CN101214468B

CN101214468B - 从铁、稀土、铌共生矿选铌方法

Info

Publication number: CN101214468B
Application number: CN200710307236XA
Authority: CN
Inventors: 张邦文; 李保卫
Original assignee: Inner Mongolia University of Science and Technology
Current assignee: Inner Mongolia University of Science and Technology
Priority date: 2007-12-29
Filing date: 2007-12-29
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2027-12-29
Also published as: CN101214468A

Abstract

本发明涉及一种从铁、铌、稀土共生矿选铌工艺，特点是：包括矿粉制取、磁选、介电选三个步骤：首先，把共生矿破碎、球磨为微细矿粉，配成矿浆；然后，送滚筒磁选机弱磁选，获得铁精矿和一次尾矿，一次尾矿再送高梯度磁选机强磁选，获得次铁精矿和强磁中矿；强磁中矿烘干后，与相对介电常数为8～50的溶剂配成矿浆，送高梯度介电选机，进行介电选，获得铌精矿或粗铌精矿和含稀土的尾矿。本发明的显著特征是：利用介电选而不是浮选富集铌，具有经济、环境友好等特点。本发明不仅适用于铁、铌、稀土共生矿，也适用从这些共生矿获得的各种中矿、精矿和尾矿，以及其它铌共生矿。

Description

从铁、稀土、铌共生矿选铌方法

一、技术领域

本发明涉及一种从铁、稀土、铌共生矿选铌方法，属于选矿领域。

二、背景技术

铌是紧缺的战略金属资源，在钢铁、航天、电子、精密仪器等领域有广泛应用。我国的铌资源主要分布在包头白云鄂博、广西泰美和栗木、江西宜春和新疆可可托海等地，主要铌矿物有铌铁矿、钽铌矿、黄绿石。其中，白云鄂博矿铌资量储量最大，占我国铌资源总储量的70％。白云鄂博矿是世界罕见的大型铁、稀土、铌、钍多金属共生矿床，铌主要分布在铌铁矿、铌铁金红石、铌钙矿、易解石和黄绿石中，在前两种矿物中的分布率超过62％。但是，铌矿品位低，Nb₂O₅含量为0.08～0.14％，嵌布粒度细，而且与其它矿物密切共生，选别富集困难。

从上世纪60年代以来，国内对以白云鄂博矿为代表的铌多金属共生矿进行了长达40年的技术研究，取得了若干进展。先后试验了20余种工艺，如单一浮选、浮选～磁选，反浮-正浮选，重选-浮选-磁选，浮选-磁选-重选，重选-反浮选-磁选-化选/正浮选，弱磁选-强磁选-浮选-浮选等。但是，获得的铌精矿品位、回收率低，工艺复杂，致使生产成本较高，因此，难以投入工业应用。总之，铁、稀土、铌多金属共生矿提铌是一个世界性的选矿难题，研究和探索新的选铌工艺，是一项紧要而艰巨的任务。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本的从铁、稀土、铌共生矿选铌方法。

技术解决方案：

本发明方法步骤如下：

1)矿粉制取：共生矿破碎、球磨，得到微细矿粉，配成矿浆，矿粉粒度：-200目大于90％，矿浆浓度：10％～35％；

2)磁选：将步骤1)中的矿浆送滚筒磁选机，进行弱磁选，获得铁精矿和一次尾矿，滚筒表面磁场：0.05～0.3T，滚筒转速：10～60r/min；然后，将一次尾矿送高梯度磁选机，进行强磁选，获得次铁精矿和强磁中矿，磁场：0.6～1.5T，转环速度：0.2～18r/min；强磁中矿排出后，过滤烘干，与溶剂配成矿浆，溶剂相对介电常数ε_r＝8～50，矿浆浓度：5％～35％；

3)介电选：将与相对介电常数为8～50的溶剂配成所述矿浆送高梯度介电选机，进行介电选，得到铌精矿或粗铌精矿和含稀土的尾矿，介电选电场频率：0～10⁶kHz，电场强度：2～50kV/cm，滚筒转速：0.2～30r/min。

所述的共生矿，可以是原矿，也可以是选矿过程产生的中矿、精矿和尾矿，如果是后者，上述选铌方法可省去矿粉制取步骤。

所述的共生矿中如果全铁含量小于3％，上述选铌方法可省去弱磁选、强磁选，如果磁铁矿占总铁矿比例小于20％，上述选铌工艺可省去弱磁选。单一介电选比较适合铌钽矿、褐钇铌矿，这类铌矿物铁含量低，而脉石含量往往比较高，容易选别。

