CN106378252A - 一种原生钪矿的选矿富集方法 - Google Patents

一种原生钪矿的选矿富集方法 Download PDF

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杨进忠
陈晓青
廖祥文
严伟平
陈炳炎
王秀芬
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Abstract

本发明公开了一种原生钪矿的选矿富集方法，涉及选矿富集方法技术领域，该方法包括破碎、磨矿、浮选粗选作业、浮选扫选作业、浮选精选作业、重选作业等几个步骤。对采用本发明方法得到的钪精矿进行湿法冶炼提钪，能将原生矿中的低品位钪富集3~5倍以上，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。

Description

一种原生钪矿的选矿富集方法
技术领域
本发明涉及选矿富集方法技术领域，确切地说涉及一种原生钪矿的选矿富集方法，尤其适用于低品位花岗伟晶岩原生钪矿。
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。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Sc2[Si2O7]、水磷钪矿ScPO4·2H2O、铍硅钪矿、锆钪钇矿等少数几种，且矿源很少，在自然界中较为罕见，不具工业意义。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。
钪主要以类质同象的形式存在于如铌铁矿、水锆石、锂云母、白云母、黑云母、锡石、黑钨矿、绿柱石、电气石、钛铁矿、榍石等矿物中，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。因此工业上常采用湿法冶金直接提取钪，但直接对低品位原生钪矿湿法提钪一方面会造成资源的严重浪费，另一方面，原矿含钪品位较低，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。
为此，针对低品位原生钪矿，研发一种工艺流程简洁、易于实现，能将原生矿中的低品位钪富集3~5倍以上，同时抛除大部分低品位尾矿的选矿富集技术，则将大大降低后续冶金提钪作业浸出量及酸碱等原材料消耗，减少湿法提钪废水及尾渣的产生，减弱提钪过程的三废污染，降低企业提钪的生产成本，经济效益及社会效益显著。
公开号为105435958A，公开日为2016年3月30日的中国专利文献公开了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，对采用该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。
以上述专利文献为代表的现有技术，采用的是磁选方法，但在实际应用过程中，仍然存在以下缺陷或不足：该工艺适用于各种角闪石型钪矿原生矿的选矿富集，尤其是氧化钪品位较高的钪矿原生矿，对氧化钪品位极低的同类型或其它类型原生钪矿富集效果较差。同时，该工艺钪的富集比较低，实例中富集比仅为1.3~1.5。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种可将原生钪矿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，能将原生矿中的低品位钪富集3~5倍以上，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。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种原生钪矿的选矿富集方法，其特征在于步骤如下：
