石精礦品位的提高提供了依據(jù)。

2)礦石在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占76%，丁黃藥用量為300 g/t、水玻璃用量為4 000 g/t、油酸用量為400 g/t，采用硫化礦一次浮選、螢石一次粗選、6次精選、1次掃選的閉路浮選流程處理，最終獲得螢石精礦品位為93.56%、回收率為88.88%的優(yōu)質(zhì)精礦。