CN105435958B - 一种钪矿原生矿的选矿富集方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种钪矿原生矿的选矿富集方法，该方法包括：破碎、磨矿、弱磁选，强磁粗选和扫选、精矿再磨、强磁精选等几个步骤，对采用本发明方法得到的钪精矿进行湿法冶金提钪，能使该类型钪矿资源成为可开发利用的资源，可有效提高湿法提钪的生产效率，并能显著降低湿法提钪所需酸碱等各种辅助材料的消耗和生产成本，减少了湿法提钪工艺对环境的污染。同时，产生的尾矿可在建材、化工、陶瓷、玻璃等行业得到回收利用，提高该资源的综合回收利用价值，减小因尾矿堆存所产生的生态及环保影响。

Description

一种钪矿原生矿的选矿富集方法
技术领域
本发明涉及选矿技术领域，尤其涉及一种钪矿原生矿的选矿富集方法。
背景技术
钪是典型的稀散元素，也有人称之为稀散(亲石)元素。它在地壳中的平均丰度为22～30g/t，高于Ag，Au，Pb，Sb，Mo，Hg、W和Bi许多，而与B，Br，Sn，Ge和As的丰度相当。化学性质活泼，与稀土相似，能与多种元素化合。
自然界中含钪的矿物较多，但含钪的独立矿物很少。目前已知的钪独立矿物仅有钪钇矿、水磷钪矿、铍硅钪矿、锆钪钇矿和钛硅酸稀金矿等少数几种，且矿源很少，在自然界中较为罕见，不具工业意义。
钪主要以类质同象的形式存在于如钛铁矿、锆铁矿、锆英石、铝土矿、稀土矿、钛辉石、钒钛磁铁矿、钨矿、锡矿、铀矿和煤等矿物中。由于其高度分散存在于各种矿物中，没有明显的载体矿物，通过常规选矿方法很难使其有效富集得到高品位钪精矿，供冶金提钪回收利用。
工业中应用的钪主要是从工业副产品、氧化铝冶炼副产品及三废综合回收中获得。由于目前还没有从钪矿原生矿中选矿富集回收钪的行之有效的方法，常采用湿法冶金直接提取钪，一方面会造成资源的严重浪费，另一方面，由于对原矿采用全湿法浸出，物料处理量大，设备效率低，能耗及所需酸碱等辅助原料消耗高，对环境的污染严重，不符合国家有关环境保护和节能减排的政策要求。
发明内容
为解决钪矿原生矿开发利用过程中的上述技术问题，本发明提供了一种可将钪矿原生矿石中的钪有效富集在精矿产品中，提高湿法冶金作业入浸物料钪品位的选矿富集方法，对采用本发明方法得到的钪精矿进行湿法冶炼提钪，能有效提高湿法提钪的生产效率，并能显著降低湿法提钪所需酸碱等各种辅助材料的消耗和生产成本，减少了湿法提钪作业对环境的污染。
一种钪矿原生矿的选矿富集方法，包括以下步骤：
(1)破碎：以钪矿原生矿石为原料，将所述原料进行破碎和筛分，粒级大于3mm的原料返回破碎，直至所有原料粒度达到小于3mm级别；
(2)磨矿：对破碎好的粒度小于3mm的原料进行闭路磨矿作业，磨至粒度小于200目含量60-85％；
(3)弱磁选：将经过磨矿的原料样进行弱磁选，得到弱磁精矿和弱磁尾矿，将所述弱磁尾矿作为进一步强磁粗选钪的入选原料；
(4)强磁粗选：以弱磁选尾矿为原料进行强磁粗选，得到强磁粗选精矿和强磁粗选尾矿，其中，强磁粗选尾矿作为下一步强磁扫选的入选原料；
(5)强磁扫选：以强磁粗选尾矿为原料进行强磁扫选，得到强磁扫选精矿和强磁扫选尾矿，其中，强磁扫选精矿与步骤(4)得到的强磁粗选精矿合并作为下一步精矿再磨作业的入选物料，强磁扫选尾矿作为最终尾矿；
(6)精矿再磨：对强磁粗选精矿和强磁扫选精矿进行再磨，磨至粒度小于200目含量70-85％；
(7)强磁精选：对精矿再磨的强磁粗选精矿和强磁扫选精矿进行强磁精选，得到强磁精选精矿和强磁精选尾矿，将所述强磁精选精矿为最终钪精矿，强磁精选尾矿返回强磁粗选作业。
