CN105057091B - 从钽铌废矿石中回收钽铌精矿的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种从钽铌废矿石中回收钽铌精矿的方法，其以钽铌废矿石为原料，经破碎、磨矿、筛分、螺旋分级机除去强磁性机械铁矿物，然后用高梯度磁选机富集弱磁性钽铌铁矿物得含钽铌粗矿，再经其摇床分选，活化分选，高梯度磁选，将矿浆用高梯度磁选机并加入絮凝剂进行细选得到钽铌精矿等回收的钽铌精矿品位高，经济技术效益明显，三废处理小，从钽铌废矿石中回收钽铌精矿回收率高一般大于85%。

Description

从钽铌废矿石中回收钽铌精矿的方法

技术领域：

本发明涉及一种从废矿石中回收钽铌矿石的方法，特别是一种从钽铌废矿石中回收钽铌精矿的方法。

背景技术：

钽和铌是两种重要的稀有金属元素材料，具有重要的战略和经济价值，随着经济的发展，各种电子产品消费持续增长，使得钽、铌工业需求量的大幅的增长，加剧了钽、铌矿产资源供应的紧张程度。我国的钽铌原料储量丰富，其中钽占世界储量的20%，铌约占世界的15%，但我国钽铌矿品位低，多金属共伴生矿床多，组分复杂，钽铌矿物嵌布粒度细，选矿回收率较低，而采用现有的重选方法回收微细泥级-0.037mm的钽铌矿物，回收难度大，回收率低，浪费严重。

目前对钽铌精矿的选矿，针对矿石类型不同采用不同的工艺流程，如重选-浮选，磁选-重选；重选-磁选-电选；磁选-浮选-浸出等，各种流程的重点和难点都在矿泥的粗选富集作业，尤其是微细粒矿泥的粗选富集。矿泥的粗选富集一般用离心选矿机、MGS复合重力选矿机、铺布溜槽、摇床等。这些粗选富集技术在回收钽铌时，存在回收率低、富集比低的缺点。

现有技术存在的关键性问题：一是在一般微细粒级钽铌矿泥重选过程中，以脉石矿物为主要成份的微细矿泥大量覆盖在钽铌矿物表面或与钽铌矿物结合紧密，很难与有用矿物分离，这也是造成微细粒级钽铌矿泥选别作业钽铌精矿品位低的主要原因。二是微细粒级钽铌矿物，由于粒度细微，矿物沉降速度极小，是造成微细粒级钽铌选别作业精矿回收率的主要原因。

上述技术均是针对现有矿山原矿的提取回收利用，而对于从钽铌矿废石中把这些微量的五氧化二钽、五氧化二铌提取分离出来的方法还不是很多，现有的方法提取利用率低。如在江西宜春钽铌矿区面积达7km2，探明储量，钽1.85吨，铌1.49吨，锂75.22万吨，铷40.17万吨，铯5.43万吨，属于钠长石、锂云母花岗岩型含钽、铌、锂、铷等多种稀有金属的大型矿体，钽铌工业储量约占全国探明的44.3%，该矿开采每年产生100万吨左右的钽铌矿围岩、夹石、贫矿及剥离废石等，这些废石在当地矿区称“黑斑矿”。这些废石除了少数用于填坑、铺路外，多数没有得到综合利用。现已累积数千万吨，在上述的这些钽铌矿废石中Ta2O5<0.01%，Nb2O5<0.005%，达不到工业品位，一直作为废矿、废石处理，浪费资源，不仅影响其他优质矿藏的开采，而且占用山地，并对周边环境带来严重的危害，对周边人民群众的生命财产安全构成威胁，从钽铌矿废石中把这些微量的五氧化二钽、五氧化二铌提取分离出来可以实现变废为宝。

中国专利公告号为CN102764691A公开了一种高密度非金属矿物分选方法。该方法包括如下步骤：对原矿进行重介质分选；对精矿产品进行脱介；中矿和尾矿产品通过弧形筛，筛上品进行脱介，筛下品进入分流；筛上大块产品为精矿和尾矿，筛下稀介质进入混料桶，筛下合格介质经磁选一部分得到精矿泥水和尾矿泥水，剩余部分进入混料桶，其对高密度非金属矿物分选方法系统简单、投资较小，但钽铌精矿的回收率一般在80%左右。

因此，迫切需要开发一种经济、高效、环保的从钽铌废矿石中回收钽铌资源的新方法。

发明内容：

本发明提供一种从钽铌废矿石中回收钽铌精矿的方法，其以钽铌废矿石为原料，经破碎、磨矿、筛分、螺旋分级机除去强磁性机械铁矿物，然后用高梯度磁选机富集弱磁性钽铌铁矿物得含钽铌粗矿，再经其摇床活化分选等回收的钽铌精矿品位高，经济技术效益明显，三废处理小，从钽铌废矿石中回收钽铌精矿回收率高一般大于85%。

