CN109759222B - 一种高梯度超导磁选提高白云鄂博矿萤石精矿及稀土精矿品位的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高梯度超导磁选提高白云鄂博矿萤石精矿及稀土精矿品位的方法，将白云鄂博矿选别出来的萤石精矿利用高梯度超导磁选技术，通过高梯度超导磁选机磁选，提高萤石精矿CaF₂品位至90‑99％，提高白云鄂博矿萤石选矿指标，同时获得稀土富集物。该超导磁选方法同样适用于白云鄂博矿中稀土精矿产品，将稀土精矿中的REO品位提高至60％以上。本发明的高梯度超导磁选技术，简单、高效、占地面积小、耗电量小、成本低、不使用化学药剂、水直接循环利用、环境友好；该发明可大幅度提高白云鄂博矿萤石精矿和稀土精矿品位，有效解决了白云鄂博矿选别的萤石精矿品位低、弱磁性矿物稀土夹杂含量高的技术难题。

Description

一种高梯度超导磁选提高白云鄂博矿萤石精矿及稀土精矿品 位的方法

技术领域

本发明涉及白云鄂博矿中萤石、稀土等有价矿物的分选分离技术领域，特别是涉及一种高梯度超导磁选提高萤石精矿及稀土精矿品位的方法。

背景技术

萤石是氟元素的主要来源，根据萤石中CaF₂含量的多少可分为不同品级。酸级萤石要求CaF₂含量大于97％，主要用于化学工业氢氟酸的生产，氢氟酸可合成氟单体、有机氟化物或者无机氟化物，用于制冷、医药、航空航天、国防工业等领域；陶瓷级萤石要求CaF₂含量为85-95％，主要用于建筑材料、玻璃、陶瓷等工业；冶金级萤石一般要求CaF₂含量为65％-85％，主要用于有色金属及钢铁冶金工业。我国萤石资源基础储量大，易采、富矿资源量少，由于无序采选造成萤石资源浪费严重，且随着萤石利用水平的提高，高品级萤石供不应求。为加强萤石资源及其伴生资源的合理高效综合利用，《全国矿产资源规划(2016～2020年)》将萤石列入战略性矿产目录，从国家层面对萤石矿产资源宏观调控和管理。

稀土被誉为新世纪高科技及功能材料的“宝库”、“工业味精”，是21世纪发展高新技术的战略性元素。稀土是电子、能源、激光、核工业、超导等诸多高精尖产品和技术以及石油化工及环境保护等产业的重要原料，涉及到国民经济的方方面面。

白云鄂博矿是世界罕见超大型铁、稀土、萤石、铌、钪等多种矿物资源共生的矿床。现已探明白云鄂博矿萤石资源储量约为1.3亿吨以上，铁矿石储量14亿吨以上，稀土储量(以REO计)约1亿吨，工业储量为4300万吨，萤石资源及其伴生稀土、铁资源储量丰富。

目前，白云鄂博矿中萤石CaF₂品位为15-25％左右，REO品位4-6％左右，现有的白云鄂博矿工艺(见附图1)主要采用选铁后，稀土、萤石顺序分选富集的方式，首先利用弱磁选-强磁选-铁反浮选的方式回收铁；强磁中矿及尾矿作为稀土浮选给料浮选回收稀土；稀选尾矿及铁反浮选尾矿用于回收萤石。其中萤石、稀土均属于易浮矿物，在萤石浮选过程中稀土矿物大量进入萤石精矿，萤石精矿中稀土矿物夹杂严重，降低了萤石精矿品位，同时，含铁杂质矿物夹带进入萤石精矿，进一步降低萤石精矿质量。目前，白云鄂博矿生产萤石精矿CaF₂品位多在80％左右，其中稀土含量高时可达到8％以上。而稀土属于国家战略资源，其生产、销售、使用行为受到严格把控，这给白云鄂博矿含有大量稀土的萤石精矿的利用带来极大困难。同时，CaF₂品位80％左右的萤石精矿产品价值、利用效率和附加值都较低。目前现有技术中没有较好的解决白云鄂博矿萤石精矿CaF₂品位低、稀土矿物和含铁杂质矿物含量高的方法，因此亟待开发新技术提高白云鄂博矿萤石精矿CaF₂品位，提高萤石的精矿品级和价值。此外，进一步提高稀土精矿品位，可减少后续稀土冶炼过程的“三废”污染的排放量，保护环境。

发明内容

针对现有技术中白云鄂博矿所生产萤石精矿含有大量稀土矿物和含铁杂质矿物，严重影响萤石精矿品位的问题，本发明提供一种高梯度超导磁选提高白云鄂博矿萤石精矿品位的方法，通过高梯度超导磁选，进行萤石精矿中萤石与稀土矿物及含铁杂质矿物磁选分离，提高萤石精矿品位的工艺。同时，将高梯度超导磁选应用于稀土精矿产品再提高REO品位，可获得高品位稀土精矿产品。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案：