（1）破碎：以原生钪矿为原料，将原料进行破碎和筛分，粗粒级返回破碎，直至所有原矿破碎至-10~-30mm；
（2）磨矿：将破碎得到的-10~-30mm原矿进行闭路磨矿作业，将原料磨至-0.075mm的含量占45~80%；
（3）浮选粗选作业：对经过磨矿的原料进行粗选作业，得到粗选精矿和粗选尾矿，粗选精矿作为进一步钪精选的原料，而粗选尾矿作为钪扫选的原料；
（4）浮选扫选作业：以粗选尾矿作为钪扫选作业原料，加入到扫选槽中进行扫选作业，所述的扫选作业包括：扫选Ⅰ作业，扫选Ⅰ得到扫选Ⅰ精矿和扫选Ⅰ尾矿，扫选Ⅰ精矿返回到粗选作业中，扫选Ⅰ尾矿加入到扫选Ⅱ作业中，扫选Ⅱ作业得到扫选Ⅱ精矿和扫选Ⅱ尾矿，扫选Ⅱ精矿返回到扫选Ⅰ作业中，扫选Ⅱ尾矿加入到扫选Ⅲ作业中，扫选Ⅲ作业得到扫选Ⅲ精矿和扫选Ⅲ尾矿，扫选Ⅲ精矿返回到扫选Ⅱ作业中，扫选Ⅲ尾矿进入下一步重选作业；
（5）浮选精选作业：以粗选精矿为原料进行精选作业，得到精选精矿和精选尾矿，精选尾矿返回浮现粗选作业，精选精矿为整个浮选作业钪精矿；
（6）重选作业：以扫选Ⅲ尾矿为原料，加入到重选设备对其中的非云母类含钪重矿物进行重选富集，产出重选钪精矿、重选尾矿两个产品，其中，重选钪精矿与步骤（5）得到的浮选作业钪精矿合并为最终的钪精矿，重选尾矿为最终的尾矿。
所述的浮选粗选作业具体是：首先搅拌调浆，控制原料中矿浆浓度30~45%，后在原料中逐次加入调整剂2000~4000g/t，捕收剂300~550g/t、起泡剂0~40g/t，在浮选设备中进行粗选作业。
在步骤（4）中，所述的扫选Ⅰ作业是：首先搅拌调浆，并加入捕收剂60~150g/t、起泡剂0~20g/t，进行扫选Ⅰ作业；所述的扫选Ⅱ作业是：搅拌调浆，同样加入捕收剂60~120g/t、起泡剂0~15g/t，进行扫选Ⅱ作业；所述的扫选Ⅲ作业：搅拌调浆，同样加入捕收剂60~120g/t、起泡剂0~15g/t。
在步骤（5）中，所述的精选作业是指：首先搅拌调浆，不加入任何药剂。
所述的调整剂是指硫酸、盐酸或氢氟酸中的一种或两种以上的组合。
所述的捕收剂是指十二胺、十四胺、十六胺、十八胺、混合胺、醚胺阳离子捕收剂及其盐类的一种或多种以上的组合。
所述的起泡剂是指2＃油、松醇油、混合脂肪醇、甲基异丁基甲醇（MIBC）、醚醇类或酚类工业起泡剂。
所述的步骤（1）是采用破碎机进行破碎，破碎机是指工业机型的各种颚式破碎机、对辊破碎机或高压辊磨机类粗碎、中碎、细碎设备其中的一种或两种以上设备的组合。
所述的步骤（2）是采用磨矿设备磨矿的，磨矿设备是指工业机型的各种自磨机、半自磨机、棒磨机或球磨机其中的一种或两种以上设备的组合。
所述的浮选设备是指各种工业机型的浮选机或浮选柱中的一种或两种以上设备的组合。
所述的重选设备是指工业机型的各种摇床、旋流器、螺旋选矿机或溜槽中的一种或两种以上设备的组合。
本发明采用了适合该类矿石资源特点的“浮选-重选”选矿工艺技术，可将低品位原生钪矿中的钪有效富集在精矿产品中，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，实现了从低品位原生钪矿中直接选矿富集回收钪的突破。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：
（1）与现有技术相比，本发明可将该类型低品位原生钪矿的中钪有效富集3~5倍以上，使大量现有技术水平下无法有效开发利用的低品位原生钪矿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。