所述的滚筒磁选机，可以是半逆流式，也可以是顺流式。

所述的高梯度磁选机，磁介质可以是立环的，也可以是平环的。

所述的高梯度介电选机，是一种根据物质介电常数差异选别颗粒的设备(见本发明人已申报的发明专利)。该介电选机将滚筒与电介质环结合，在弧形槽体的上下面引入电极对，产生高梯度电场和高介电泳力，当电介质环运动时，矿浆中介电常数大于溶剂的矿物颗粒吸附到电介质环上，从而与非目标矿分离，收集吸附颗粒即得到精矿。

所述的溶剂，为水、乙醇、甲醇、戊醇、丙酮、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、氯苯、四氯化碳、氯仿、煤油、硝基苯、甘油之中的一种或它们的混合物。溶剂在介电选过程循环使用。

本发明的显著特征是：利用介电选方法富集铌。铌的传统选矿方法是浮选，这种化学选矿方法一般成本高、收率低，且容易污染环境和尾矿。相比而言，介电选属于物理选矿方法，具有经济、环境友好、不污染尾矿等特点，有广阔的应用前景。

本发明不仅适用于铁、铌、稀土共生矿，也适用从这些共生矿获得的各种中间矿、精矿和尾矿，对于铌钽矿、褐钇铌矿石等铌共生矿也同样适用。

下面通过实施例详细描述本发明，但本发明不限于这些实施例。

四、具体实施方式

实施例1 从某铁、稀土、铌原生矿选铌

表1-1 某铁、稀土、铌原生矿的主要化学成分，％

表1-1列出了某铁、稀土、铌共生矿原矿的主要化学成分，其中TFe＝31.2％，稀土含量0.8％，铌氧化物含量0.07％，稀土和铌含量均比较低。矿相分析进一步显示，铁矿以磁铁矿为主，占34％，其余含铁矿只占6％；脉石主要由含铁白云石、镁菱铁矿、钠辉石/钠闪石、云母组成，含量超过50％；铌品位虽然低，但主要分布在铌铁矿中，占70％。

根据以上分析，制定如下选铌工艺：原矿破碎、粉碎后，湿磨至-200目占90％；矿浆送CTB-718弱磁选机，经粗选(0.2T)、精选(0.16T)，得铁精矿和一次尾矿，滚筒转速30r/min；一次尾矿送SHP-3200高梯度磁选机强磁选(1.0T)，得次铁精矿和强磁中矿，转环速度5r/min；强磁中矿排出，进入烘干机烘干，然后与水-酒精混合溶剂(ε_r＝30)配成矿浆，送高梯度介电选机，进行二次介电选，得到粗铌精矿和含稀土的尾矿(稀土尾矿)，矿浆浓度10％，电场强度10kV/cm，电场频率50Hz，滚筒转速2r/min。

表1-2 某铁、稀土、铌原生矿的选矿效果

表1-2给出了与表1-1对应的共生矿的选铌效果。可见，经过二次弱磁选、一次强磁选、二次介电选，铁精矿、粗铌精矿、稀土尾矿的品位达到58.2％、1.67％、1.32，收率达到78.7％、57.3％、69.6％，精矿均比原矿有明显富集，其中，Nb₂O₅富集了24倍。粗铌精矿中铁的品位较高，达到22.3％，可以继续回收利用。

实施例2 从某富铌尾矿提铌

表2-1 某富铌尾矿的主要化学成分，％

表2-1给出了某富铌尾矿的化学成分，原料中含Nb₂O₅0.18％，此外，铁、稀土含量也较高，达到18.4％、3.80％。矿相分析显示，铁矿以赤铁矿和褐铁矿为主，占铁矿的89％，可直接强磁选，脉石主要是白云石、石英长石、萤石、钠辉石和钠闪石，稀土存在于氟碳沛矿和独居石中。富铌尾矿粒度已经达到-200目占90％，故可省去磨矿工序。