进一步地，如上所述的钪矿原生矿的选矿富集方法，所述步骤(3)中，弱磁选的条件为：磁场强度0.1-0.2T，矿浆质量浓度30-50％。
进一步地，如上所述的钪矿原生矿的选矿富集方法，所述步骤(4)中，所述强磁粗选的条件为：磁场强度0.8-1.2T，矿浆质量浓度30-50％。
进一步地，如上所述的钪矿原生矿的选矿富集方法，所述步骤(5)中，强磁扫选的条件为:磁场强度0.8-1.2T，矿浆质量浓度20-40％。
进一步地，如上所述的钪矿原生矿的选矿富集方法，步骤(4)中所述最终尾矿中长石含量达到90％以上，所述最终尾矿用于建材、化工、陶瓷或玻璃行业。
进一步地，如上所述的钪矿原生矿的选矿富集方法，步骤(7)中，强磁精选的条件为：磁场强度0.8-1.2T，矿浆质量浓度20-40％。
进一步地，如上所述的钪矿原生矿的选矿富集方法，所述弱磁选的设备为湿式弱磁选机，具体可以为湿式永磁式弱磁选机或湿式电磁式弱磁选机。
进一步地，如上所述的钪矿原生矿的选矿富集方法，所述强磁的设备为湿式强磁选机，具体可以为平环式强磁选机、立环式强磁选机、平环式高梯度强磁选机或立环式高梯度强磁选机。
本发明采用了适合该类矿石资源特点的磁选选矿工艺技术，从钪矿原生矿石中制备出品位较高的钪精矿，供后续湿法冶金工艺提钪。该工艺流程简单，经济合理，清洁高效，实现了从钪矿原生矿石中直接选矿富集回收钪的突破。
本发明的优点表现在：
(1)由于本发明采用破碎、磨矿、弱磁选，强磁粗选和扫选、精矿再磨、强磁精选6个步骤形成的技术方案，与现有技术相比，本发明可将该类型钪矿原生矿中的钪有效富集在精矿产品中，并除去大量尾矿，对采用本方法得到的高品位钪精矿产品进行湿法提钪，能使其成为可开发利用的资源，可有效提高湿法提钪的生产效率，并能显著降低湿法提钪所需酸碱等各种辅助材料的消耗和生产成本，减少了湿法提钪工艺对环境的污染。
(2)采用的磁选工艺能够将钪矿原生矿石中的含钪较高的弱磁性矿物与含钪较低的非磁性矿物分离，实现了钪的有效富集。
(3)本发明采用的选矿富集工艺，可较大提高湿法提钪原料的入浸品位，使大量现有技术水平下无法有效开发利用的钪矿原生矿可以得到较好的开发利用，为国家增加了大量的可开发钪矿资源。
(4)本发明采用的选矿富集工艺，精矿和尾矿过滤后的水及冲洗水等都可作为回水返回循环利用，不会对环境产生污染。
(5)本发明采用的选矿富集工艺，尾矿中长石含量较高，可在建材、化工、陶瓷、玻璃等行业得到综合利用。
(6)本发明的工艺流程简单、清洁高效、经济合理，容易实现大规模产业化。
附图说明
图1为本发明钪矿原生矿的选矿富集方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明钪矿原生矿的选矿富集方法的流程图，如图
1所示，本发明提供的钪矿原生矿的选矿富集方法包括以下步
骤：
(1)破碎：以某地钪矿原生矿石为原料，采用破碎机将原矿破碎和筛分，大于3mm粒级原矿返回破碎，直至所有原矿粒度达到小于3mm级别。
(2)磨矿：对破碎好的-3mm原矿，采用棒磨机或球磨机进行闭路磨矿作业，磨至小于200目含量60-85％。
(3)弱磁选：将经过磨矿的原矿样进行弱磁选，磁场强度0.1-0.2T(特斯拉)，矿浆质量浓度30-50％。弱磁选主要是选出磁性较强的强磁性铁矿物，该作业得到弱磁精矿和弱磁尾矿，其中，弱磁尾矿作为进一步强磁选钪的入选原料。