（2）与现有技术相比，本发明可在湿法提抗作业之前除去大量尾矿，可有效提高作业的生产效率，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，具有较好的环境效益和经济效益。
（3）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。
（4）采用本方法所述的步骤（1）-（5），相对于公开号为105435958A专利文献，本发明适用性更广，可用于氧化钪品位10g/t以上的原生钪矿钪的富集；同时，本发明工艺氧化钪富集比更高，能将原生矿中的低品位钪富集3~5倍以上，同时抛除70%以上的低品位尾矿。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为本发明的工艺流程图。
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，下面将以低品位原生钪矿为例对本发明的具体实施方案进行更加清楚、完整地描述，但本方法显然不仅适用于以低品位花岗伟晶岩原生钪矿为原料，其他种类原生钪矿仍然适用。
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。
实施例1
以氧化钪含量为16.1g/t的低品位原生钪矿为原料，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，然后对样进行筛分，粗粒级返回破碎，直至所有原矿破碎至-10~-30mm。
（2）磨矿：对破碎好的-10~-30mm原矿，加入球磨机中进行闭路磨矿作业，将原矿磨至-0.075mm含量50.3%；
（3）浮选粗选作业：对经过磨矿的原矿样，首先搅拌调浆，控制矿浆浓度35%，后逐次加入硫酸3300g/t，十八胺450g/t、2#油35g/t，在浮选机中进行粗选作业，该作业得到粗选精矿和粗选尾矿，粗选精矿作为进一步钪精选的原料，而粗选尾矿作为钪扫选的原料。
（4）浮选扫选作业：以粗选尾矿作为钪扫选作业原料，加入到扫选槽中进行扫选作业，首先搅拌调浆，并加入十八胺150g/t、2#油15g/t，进行扫选Ⅰ作业，扫选Ⅰ得到扫选Ⅰ精矿和扫选Ⅰ尾矿，扫选Ⅰ精矿返回到粗选作业中，扫选Ⅰ尾矿加入到扫选Ⅱ作业中；搅拌调浆，同样加入十八胺100g/t、2#油10g/t，进行扫选Ⅱ作业，扫选Ⅱ得到扫选Ⅱ精矿和扫选Ⅱ尾矿，扫选Ⅱ精矿返回到扫选Ⅰ作业中，扫选Ⅱ尾矿加入到扫选Ⅲ作业中；搅拌调浆，同样加入十八胺100g/t、2#油10g/t，进行扫选Ⅲ作业，扫选Ⅲ得到扫选Ⅲ精矿和扫选Ⅲ尾矿，扫选Ⅲ精矿返回到扫选Ⅱ作业中，扫选Ⅲ尾矿进入下一步重选作业。
（5）浮选精选作业：以粗选精矿为原料，搅拌调浆，不加入任何药剂进行精选作业，得到精选精矿和精选尾矿，精选尾矿返回粗选作业，精选精矿为整个浮选作业钪精矿。
（6）重选作业：以扫选Ⅲ尾矿为原料，加入到矿泥摇床中对其中的非云母类含钪重矿物进行重选富集，产出重选钪精矿、重选尾矿两个产品。其中，重选钪精矿与浮选钪精矿合并为最终的钪精矿，重选尾矿为最终的尾矿。
钪精矿产率30.4%，氧化钪品位49.8g/t，回收率94.03%。
实施例2
以氧化钪含量为19.8g/t的低品位原生钪矿为原料，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，然后对样进行筛分，粗粒级返回破碎，直至所有原矿破碎至-10~-30mm。