选铌工艺如下：尾矿配成矿浆，送SLON-1750高梯度磁选机磁选，粗选(1.0T)、精选(0.8T)，得铁精矿和强磁尾矿，转环速度6r/min；强磁尾矿送入烘干机烘干，然后与酒精-二甲苯混合溶剂(ε_r＝20)配成矿浆，送高梯度介电选机，进行二次介电选，得到粗铌精矿和含稀土尾矿，矿浆浓度20％，电场强度20kV/cm，电场频率0Hz(直流)，滚筒转速10r/min。

表2-2 某富铌尾矿的选矿效果，％

表2-2给出了富铌尾矿的选矿效果。经过二次强磁选、二次介电选，铁精矿、粗铌精矿、稀土尾矿的品位为36.2％、2.16％、4.86％，收率达到74.8％、42.0％、70.4％。其中，Nb₂O₅富集了12倍，稀土在尾矿和粗铌精矿均得到富集。

实施例3 某粗铌精矿的精选

表3-1 某粗铌精矿的主要化学成分，％

表3-1给出了某粗铌精矿的主要化学成分，其中，总铁、稀土和铌氧化物，各占45.5％、2.7％、1.8％，脉石只占全部矿物的1/4，对选矿十分有益。由于原料为精矿，可省去磨矿工序，铁矿以赤铁矿为主，可省去弱磁选。

粗铌精矿精选如下：粗铌精矿配成矿浆，送SLON-1500高梯度磁选机，粗选(0.9T)、精选(0.6T)，得铁精矿和一次尾矿，转环速度2r/min；一次尾矿排出后，送烘干机烘干，然后与戊醇(ε_r＝16)配成矿浆，送高梯度介电选机，通过二次介电选，得到铌精矿和含稀土的尾矿，矿浆浓度25％，电场频率5kHz，电场强度8kV/cm，滚筒转速0.5r/min。

表3-2 某粗铌精矿的选矿效果

表3-2给出了某粗铌精矿的选矿结果。经过二次强磁选、二次介电选，铁精矿、铌精矿、稀土尾矿的品位达到60.2％、25.1％、5.75％，明显高于粗铌精矿。其中，Nb₂O₅富集了14倍，铌精矿品位25.1％，达到冶炼铌铁的水平。此外，铌精矿中铁、稀土的品位也比较高，可以继续回收利用。

Claims

1.从铁、稀土、铌共生矿选铌方法，其特征在于：方法步骤如下：

1)矿粉制取：将共生矿破碎、球磨，得-200目颗粒占90％以上的矿粉，配成矿浆；

2)磁选：将步骤1)中的矿浆送滚筒磁选机，进行弱磁选，滚筒表面磁场0.05～0.3T，滚筒转速10～60r/min，获得铁精矿和一次尾矿，然后将一次尾矿送高梯度磁选机，进行强磁选，磁场0.6～1.5T，转环速度0.2～18r/min，获得次铁精矿和强磁中矿，强磁中矿排出后，过滤烘干，与相对介电常数为8～50的溶剂配成矿浆，矿浆浓度5％～35％；

3)介电选：将与相对介电常数为8～50的溶剂配成的所述矿浆送高梯度介电选机，进行介电选，电场频率0～50kHz，电场强度2～80kV/cm，滚筒转速为0.2～30r/min，得到铌精矿或粗铌精矿和含稀土的尾矿。

2.根据权利要求1所述的从铁、稀土、铌、共生矿选铌方法，其特征在于：弱磁选时滚筒表面磁场：0.1～0.25T，滚筒转速：15～50r/min。

3.根据权利要求1所述的从铁、稀土、铌、共生矿选铌方法，其特征在于：强磁选时，磁场0.6～1.2T，转环转速：0.4～12r/min。

4.根据权利要求1所述的从铁、稀土、铌、共生矿选铌方法，其特征在于：介电选时，电场频率：0～10kHz，电场强度：4～50kV/cm，滚筒转速：0.2～20r/min。

5.根据权利要求1所述的从铁、稀土、铌、共生矿选铌方法，其特征在于：共生矿中，如果全铁含量小于3％，省去弱磁选和强磁选，如果磁铁矿占总铁矿比例小于20％，省去弱磁选。

6.根据权利要求1所述的从铁、稀土、铌、共生矿选铌方法，其特征在于：溶剂为水、乙醇、甲醇、戊醇、丙酮、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、氯苯、四氯化碳、氯仿、煤油、硝基苯、甘油之中的一种或它们的混合物。