(4)强磁粗选：以弱磁选尾矿为原料进行强磁粗选，磁场强度0.8-1.2T，矿浆质量浓度30-50％。主要是将具有弱磁性的含钪品位较高的角闪石矿物通过强磁选工艺回收，同时抛除含钪较低的非磁性斜长石矿物，使钪得到富集回收。强磁粗选得到强磁粗选精矿和强磁粗选尾矿，其中，强磁粗选尾矿作为下一步强磁扫选的入选原料。
(5)强磁扫选：以强磁粗选尾矿为原料进行强磁扫选，磁场强度0.8-1.2T，矿浆质量浓度20-40％。强磁扫选得到强磁扫选精矿和强磁扫选尾矿，其中，强磁扫选精矿与前面得到的强磁粗选精矿合并作为下一步再磨精选作业入选物料，强磁扫选尾矿作为最终尾矿，其中，长石含量达到90％以上，可在建材、化工、陶瓷、玻璃等行业得到综合利用。
(6)精矿再磨：对强磁粗选精矿和强磁扫选精矿采用棒磨机或球磨机进行再磨，磨至-200目含量70-85％。
(7)强磁精选：对再磨后的强磁粗选精矿和强磁扫选精矿进行强磁精选，磁场强度0.8-1.2T，矿浆质量浓度20-40％。主要是将少量与非磁性矿物连生的角闪石矿物经再磨后通过强磁精选工艺，使连生的那部分含钪较低的非磁性矿物与含钪较高的角闪石矿物分离，从而提高钪精矿品位。强磁精选得到强磁精选精矿和强磁精选尾矿，其中，强磁精选精矿为最终钪精矿，强磁精选尾矿返回强磁粗选作业。
所述的钪矿原生矿是指未经选冶处理、直接从矿区开采而得的原生矿石，非工业副产品、氧化铝冶炼产品及三废产品。
所述的破碎机指颚式破碎机和对辊破碎机等粗碎、中碎、细碎设备。
所述磨矿及精矿再磨是指用棒磨机或球磨机对矿石进行研磨，达到作业需要的矿石细度，使含钪较高的弱磁性矿物角闪石与含钪较低的非磁性矿物充分解离。
所述的分级设备是指振动筛、螺旋分级机、水力旋流器等分机设备中的一种。
所述弱磁的设备为湿式永磁式弱磁选机、湿式电磁式弱磁选机等湿式弱磁选机中的一种。
所述强磁的设备为平环式强磁选机、立环式强磁选机、平环式高梯度强磁选机、立环式高梯度强磁选机等湿式强磁选机中的一种。
实施例1
以氧化钪含量为107.0g/t的钪矿原生矿石为原料，利用本发明的工艺技术，进行如下步骤：
(1)破碎：采用破碎机将原矿破碎，使用振动筛将+3mm粒级原矿分级并返回破碎，直至所有原矿粒度达到-3mm级别。
(2)磨矿：对破碎好的-3mm原矿，采用球磨机进行粗磨，磨至-200目含量73.7％。
(3)弱磁选：将经过磨矿的原矿样采用湿式电磁式弱磁选机进行弱磁选，磁场强度0.14T，矿浆质量浓度50％。弱磁精矿作为选铁原料，弱磁尾矿作为进一步强磁选钪的入选原料。
(4)强磁粗选：以弱磁选尾矿为原料，采用平环式强磁选机进行强磁粗选，磁场强度1.1T，矿浆质量浓度45％。强磁粗选得到强磁粗选精矿和强磁粗选尾矿，其中，强磁粗选尾矿作为下一步强磁扫选的入选原料。
(5)强磁扫选：以强磁粗选尾矿为原料，采用平环式强磁选机进行强磁扫选，磁场强度1.1T，矿浆质量浓度35％。强磁扫选得到强磁扫选精矿和强磁扫选尾矿，其中，强磁扫选精矿与前面得到的强磁粗选精矿合并作为下一步再磨精选作业入选物料，强磁扫选尾矿作为最终尾矿。
(6)精矿再磨：对强磁粗选精矿和强磁扫选精矿采用棒磨机进行再磨，磨至-200目含量78.0％。
(7)强磁精选：对再磨后的强磁粗选精矿和强磁扫选精矿采用平环式强磁选机进行强磁精选，磁场强度1.1T，矿浆质量浓度30％。强磁精选得到强磁精选精矿和强磁精选尾矿，其中，强磁精选尾矿返回强磁粗选作业，强磁精选精矿为最终钪精矿。钪精矿产率60.5％，氧化钪品位144.1g/t，回收率81.5％。
实施例2