本发明一种从钽铌废矿石中回收钽铌精矿的方法，以钽铌废矿石为原料，经破碎、筛分、螺旋分级机及永磁除去强磁性铁物质，然后用高梯度磁选机除去弱磁性铁矿物，再用螺旋分级机分选得到高品位的含钽铌粗矿，其还包括如下方法：

1）摇床分选，将所述高品位的钽铌粗矿经遥床分选，并加入调整分散剂，经压滤，得矿浆，2）活化分选，将矿浆进入到布沟并加入活化剂分选出部分钽铌精矿及矿浆，3）高梯度磁选，将矿浆用高梯度磁选机并加入絮凝剂进行细选得到钽铌精矿。

本发明所述的的方法， 1）步摇床分选加入调整分散剂优选为磷酸盐和磺酸钠的混合，加入的量为800-900g/t钽铌粗矿。

本发明所述的方法， 2）步活化分选，加入的活化剂优选为硝酸盐，加入的量为80-100g/t矿浆。所述硝酸盐再优是为硝酸镁或/和硝酸钙。

本发明所述的的方法，所述的摇床分选的工艺步骤是：给水槽冲洗水，床面形成斜面薄层水流，固体废物颗粒入摇动的床面，颗粒按密度析离分层，不同密度或粒度的颗粒沿床面纵向和横向运动，不同密度颗粒在床面上呈扇形分布，粗而轻的颗粒为最上层，其次是细而轻的颗粒，再次之是粗而重的颗粒，最底层是细而重的颗粒，分选完成。

本发明所述螺旋分选包括螺旋溜槽，所述的螺旋溜槽的工艺步骤依次是：入料、料浆分配器、螺旋溜槽、重固体废物沉入液流的下层，轻固体废物浮于液流的上层、轻固体废物在上层向槽的外缘集中，重固体废物在下层向槽的内缘集中、轻、重固体废物沿槽的横向从外缘至内缘均匀排列、轻、重固体废物分别通过各自的排料管排出、分选完成。

本发明所述的方法，其所述絮凝剂为聚丙烯酸或单宁和/或淀粉，控制其加入量为80-100g/t钽铌粗矿。

本发明以钽铌废矿石为原料回收钽铌精矿，回收提取出的钽铌精矿：(Ta, Nb)₂O₅≥43%，其中，Ta₂O₅≥28%，Nb₂O₅≥15%，TiO₂+Fe₂O₃≤1%，SiO₂≤10%，

且钽铌精矿回收率>86%，钽铌精矿品质达到国标要求。

本发明的工艺方法简单，选矿成本低，解决了废弃矿石对周边环境带来严重的危害，及对周边人民群众的生命财产安全构成威胁问题，实现从钽铌矿废石中把这些微量的五氧化二钽、五氧化二铌提取分离出来变废为宝，有利于环境保护，具有具大的经济和社会效益。

具体实施方式：下面结合具体实施方式对本发明进一步的详细说明。

本发明实施方案是以钽铌废矿石为原料，经破碎、磨矿、筛分、螺旋分级及永磁机除去强磁性机械铁物质，然后用高梯度磁选机富集弱磁性钽铌铁矿物，再用螺旋溜槽分选得到高品位的含钽铌粗矿，将上述含钽铌粗矿按如下方法进行提取回收：

1）摇床分选，将上述高品位的含钽铌粗矿经遥床分选，并加入调整分散剂为磷酸盐和磺酸钠的混合，加入的量为800-900g/t钽铌粗矿，即每砘钽铌粗矿加入分散剂的量为800-900克的范围，以下表述相同，磷酸盐和磺酸钠的混合比为按质量比为5：5混合，所述磷酸盐优选为磷酸钠或磷酸钾；经压滤，得矿浆；具体所述的摇床分选的工艺步骤是：给水槽冲洗水，床面形成斜面薄层水流，固体废物颗粒入摇动的床面，颗粒按密度析离分层，不同密度或粒度的颗粒沿床面纵向和横向运动，不同密度颗粒在床面上呈扇形分布，粗而轻的颗粒为最上层，其次是细而轻的颗粒，再次之是粗而重的颗粒，最底层是细而重的颗粒，分选完成；

2）活化分选，将矿浆进入到布沟分选阶段，在布沟分选时并加入活化剂硝酸盐，加入的量为80-100g/t矿浆，所述硝酸盐优选为硝酸镁，在分选过程中可分选出部分的钽铌精矿及大部分为含钽铌精矿的矿浆1；

3）高梯度磁选，将矿浆1用高梯度磁选机并加入絮凝剂为聚丙烯酸或单宁和/或淀粉，优选采用聚丙烯酸或单宁和淀粉，即是聚丙烯酸和淀粉或单宁和淀粉，并控制其聚丙烯酸和淀粉的质量比为5：5的比例混合；絮凝剂加入量为80-100g/t钽铌粗矿；进行细选得到钽铌精矿；在高梯度磁选过程中，控制所述高梯度磁选机的磁极表面磁场强度H≤1700A/m，废石矿物颗粒的比磁化系数x0=(0.19-7.5)×10-6cm3/g为弱磁性钽铌铁矿物。

