贵金属之铌钽矿选矿技术

   2023-10-18 20
核心提示:钽铌矿选矿粗选一般采用重选法,精选则采用重选、浮选、电磁选或选冶联合工艺,处理粉矿或原生泥含量多的矿石,洗 矿作业必不可

 钽铌矿选矿粗选一般采用重选法,精选则采用重选、浮选、电磁选或选冶联合工艺,处理粉矿或原生泥含量多的矿石,洗 矿作业必不可少,同时采用高效磨矿分级设备,以降低钽铌矿物的泥化。
钽铌矿选矿粗选一般采用重选法,精选则采用重选、浮选、电磁选或选冶联合工艺,处理粉矿或原生泥含量多的矿石,洗矿 作业必不可少,同时采用高效磨矿分级设备,以降低钽铌矿物的泥化. 钽铌浮选常用捕收剂有脂肪酸类、胂酸类、膦酸类、羟肟酸类、阳离子型捕收剂等,捕收剂的环境污染及药剂成本问题至关重要。
一、钽铌矿矿物工艺学特性
铌铁矿-钽铁矿的化学通式为AB2O6,二者简称铌钽铁矿。A为铁、锰,B为铌、钽。铌铁矿-钽铁矿的磁化率为(22.1~37.2) ×10-6。铌铁矿的介电系数为10~12,钽铁矿为7~8。矿物的密度5.15~8.20(随钽的含量增高而增大)。
二、钽铌矿选矿技术
钽铌矿选矿一般采用重选先丢弃大部分脉石矿物,获得低品位混合粗精矿,进入精选作业的粗精矿矿物组成复杂,一般含有 多种有用矿物,分选难度大,通常采用多种选矿方法如重选、浮选、电磁选或选冶联合工艺进行精选,从而达到多种有用矿物的分离。
(一)国外钽铌选矿
处理粉矿或原生泥含量多的矿石,洗矿作业必不可少。澳大利亚格林布斯矿风化伟晶岩冲积粘土粗选厂,设两个洗矿系统, 原矿用直径1.5m,孔径10mm的圆筒筛两次洗矿后,筛下入选,筛上大块及粘土球进自磨机磨矿约4mm,再用孔径10mm的圆 筒筛筛分,筛下物料入选,筛上物料丢弃或返回再磨。洗矿耗水5m3/t,圆筒筛处理量达350吨/小时•台。
国外钽铌选矿厂重视采用高效磨矿分级设备,以降低钽铌矿物的泥化。格林布斯矿原生伟晶岩粗选厂用周边排矿棒磨机与振 动筛闭路取得较好结果。加拿大伯尼克湖钽矿经不断改进,目前采用的磨矿流程很有特色。该矿用一台Ф2.4m×3.6m马西型格子 球磨机A-C水平振动筛(直线筛)闭路,筛分粒度2.5mm,筛下用德瑞克筛按0.2mm分级,-2.5+0.2mm粒级用螺旋选矿机选别, 其尾矿经弧形筛脱水后返回再磨。球磨机有两种产品构成循环,即采用一台磨机实现两段闭路磨矿。该磨矿回路经调整后循环负 荷率通常为180%左右,循环负荷小易形成过粉碎。
国外对钽铌铁矿矿石的粗选仍以重选为主,并多用高效的重选设备,流程简单。如格林布斯矿对-10mm原矿直接用跳汰机粗 选。加拿大伯尼克湖钽矿80年代形成的重选-浮选-重选流程日趋完善,该流程仍以重选为主,浮选只用于处理细泥。重选设备体 用了GEC螺旋选矿机、3层悬挂式戴斯特摇床、霍尔曼矿泥摇床、横流皮带选矿机。前苏联采用浮选对重选精矿中钽铁矿、细晶石 与黄玉进行分离,捕收剂为异羟肟酸,调整剂为草酸,在盐酸介质中(pH2)浮选,当给矿含Ta2O5 2.52%时,精矿品位27%,回 收率90%。
(二)国内钽铌选矿
1、钽铌矿粗选