以氧化钪含量为99.2g/t的钪矿原生矿石为原料，利用本发明的工艺技术，进行如下步骤，如图1：
(1)破碎：采用破碎机将原矿破碎，使用振动筛将+3mm粒级原矿分级并返回破碎，直至所有原矿粒度达到-3mm级别。
(2)磨矿：对破碎好的-3mm原矿，采用棒磨机进行粗磨，磨至-200目含量70.0％。
(3)弱磁选：将经过磨矿的原矿样采用湿式永磁式弱磁选机进行弱磁选，磁场强度0.2T，矿浆质量浓度50％。弱磁尾矿作为进一步强磁选钪的入选原料。
(4)强磁粗选：以弱磁选尾矿为原料，采用立环式强磁选机进行强磁粗选，磁场强度1.1T，矿浆质量浓度40％。强磁粗选得到强磁粗选精矿和强磁粗选尾矿，其中，强磁粗选尾矿作为下一步强磁扫选的入选原料。
(5)强磁扫选：以强磁粗选尾矿为原料，采用立环式强磁选机进行强磁扫选，磁场强度1.1T，矿浆质量浓度30％。强磁扫选得到强磁扫选精矿和强磁扫选尾矿，其中，强磁扫选精矿与前面得到的强磁粗选精矿合并作为下一步再磨精选作业入选物料，强磁扫选尾矿作为最终尾矿。
(6)精矿再磨：对强磁粗选精矿和强磁扫选精矿采用球磨机进行再磨，磨至-200目含量80.0％。
(7)强磁精选：对再磨后的强磁粗选精矿和强磁扫选精矿采用立环式强磁选机进行强磁精选，磁场强度1.1T，矿浆质量浓度20％。强磁精选得到强磁精选精矿和强磁精选尾矿，其中，强磁精选尾矿返回强磁粗选作业，强磁精选精矿为最终钪精矿。钪精矿产率62.1％，氧化钪品位128.1g/t，回收率80.2％。
实施例3
以氧化钪含量为114.7g/t的钪矿原生矿石为原料，利用本发明的工艺技术，进行如下步骤，如图1：
(1)破碎：采用破碎机将原矿破碎，使用振动筛将+3mm粒级原矿分级并返回破碎，直至所有原矿粒度达到-3mm级别。
(2)磨矿：对破碎好的-3mm原矿，采用球磨机进行粗磨，磨至-200目含量85.0％。
(3)弱磁选：将经过磨矿的原矿样采用湿式电磁式弱磁选机进行弱磁选，磁场强度0.14T，矿浆质量浓度50％。弱磁尾矿作为进一步强磁选钪的入选原料。
(4)强磁粗选：以弱磁选尾矿为原料，采用平环式高梯度强磁选机进行强磁粗选，磁场强度0.9T，矿浆质量浓度35％。强磁粗选得到强磁粗选精矿和强磁粗选尾矿，其中，强磁粗选尾矿作为下一步强磁扫选的入选原料。
(5)强磁扫选：以强磁粗选尾矿为原料，采用平环式高梯度强磁选机进行强磁扫选，磁场强度0.9T，矿浆质量浓度30％。强磁扫选得到强磁扫选精矿和强磁扫选尾矿，其中，强磁扫选精矿与前面得到的强磁粗选精矿合并作为下一步再磨精选作业入选物料，强磁扫选尾矿作为最终尾矿。
(6)精矿再磨：对强磁粗选精矿和强磁扫选精矿采用球磨机进行再磨，磨至-200目含量85.0％。
(7)强磁精选：对再磨后的强磁粗选精矿和强磁扫选精矿采用平环式高梯度强磁选机进行强磁精选，磁场强度0.9T，矿浆质量浓度20％。强磁精选得到强磁精选精矿和强磁精选尾矿，其中，强磁精选尾矿返回强磁粗选作业，强磁精选精矿为最终钪精矿。钪精矿产率64.9％，氧化钪品位150.8g/t，回收率85.3％。
实施例4
以氧化钪含量为91.2g/t的钪矿原生矿石为原料，利用本发明的工艺技术，进行如下步骤，如图1：
(1)破碎：采用破碎机将原矿破碎，使用振动筛将+3mm粒级原矿分级并返回破碎，直至所有原矿粒度达到-3mm级别。
(2)磨矿：对破碎好的-3mm原矿，采用棒磨机进行粗磨，磨至-200目含量80.0％。
(3)弱磁选：将经过磨矿的原矿样采用湿式永磁式弱磁选机进行弱磁选，磁场强度0.20T，矿浆质量浓度50％。弱磁尾矿作为进一步强磁选钪的入选原料。