本发明所述的螺旋分选包括螺旋溜槽，所述的螺旋溜槽的工艺步骤依次是：入料、料浆分配器、螺旋溜槽、重固体废物沉入液流的下层，轻固体废物浮于液流的上层、轻固体废物在上层向槽的外缘集中，重固体废物在下层向槽的内缘集中、轻、重固体废物沿槽的横向从外缘至内缘均匀排列、轻、重固体废物分别通过各自的排料管排出、分选完成。

本发明所述的高梯度磁选过程中，控制所述高梯度磁选机的磁极表面磁场强度H≤1700A/m，废石矿物颗粒的比磁化系数X₀=(0.19-7.5)×10-6cm3/g为弱磁性钽铌铁矿物。

实施例1

取某铌钽矿的废石原料若干吨，其主要化学成分如下（wt%）：SiO₂ 74.05，Al₂O₃15.20，K₂O, 3.69，Na₂O 4.28，CaO 0.19，MgO 0.07，Fe₂O₃ 0.988，TiO₂ 0.013，Li₂O 1.062，Ta₂O₅ 0.0093，Nb₂O₅ 0.0051。将上述钽铌矿废石通过颚式破碎机粗碎、中碎、细碎后，入球磨机球磨数拾小时后，经螺旋分级机分级，分级后物料在200目左右，继续入球磨机球磨，磨细后会同小于74μm的分级料进入磁选机，除去磁铁矿、磁黄铁矿等强磁性铁质矿物，再进入高梯度磁选机除去褐铁矿、赤铁矿等弱磁性铁质矿物，再进入螺旋溜槽和重介质分选工艺，重介质三溴甲烷，得到高品位的含钽铌粗矿，然后再将上述高品位的含钽铌粗矿经1）摇床分选，2）活化分选，3）高梯度磁选，分选方法如上所述得13.86kg钽铌精矿，钽铌精矿回收率达87.8%。钽铌精矿的主要成分：Ta₂O₅ 29.98，Nb₂O₅ 15.91，Fe₂O₃ 0.59，TiO₂ 0.10，Al₂O₃43.62，SiO₂ 9.80，钽铌精矿富集比达到15.25。

而现有技术的从钽铌矿中回收钽铌精矿，其钽铌精矿产率一般为11.04%，钽铌精矿回收率48.08-65.3%,钽铌精矿富集比为12.4。说明本发明方法能大幅提高钽铌精矿的回收率及富集比，大幅提高生产效率。

Claims (4)

1.一种从钽铌废矿石中回收钽铌精矿的方法，以钽铌废矿石为原料，经破碎、磨矿、筛分、螺旋分级机及永磁除去强磁性机械铁物质，然后用高梯度磁选机富集弱磁性钽铌铁矿物，再用螺旋溜槽分选得到高品位的含钽铌粗矿，其特征是还包括如下方法：

1）摇床分选，将所述高品位的含钽铌粗矿经摇床分选，并加入调整分散剂，经压滤，得矿浆，2）活化分选，将矿浆进入到布沟并加入活化剂分选出部分钽铌精矿及矿浆，3）高梯度磁选，将矿浆用高梯度磁选机并加入絮凝剂进行细选得到钽铌精矿；

所述1）步摇床分选加入调整分散剂为磷酸盐和磺酸钠的混合，加入的量为800-900g/t钽铌粗矿；

所述的摇床分选的工艺步骤是：给水槽冲洗水，床面形成斜面薄层水流，固体废物颗粒入摇动的床面，颗粒按密度析离分层，不同密度或粒度的颗粒沿床面纵向和横向运动，不同密度颗粒在床面上呈扇形分布，粗而轻的颗粒为最上层，其次是细而轻的颗粒，再次之是粗而重的颗粒，最底层是细而重的颗粒，分选完成。

2.依据权利要求1所述的一种从钽铌废矿石中回收钽铌精矿的方法，其特征所述2）活化分选，加入的活化剂为硝酸盐，加入的量为80-100g/t矿浆。

3.依据权利要求1所述的一种从钽铌废矿石中回收钽铌精矿的方法，其特征所述螺旋溜槽分选包括螺旋溜槽，所述的螺旋溜槽的工艺步骤为：入料、料浆分配器、螺旋溜槽、重固体废物沉入液流的下层，轻固体废物浮于液流的上层、轻固体废物在上层向槽的外缘集中，重固体废物在下层向槽的内缘集中，轻、重固体废物沿槽的横向从外缘至内缘均匀排列，轻、重固体废物分别通过各自的排料管排出、分选完成。

4.依据权利要求1所述的一种从钽铌废矿石中回收钽铌精矿的方法，其特征所述絮凝剂为聚丙烯酸或单宁和/或淀粉，控制其加入量为80-100g/t钽铌粗矿。