（2）磨矿：对破碎好的-10~-30mm原矿，加入半自磨机中进行闭路磨矿作业，将原矿磨至-0.075mm含量67.2%；
（3）浮选粗选作业：对经过磨矿的原矿样，首先搅拌调浆，控制矿浆浓度40%，后逐次加入硫酸2800g/t，十二胺350g/t、2#油25g/t，在浮选机中进行粗选作业，该作业得到粗选精矿和粗选尾矿，粗选精矿作为进一步钪精选的原料，而粗选尾矿作为钪扫选的原料。
（4）浮选扫选作业：以粗选尾矿作为钪扫选作业原料，加入到扫选槽中进行扫选作业，首先搅拌调浆，并加入十二胺100g/t、2#油5g/t，进行扫选Ⅰ作业，扫选Ⅰ得到扫选Ⅰ精矿和扫选Ⅰ尾矿，扫选Ⅰ精矿返回到粗选作业中，扫选Ⅰ尾矿加入到扫选Ⅱ作业中；搅拌调浆，同样加入十二胺80g/t，进行扫选Ⅱ作业，扫选Ⅱ得到扫选Ⅱ精矿和扫选Ⅱ尾矿，扫选Ⅱ精矿返回到扫选Ⅰ作业中，扫选Ⅱ尾矿加入到扫选Ⅲ作业中；搅拌调浆，同样加入十二胺80g/t，进行扫选Ⅲ作业，扫选Ⅲ得到扫选Ⅲ精矿和扫选Ⅲ尾矿，扫选Ⅲ精矿返回到扫选Ⅱ作业中，扫选Ⅲ尾矿进入下一步重选作业。
（5）浮选精选作业：以粗选精矿为原料，搅拌调浆，不加入任何药剂进行精选作业，得到精选精矿和精选尾矿，精选尾矿返回粗选作业，精选精矿为整个浮选作业钪精矿。
（6）重选作业：以扫选Ⅲ尾矿为原料，加入到矿泥摇床中对其中的非云母类含钪重矿物进行重选富集，产出重选钪精矿、重选尾矿两个产品。其中，重选钪精矿与浮选钪精矿合并为最终的钪精矿，重选尾矿为最终的尾矿。
钪精矿产率21.7%，氧化钪品位73.4g/t，回收率80.4%。
实施例3
以氧化钪含量为11.5g/t的低品位原生钪矿为原料，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，然后对样进行筛分，粗粒级返回破碎，直至所有原矿破碎至-10~-30mm。
（2）磨矿：对破碎好的-10~-30mm原矿，加入球磨机中进行闭路磨矿作业，将原矿磨至-0.075mm含量61.7%；
（3）浮选粗选作业：对经过磨矿的原矿样，首先搅拌调浆，控制矿浆浓度38%，后逐次加入硫酸3500g/t，醚胺380g/t、2#油40g/t，在浮选机中进行粗选作业，该作业得到粗选精矿和粗选尾矿，粗选精矿作为进一步钪精选的原料，而粗选尾矿作为钪扫选的原料。
（4）浮选扫选作业：以粗选尾矿作为钪扫选作业原料，加入到扫选槽中进行扫选作业，首先搅拌调浆，并加入醚胺130g/t、2#油15g/t，进行扫选Ⅰ作业，扫选Ⅰ得到扫选Ⅰ精矿和扫选Ⅰ尾矿，扫选Ⅰ精矿返回到粗选作业中，扫选Ⅰ尾矿加入到扫选Ⅱ作业中；搅拌调浆，同样加入醚胺100g/t、2#油10g/t，进行扫选Ⅱ作业，扫选Ⅱ得到扫选Ⅱ精矿和扫选Ⅱ尾矿，扫选Ⅱ精矿返回到扫选Ⅰ作业中，扫选Ⅱ尾矿加入到扫选Ⅲ作业中；搅拌调浆，同样加入醚胺80g/t、2#油8g/t，进行扫选Ⅲ作业，扫选Ⅲ得到扫选Ⅲ精矿和扫选Ⅲ尾矿，扫选Ⅲ精矿返回到扫选Ⅱ作业中，扫选Ⅲ尾矿进入下一步重选作业。
（5）浮选精选作业：以粗选精矿为原料，搅拌调浆，不加入任何药剂进行精选作业，得到精选精矿和精选尾矿，精选尾矿返回粗选作业，精选精矿为整个浮选作业钪精矿。
（6）重选作业：以扫选Ⅲ尾矿为原料，加入到矿泥摇床中对其中的非云母类含钪重矿物进行重选富集，产出重选钪精矿、重选尾矿两个产品。其中，重选钪精矿与浮选钪精矿合并为最终的钪精矿，重选尾矿为最终的尾矿。
钪精矿产率18.4%，氧化钪品位52.9g/t，回收率84.6%。
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 (10)

1.一种原生钪矿的选矿富集方法，其特征在于步骤如下：