(4)强磁粗选：以弱磁选尾矿为原料，采用立环式高梯度强磁选机进行强磁粗选，磁场强度0.9T，矿浆质量浓度40％。强磁粗选得到强磁粗选精矿和强磁粗选尾矿，其中，强磁粗选尾矿作为下一步强磁扫选的入选原料。
(5)强磁扫选：以强磁粗选尾矿为原料，采用立环式高梯度强磁选机进行强磁扫选，磁场强度0.9T，矿浆质量浓度35％。强磁扫选得到强磁扫选精矿和强磁扫选尾矿，其中，强磁扫选精矿与前面得到的强磁粗选精矿合并作为下一步再磨精选作业入选物料，强磁扫选尾矿作为最终尾矿。
(6)精矿再磨：对强磁粗选精矿和强磁扫选精矿采用棒磨机进行再磨，磨至-200目含量80.0％。
(7)强磁精选：对再磨后的强磁粗选精矿和强磁扫选精矿采用立环式高梯度强磁选机进行强磁精选，磁场强度0.9T，矿浆质量浓度25％。强磁精选得到强磁精选精矿和强磁精选尾矿，其中，强磁精选尾矿返回强磁粗选作业，强磁精选精矿为最终钪精矿。钪精矿产率63.4％，氧化钪品位125.4g/t，回收率87.2％。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种钪矿原生矿的选矿富集方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)破碎：以钪矿原生矿石为原料，将所述原料进行破碎和筛分，粒级大于3mm的原料返回破碎，直至所有原料粒度达到小于3mm级别；
(2)磨矿：对破碎好的粒度小于3mm的原料进行闭路磨矿作业，磨至粒度小于200目含量60-85％；
(3)弱磁选：将经过磨矿的原料样进行弱磁选，得到弱磁精矿和弱磁尾矿，将所述弱磁尾矿作为进一步强磁粗选钪的入选原料；
(4)强磁粗选：以弱磁选尾矿为原料进行强磁粗选，得到强磁粗选精矿和强磁粗选尾矿，其中，强磁粗选尾矿作为下一步强磁扫选的入选原料；
(5)强磁扫选：以强磁粗选尾矿为原料进行强磁扫选，得到强磁扫选精矿和强磁扫选尾矿，其中，强磁扫选精矿与步骤(4)得到的强磁粗选精矿合并作为下一步精矿再磨作业的入选物料，强磁扫选尾矿作为最终尾矿；
(6)精矿再磨：对强磁粗选精矿和强磁扫选精矿进行再磨，磨至粒度小于200目含量70-85％；
(7)强磁精选：对精矿再磨的强磁粗选精矿和强磁扫选精矿进行强磁精选，得到强磁精选精矿和强磁精选尾矿，将所述强磁精选精矿为最终钪精矿，强磁精选尾矿返回强磁粗选作业；
所述步骤(3)中，弱磁选的条件为：磁场强度0.1-0.2T，矿浆质量浓度30-50％；
所述步骤(4)中，所述强磁粗选的条件为：磁场强度0.8-1.2T，矿浆质量浓度30-50％；
所述步骤(5)中，强磁扫选的条件为:磁场强度0.8-1.2T，矿浆质量浓度20-40％；
步骤(7)中，强磁精选的条件为：磁场强度0.8-1.2T，矿浆质量浓度20-40％。
2.根据权利要求1所述的钪矿原生矿的选矿富集方法，其特征在于，步骤(4)中所述最终尾矿中长石含量达到90％以上，所述最终尾矿用于建材、化工、陶瓷或玻璃行业。
3.根据权利要求1所述的钪矿原生矿的选矿富集方法，其特征在于，所述弱磁选的设备为湿式弱磁选机，所述湿式弱磁选机为湿式永磁式弱磁选机或湿式电磁式弱磁选机。
4.根据权利要求1所述的钪矿原生矿的选矿富集方法，其特征在于，所述强磁的设备为湿式强磁选机，所述湿式强磁选机为平环式强磁选机、立环式强磁选机。
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