中国粉体网讯 随着我国科技和经济的快速发展,对萤石的需求量也越来越大。虽然我国萤石资源储量位列世界第二,但易选的单一型萤石矿储量小,难选的共伴生型萤石矿储量大,为满足经济发展对于萤石矿的大量需求,共伴生型萤石矿的高效开发利用成为当务之急。
萤石
1我国萤石矿的主要类型
萤石矿床一般分为单一型萤石矿床和共伴生型萤石矿床,其中前者占53%,后者占47%。我国萤石矿床以沉积改造型和热液充填型为主,矿山生产规模以中小型为主,总数超1200个。
单一型萤石矿床的矿石组成以萤石、石英为主,有少量的方解石、重晶石、高岭石、黄铁矿、钾长石以及微量的金属硫化物和含磷矿物,主要用于生产酸级萤石精粉。伴(共)生型萤石矿床主要矿物为铅锌硫化物、钨锡多金属硫化物、稀土磁铁和方解石,萤石作为脉石分布其中,随主矿开采而被综合回收利用,主要用于生产冶金级萤石精粉。
2萤石浮选关键技术难题
随着浮选技术的发展,萤石与重晶石、石英、硫化矿等脉石矿物的分离工艺已经日趋成熟。但是,萤石浮选提纯仍存在尚未攻克的技术难题。例如,萤石与方解石由于表面性质相近,实际浮选过程中由于矿浆成分复杂,浮选分离困难;浮选药剂不耐低温,矿浆需要加热,产生额外成本等。
3萤石浮选技术研究进展
目前,浮选是分离萤石与其共伴生脉石矿物的最常见分选方法,而浮选药剂的开发利用则是提高分离效率的关键。
萤石浮选药剂
(1)萤石与方解石浮选分离
目前,研发新型有机抑制剂、针对水玻璃改性并制成酸化和盐化水玻璃是研究的热点。在新型有机抑制剂方面,JIANG等研究发现,在不使用任何抑制剂的情况下,采用苯异羟肟酸(BHA)作为捕收剂即可选择性地分离萤石和方解石;其机理是萤石表面具有更高的活性位点密度,且钙离子活性更高,更有利于BHA在萤石表面的选择性吸附。在水玻璃改性方面,刘德志等使用浓硫酸对油酸进行酸化处理制备出酸化水玻璃,通过1粗5精全闭路浮选,在25℃的环境下,得到了CaF2品位97.17%、回收率88.87%的高品级萤石精矿。
单一抑制剂对萤石与方解石浮选分离效果远不如组合药剂的作用效果。因此,对已有抑制剂的改性和组合应用研究也将是未来抑制剂研究的重点。宋英等通过对单一抑制剂和组合抑制剂在萤石浮选过程中其对方解石的抑制效果进行研究,结果表明,采用KY-110作为捕收剂,水玻璃与腐植酸钠联合用药,可以获得CaF2品位达97.11%,回收率为69.90%的萤石精矿。牛云飞等采用六偏磷酸钠+盐化水玻璃混合药剂来抑制方解石,使精矿中CaCO3降低为较低的水平,试验获得的产品质量达到了二品级要求。
(2)浮选药剂开发
细粒低品位萤石浮选药剂。随着颗粒粒度变细,萤石与脉石颗粒之间极易发生团聚,增大萤石浮选分离难度。针对细粒级矿物浮选,常通过添加分散剂,使细颗粒在外力作用下分散于矿浆中。汤家焰等发现在pH值为6~12时,细粒级萤石与石英发生强烈异相团聚,萤石品位和回收率较低;通过添加硅酸钠,降低了萤石和石英表面电位,增强了颗粒间静电排斥力,提高了混合矿分散性能。有研究表明,除了硅酸钠,碳酸钠、氟硅酸钠和六偏磷酸钠等分散剂也能有效改善细粒萤石浮选效果。
萤石低温浮选药剂。近年来,耐低温浮选药剂的研究主要集中在对油酸的改性和添加增效剂两方面,并取得了一定效果;此外,烷基磺酸盐等药剂的耐低温性能得到了关注。陈浩等使用石油磺酸钠类阴离子表面活性剂PSK-13浮选分离CaF2含量47.48%、SiO2含量39.70%的石英型萤石矿,在矿浆温度为5℃时,可以得到CaF2品位98.57%、回收率75.02%的CF-98萤石精矿,证明石油磺酸钠在低温下具有良好的捕收性能。
进一步地,康博文等将油酸钠和石油磺酸钠以质量比2∶1配制成组合捕收剂浮选回收低品位萤石,通过对比试验发现组合药剂的捕收效果优于单一油酸钠和石油磺酸钠,且在5~25℃时,温度对萤石品位和回收率影响不大,最终经1粗6精1扫流程获得了CaF2品位97.32%、回收率78.08%的萤石精矿。
结语
展望目前的浮选药剂,最常用的萤石浮选捕收剂是脂肪酸,尤其是油酸,但难耐低温和低水溶性限制了其应用。此外,烷基磺酸盐可以实现低温浮选,异羟肟酸具有更强选择性,具有良好的应用前景。其他如有机膦酸、砷酸、脂肪胺等捕收剂因毒性、低选择性、工艺流程复杂等原因难以大规模推广。再者,针对方解石等主要脉石矿物,水玻璃、淀粉及其改性产物是应用最广泛的抑制剂,但伴生型萤石矿品位低、组成复杂,方解石与萤石的分离仍是亟待解决的难题,需要不断研究。
参考文献
林嘉威,等:难选萤石浮选工艺及机理研究,内蒙古科技大学
李育彪,等:萤石浮选药剂及浮选机理研究进展,武汉理工大学
唐远,等:我国战略性非金属矿产分离技术进展,武汉工程大学
周文波,等:氟材料用酸级萤石的浮选提纯工艺及机理研究,武汉科技大学
(中国粉体网编辑整理/昧光)
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