国内钽铌矿原矿品位一般很低,其矿物性脆、密度大。为了保证磨矿粒度,避免过粉碎,一般采用阶段磨矿阶段选别流程。江西宜春钽铌选矿厂采用侧向弧形筛取代直线振动筛进行筛分,现场探索试验结果表明:筛上夹细可降低14.70%,筛下夹粗可减 少4.3%,筛分效率可提高17.72%。该设备的试验成功,为现场一段磨矿筛分改造提供了新途径。福建南平是一个大型花岗伟晶岩矿床,1998年由广州有色金属研究院对该矿石进行选矿试验研究,为建厂提供设计依据,根据钽铌和锡石矿物粒度嵌布特征, 提出采用阶段磨矿、阶段选别工艺。一段采用棒磨机,并与筛子构成闭路,以减少过粉碎。二段磨矿采用球磨机,并与高频振动细筛构成闭路,除能严格控制粒度外,还可增加处理能力,提高磨矿效率。该矿粗选采用单一重选流程。重选设备有GL螺旋选矿机、螺旋溜槽和摇床。该矿入选原矿含(TaNb)2O5 0.0499%,Sn 0.0598%,经粗选后获得的粗精矿产率为0.248%,含(TaNb)2 O514.94%(其中Ta2O5 10.79%),对原矿回收率为74.30%(Ta2O5 回收率为74.96%);含Sn 15.71%,对原矿回收率为65.11%
2、钽铌矿精选
粗选工艺获得的粗精矿一般是混合粗精矿,需进一步精选分离出多种有用矿物。如福建南平钽铌精选先用6%的盐酸溶液清洗 矿物表面,再用弱磁选除去强磁性矿物及铁屑,烘干并筛分成+0.2、+0.1和-0.1mm三个级别,分别用干式强磁选机经一次粗 选、一次扫选获得钽铌精矿,精选结果:钽铌精矿产率0.0764%,含(TaNb)2O5 45.64%(Ta2O5 32.57%),对原矿回收率69.9 2%(Ta2O5 回收率69.071%),精选作业回收率94.11%
3、细粒钽铌矿浮选
江西大吉山钨矿中的69号矿体是一个大型含钽铌钨花岗岩矿体,该矿中钽铌铁矿物嵌布粒度很细,大部分粒度在40~74μ m,因此采用常规的重选方法,选矿回收率较低,钽回收率仅25%~33%。
广州有色金属研究院采用重-浮联合流程回收钽铌矿物,在浮选给矿Ta2O5 0.0145%时,浮选精矿产率为0.7%,精矿含Ta2O5 1.8%,钽的回收率87%,精矿富集比在100倍以上。然后再重选富集,水冶分离钽和钨。使钽的选冶回收率达44%。
包头白云鄂博矿的矿石性质非常复杂,特别是铌矿物以贫、细、杂难选闻名于世,广州有色金属研究院用浮选法对稀土浮选 尾矿进行铌矿物富集,采用Pb(NO3)2为活化剂,D-1为钙矿物的抑制剂,以羟肟酸为主的组合捕收剂,在pH6的介质中进行铌浮选,经浮选富集的铌粗精矿脱硫后,采用弱磁-摇床工艺精选,获得富铌铁精矿和铁精矿。富铌铁精矿1含Nb2O5 1.66%,精矿2含Nb2O5 0.59%,铌总回收率35.58%。
陈泉源等人对白云鄂博矿的稀土浮选尾矿研究后提出,稀土浮选尾矿浓缩脱泥后,添加 氧化石腊皂、水玻璃反浮 萤石 及残余的稀土矿物,槽内产品浓缩后,添加氟硅酸铵、氧化石腊皂浮选铁矿物得到铁精矿,选铁尾 矿加硫酸、羧甲基纤维素、水杨羟肟酸、C5-9羟肟酸和草酸,经一次粗选、三次精选得到含Nb2O5 1.67%,回收率40.14%的铌 浮选精矿,该精矿再经强磁进行铁、铌分离,得到非磁性产品的铌精矿和磁性产品的铌次精矿。
三、 钽铌矿浮选药剂的研究现状及进展
(一)钽铌矿物捕收剂
钽铌矿比较有效的捕收剂有脂肪酸类、胂酸类、膦酸类、羟肟酸类、阳离子型捕收剂。
