柿竹园野鸡尾铜锡矿体萤石泥砂选矿试验研究

刘 方 凌石生 王中明 尚衍波

(1.矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京 102628；2.矿冶科技集团有限公司，北京 102628)

萤石是氟元素的主要矿物来源，广泛应用于新能源、新材料、国防、化工和冶金等工业领域。我国萤石资源潜力大、资源丰富、单一型萤石矿床点多、储量小、伴生矿床数多量大，但贫矿多、富矿少、难选矿多[1-7]。随着经济发展对萤石资源需求的增加，单一萤石矿资源不能满足市场需求，共伴生萤石矿中萤石矿的回收显得更为重要，但残存的选矿药剂对后续萤石的回收影响较大，增加了萤石回收的难度[8-11]。

湖南柿竹园野鸡尾铜锡矿体含有铜、锌、锡、铁、硫，萤石等，为了回收其中的有价元素，整体选矿流程长且复杂，浮选药剂种类繁多，萤石选别处于整个工艺流程的最末端，前面浮选药剂对萤石浮选的影响很大，因此本文提出采用旋流器分离泥砂，进行泥砂分选，减少前面浮选药剂对萤石浮选的影响，取得了较好的浮选指标。

1 矿石性质

柿竹园野鸡尾铜锡矿体原矿主要化学成分见表1。矿石中Cu、Sn、WO3和CaF2的含量较高，分别为0.23%、0.41%、0.28%和26.13%，有价元素种类多，可综合回收，但品位均不高。

表1 原矿主要化学成分Table 1 Main chemical composition of ore /%

工艺矿物学研究结果发现，矿石中萤石的嵌布粒度较粗，以中、细粒嵌布为主，其次为粗粒嵌布，另外有少量萤石以微粒嵌布，单体解离度测定结果显示原矿磨矿细度-0.074 mm占85%时，萤石的单体解离度为82.11%。

2 试验结果与讨论

柿竹园野鸡尾铜锡矿选矿工艺原则流程图见图1。以锡钨混合浮选的尾矿作为给矿进行萤石浮选试验。

图1 原则工艺流程Fig.1 Principle flowsheet of mineral process

2.1 萤石泥砂混合浮选

锡钨浮选尾矿直接进行萤石泥砂混合浮选(混选)，在系统浮选条件试验的基础上确定的最终浮选闭路试验流程图如图2所示，试验结果见表2(HSI为酸化水玻璃，配比水玻璃∶硫酸=3∶1)。

图2 泥砂混选闭路试验流程Fig.2 Flowsheet of closed-circuit flotation test

表2 泥砂混选闭路试验结果Table 2 Result of closed-circuit flotation test /%

由表2可知，萤石泥砂混选闭路试验获得的萤石精矿品位为94.14%，回收率为73.54%。试验过程中发现，萤石浮选泡沫量大且空，与常规萤石浮选的泡沫现象相差较大，整体操作难度大，原因可能是由于前面选矿过程残留药剂对萤石浮选的影响较大，尤其是锡钨浮选捕收剂的影响较大。

2.2 萤石泥砂分选

为了减少其他浮选药剂对萤石浮选的影响，将锡钨浮选尾矿进行旋流器分级，得到沉砂和细泥，对旋流器沉砂和细泥分别进行萤石浮选试验研究。

2.2.1 旋流器分级试验

旋流器分级试验结果见表3。

表3 旋流器脱泥试验结果Table 3 Results of hydrocyclone test /%

由表3可知，细泥中CaF2的品位为28.33%、回收率为11.66%，品位低于给矿。对细泥进行粒度分析时发现，细泥中矿物的粒度较细，在10 μm以下。

2.2.2 旋流器沉砂萤石选矿试验

旋流器沉砂最终浮选闭路试验流程图如图3所示，试验结果见表4。

表4 沉砂浮选闭路试验结果Table 4 Results of closed-circuit flotation test for sand /%

图3 沉砂浮选闭路试验流程Fig.3 Flowsheet of closed-circuit flotation test for sand

由表4可知，对旋流器沉砂进行萤石浮选，最终闭路试验得到萤石精矿品位为95.72%、作业回收率为90.94%、对萤石给矿的回收率为80.33%。与之前泥砂混选试验相比，泡沫结实，捕收剂用量比之前有明显降低。

2.2.3 旋流器细泥萤石选矿试验

浮选条件试验确定了旋流器细泥的浮选条件，但整体泡沫量大、浓度低，无法进行闭路试验，最终浮选开路试验流程图如图4所示，试验结果见表5。

表5 细泥浮选开路试验结果Table 5 Results of open-circuit flotation test for mud /%

图4 细泥浮选开路试验流程Fig.4 Flowsheet of open-circuit flotation test for mud

由表5可知，对旋流器细泥进行萤石浮选，最终开路试验得到萤石精矿品位为88.33%、作业回收率为33.08%、对萤石给矿的回收率为3.86%。但整个试验过程泡沫量大且浓度较低、捕收剂用量较大。

2.3 试验结果对比

萤石泥砂混选和分选试验结果对比见表6。

表6 浮选试验结果对比Table 6 Results comparison of flotation test /%

由表6可知，泥砂分选，萤石精矿品位为95.35%、回收率为84.19%，与泥砂混选相比，萤石的回收率提高了10.65%，具有很好的浮选效果。说明泥砂分选采用不同的药剂制度，能减少其他浮选药剂对萤石主体浮选的影响，同时提高萤石的回收率。

3 结论

1)柿竹园野鸡尾铜锡矿含有多种有价元素，萤石浮选位于整个流程的最后端，其他浮选药剂对萤石有较大影响。为了降低浮选药剂对萤石浮选的影响，采取旋流器分级，得到细泥和沉砂，分别进行萤石浮选，可取得良好的试验指标，为其他类似伴生萤石的回收提供借鉴。

2)萤石泥砂混选闭路试验得到的萤石精矿品位为94.14%、回收率为73.54%。使用旋流器进行泥砂分离，对泥砂分别进行浮选，沉砂闭路试验萤石精矿品位为95.72%、回收率为80.33%。细泥由于泡沫量大，难以实现闭路试验，开路试验结果萤石精矿品位为88.33%、回收率为3.86%。泥砂分选萤石总的回收率为84.19%。

3)采用旋流器进行泥砂分选，不仅能降低其他选矿药剂对沉砂中萤石浮选的影响，而且能脱除细泥，改善沉砂萤石的浮选环境，提高沉砂萤石浮选萤石的回收率，改善浮选。细泥中的颗粒粒度较细，其他浮选药剂的影响较大，中矿量大且浓度很低，无法进行闭路试验，因此只能进行开路试验。萤石泥砂分选比泥砂混选捕收剂用量有一定的降低，萤石的总回收率提高10.65%。