（1）破碎：以原生钪矿为原料，将原料进行破碎和筛分，粗粒级返回破碎，直至所有原矿破碎至-10~-30mm；
（2）磨矿：将破碎得到的-10~-30mm原矿进行闭路磨矿作业，将原料磨至-0.075mm的含量占45~80%；
（3）浮选粗选作业：对经过磨矿的原料进行粗选作业，得到粗选精矿和粗选尾矿，粗选精矿作为进一步钪精选的原料，而粗选尾矿作为钪扫选的原料；
（4）浮选扫选作业：以粗选尾矿作为钪扫选作业原料，加入到扫选槽中进行扫选作业，所述的扫选作业包括：扫选Ⅰ作业，扫选Ⅰ得到扫选Ⅰ精矿和扫选Ⅰ尾矿，扫选Ⅰ精矿返回到粗选作业中，扫选Ⅰ尾矿加入到扫选Ⅱ作业中，扫选Ⅱ作业得到扫选Ⅱ精矿和扫选Ⅱ尾矿，扫选Ⅱ精矿返回到扫选Ⅰ作业中，扫选Ⅱ尾矿加入到扫选Ⅲ作业中，扫选Ⅲ作业得到扫选Ⅲ精矿和扫选Ⅲ尾矿，扫选Ⅲ精矿返回到扫选Ⅱ作业中，扫选Ⅲ尾矿进入下一步重选作业；
（5）浮选精选作业：以粗选精矿为原料进行精选作业，得到精选精矿和精选尾矿，精选尾矿返回浮现粗选作业，精选精矿为整个浮选作业钪精矿；
（6）重选作业：以扫选Ⅲ尾矿为原料，加入到重选设备对其中的非云母类含钪重矿物进行重选富集，产出重选钪精矿、重选尾矿两个产品，其中，重选钪精矿与步骤（5）得到的浮选作业钪精矿合并为最终的钪精矿，重选尾矿为最终的尾矿。
2.根据权利要求1所述的一种原生钪矿的选矿富集方法，其特征在于：所述的浮选粗选作业具体是：首先搅拌调浆，控制原料中矿浆浓度30~45%，后在原料中逐次加入调整剂2000~4000g/t，捕收剂300~550g/t、起泡剂0~40g/t，在浮选设备中进行粗选作业。
3.根据权利要求1所述的一种原生钪矿的选矿富集方法，其特征在于：在步骤（4）中，所述的扫选Ⅰ作业是：首先搅拌调浆，并加入捕收剂60~150g/t、起泡剂0~20g/t，进行扫选Ⅰ作业；所述的扫选Ⅱ作业是：搅拌调浆，同样加入捕收剂60~120g/t、起泡剂0~15g/t，进行扫选Ⅱ作业；所述的扫选Ⅲ作业：搅拌调浆，同样加入捕收剂60~120g/t、起泡剂0~15g/t。
4.根据权利要求2所述的一种原生钪矿的选矿富集方法，其特征在于：所述的调整剂是指硫酸、盐酸或氢氟酸中的一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求2或3所述的一种原生钪矿的选矿富集方法，其特征在于：所述的捕收剂是指十二胺、十四胺、十六胺、十八胺、混合胺、醚胺阳离子捕收剂及其盐类的一种或多种以上的组合。
6.根据权利要求2或3所述的一种原生钪矿的选矿富集方法，其特征在于：所述的起泡剂是指2＃油、松醇油、混合脂肪醇、甲基异丁基甲醇（MIBC）、醚醇类或酚类工业起泡剂。
7.根据权利要求1所述的一种原生钪矿的选矿富集方法，其特征在于：所述的步骤（1）是采用破碎机进行破碎，破碎机是指工业机型的各种颚式破碎机、对辊破碎机或高压辊磨机类粗碎、中碎、细碎设备其中的一种或两种以上设备的组合。
8.根据权利要求1所述的一种原生钪矿的选矿富集方法，其特征在于：所述的步骤（2）是采用磨矿设备磨矿的，磨矿设备是指工业机型的各种自磨机、半自磨机、棒磨机或球磨机其中的一种或两种以上设备的组合。
9.根据权利要求1所述的一种原生钪矿的选矿富集方法，其特征在于：所述的浮选设备是指各种工业机型的浮选机或浮选柱中的一种或两种以上设备的组合。
10.根据权利要求1所述的一种原生钪矿的选矿富集方法，其特征在于：所述的重选设备是指工业机型的各种摇床、旋流器、螺旋选矿机或溜槽中的一种或两种以上设备的组合。
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