1、脂肪酸类捕收剂 前苏联波立金和格拉德基赫两人曾采用氧化矿捕收剂:油酸、油酸钠、十三烷酸钠、硫酸烷脂钠和异辛 基磷酸钠详细研究铌铁矿-钽铁矿可浮性。试验表明:使用脂肪酸作捕收剂时,饱和烃基的捕收能力比不饱和的差。当pH值为6~ 8时,用油酸钠浮选铌铁矿-钽铁矿极有成效,在强酸性介质和强碱性介质中都受抑制。对脂肪酸进行改性,能提高其选择捕收 性。例如,在分子中引入新的有效活性基团磺酸基、多羧基、硫酸基、卤素、胺(氨)基、胺基酰基和酰胺基等。
2、胂酸类捕收剂 胂酸能与钽、铌等稀有金属矿物形成牢固的表面化合物,烃基向外,使矿物疏水。但与脉石矿物不存在这 种化学吸附,因此捕收能力强、选择性好。缺点是含胂物质在生产和使用上都存在污染问题。苄基胂酸和甲苯胂酸是钽铌矿物的 有效捕收剂,胂酸与黄药混用能大大提高钽铌矿物回收率。
3、膦酸类捕收剂 用双膦酸捕收铌铁金红石的研究表明:在矿浆pH值为2~4时,双膦酸是铌铁金红石良好的捕收剂,其回收 率达到90.87%~91.70%,同时认为双膦酸在铌铁金红石表面被吸附,吸附形式主要为化学吸附。
4、羟肟酸类捕收剂 我国某地钽铌细泥矿用工业异羟肟酸配以变压器油进行粗选,当给矿含Nb2O5 0.094%时,可得粗精矿 品位Nb2O5 0.9~1.0%,回收率90%左右。
5、阳离子捕收剂 研究表明,十二烷基醋酸胺在中性介质中能有效地浮选铌铁矿类矿物。
6、其它捕收剂 利用新药剂N2对钽铌矿物进行捕收性能研究表明,高碳链的N2是钽铌矿物的有效捕收剂。用N-亚硝基苯胲 胺浮选白云鄂博铌矿石取得较好结果。前苏联探索试验表明,烃基硫酸酯也适应于伟晶岩矿床铌铁矿-钽铁矿的浮选。很多浮选剂,特别是捕收剂,单独使用时,效果不太理想,但当某些药剂按一定比例组合使用后,出现的效果不是简单的加 和效果,而是增效效果,即1+1>2的协同效果。如黄药与羟肟酸组合浮选氧化铜;油酸钠与羟肟酸组合浮选 红柱石 ;胂酸与黄药混 用,铜铁灵与苯甲羟肟酸混用,苯甲羟肟酸与塔尔皂混用,浮选黑钨细泥;F2O3与水杨氧肟酸混用浮选锡石细泥都取得较好结果。
(二)钽铌矿浮选调整剂
钽铌矿主要脉石矿物是硅酸盐类矿物、萤石和碳酸盐矿物。这些矿物的典型抑制剂是水玻璃、六偏磷酸钠、淀粉、焦磷酸、 磷酸氢钠、木素磺酸钠、丹宁、乳酸、柠檬酸、酒石酸等。pH值对钽铌浮选过程有较大影响,常用于调整pH值的调整剂有硫 酸、盐酸、氢氧化钠、苏打等。
(三)钽铌矿浮选存在问题分析
1、捕收剂的捕收性问题。
分子中含有官能团-COOH、-SO4H、-SO3H的捕收能力强、选择性差,只适用于浮选矿物组成简 单、以石英为主要脉石的钽铌细泥。羟肟酸对钽铌细泥的捕收能力较脂肪酸弱,但选择较好。膦酸对钽铌矿捕收能力比较强。
2、捕收剂的环境污染及药剂成本问题。
胂酸能与钽、铌等金属矿形成牢固的表面化合物,烃基向外,使矿物疏水,而与脉石 矿物不存在这种化学吸附,因此捕收能力强、选择性好,同时胂酸对Ca2+、Mg2+离子不敏感,对含 方解石 高的矿石适应性 强。但胂酸毒性较高,可能造成环境污染。在钽铌细泥浮选中,使用药剂量大,而且价格高;同时,有些药剂毒性较大,需增加环保费用,从而使选矿成本上升。使用羟肟酸浮选时,效果较好,但药剂用量较大。
近年来,国内在钽铌浮选药剂研究方面取得了一定进展,但由于药剂价格太高,目前只有国外少数铌矿山采用浮选方法,如 加拿大奥卡选矿厂、巴西阿拉克萨矿。

 
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