一种高梯度超导磁选提高白云鄂博矿萤石精矿及稀土精矿品位的方法，以白云鄂博矿萤石精矿为原料，通过高梯度超导磁选，进行萤石与稀土矿物及含铁杂质矿物的磁选分离，分离后所得的非磁性产品为高品位萤石精矿，弱磁性产品为稀土富集物；或者以白云鄂博矿稀土精矿为原料，通过高梯度超导磁选，获得弱磁性高品位的稀土精矿。

所述高梯度超导磁选，对于萤石精矿中CaF₂品位大于85wt％时，采用一步粗选工艺，粗选工艺中将矿浆浓度调至5-30wt％、矿浆流速为3-20cm/s进行粗选。

对于萤石精矿中CaF₂品位在70-85％之间时，采用粗选加精选工艺；或粗选、精选与扫选相结合的工艺。其中精选和扫选次数根据萤石精矿品位进行调整。

所述粗选、精选、扫选的具体要求为：

粗选：磁场强度2.5-5.0T，矿浆浓度5-30％，矿浆流速5-20cm/s；

精选：磁场强度3.0-6.5T，矿浆浓度5-20％，矿浆流速3-15cm/s；

扫选：磁场强度2.5-5.0T，矿浆浓度5-30％，矿浆流速5-20cm/s；

粗选后得到粗选精矿和粗选尾矿，其中的粗选精矿进一步精选，得到的精选精矿为非磁性产品，即高品位萤石精矿；粗选尾矿再进行磨矿，至细度-0.074mm含量占98％时，进入扫选，得到扫选尾矿为弱磁性产品，即稀土富集物；精选尾矿和扫选精矿作为中矿返回粗选；矿浆浓度是将该萤石精矿加水调浆所得的重量百分含量。

所述高梯度超导磁选工艺通过高梯度超导磁选机进行，高梯度超导磁选机的背景场强在0-10T范围内可调。

所用聚磁介质直径为0.02-0.5mm的钢毛、(1-3)×(2-8)mm的菱形钢网、直径为0.5-2mm钢棒中的一种，或多种不同类型介质的组合。

所述高梯度超导磁选的磁场强度为1-6.5T。

本发明超导磁选的原理如下：

白云鄂博矿稀土精矿中主要矿物成分为萤石、稀土矿物、含铁杂质矿物等，氟碳铈矿和独居石等含稀土矿物比磁化系数为12×10^-6-18×10^-6cm³/g，含铁杂质矿物比磁化系数在20×10^-6-80×10^-6cm³/g，均为微弱磁性矿物，而萤石比磁化系数在0.5×10^-6-3.5×10^{- 6}cm³/g，为基本无磁性矿物。采用高梯度超导磁选的方式，在超高磁场强度与梯度的条件下，可将微弱磁性的氟碳铈矿和独居石等含稀土矿物选别进入弱磁性产品，而将基本无磁性的萤石矿物选别进入非磁性产品，实现了萤石与稀土的分离，提高了萤石精矿品位或稀土精矿品位。

本发明的有益效果：

1.本发明采用高梯度超导磁选技术，工艺简单、高效，整个工艺占地面积小、耗电量小、成本低，不使用化学药剂、水直接循环利用，环境友好。

2.本发明工艺根据萤石精矿CaF₂品位的不同采用不同的方案：(1)针对CaF₂品位70-85％的萤石精矿，采用粗选与精选或扫选相结合的工艺；(2)针对CaF₂品位85％以上的萤石精矿，采用一步粗选工艺。该工艺分离所得非磁性产品为高品位萤石精矿，弱磁性产品为稀土矿物富集物；同时，将高梯度超导磁选应用于稀土精矿产品再提高REO品位，可获得高品位稀土精矿产品。

3.本发明可大幅度提高白云鄂博矿萤石精矿的质量品级，将CaF₂品位由70-85％提高CaF₂品位至90-99％，能有效解决白云鄂博矿选别的萤石精矿品位低、夹杂有价矿物稀土含量高的技术难题，可实现被列为战略性矿产资源的萤石资源的高效利用；此外，将REO品位为50％左右的稀土精矿进一步提高稀土品位至60％以上，可减少后续稀土冶炼过程三废污染的排放量，保护环境。

4.本发明中所得稀土富集物可继续采用高梯度超导磁选，进一步选别稀土精矿，有利于实现夹杂的稀土资源的综合回收。

附图说明

图1是白云鄂博矿铁、稀土、萤石常规选别原则流程；

图2是本发明的高梯度超导磁选提高白云鄂博矿萤石精矿品位的工艺之一；

图3是本发明的高梯度超导磁选提高白云鄂博矿萤石精矿品位的工艺之二；

图4是本发明的高梯度超导磁选提高白云鄂博矿稀土精矿品位的工艺。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，实施例仅是对本发明的充分说明，本发明内容并不局限于以下的实施例。

回收率计算公式如下：

式中ε—回收率；α—原矿品位；β—精矿/尾矿品位；γ—精矿/尾矿产率。

实施例1一种高梯度超导磁选提高白云鄂博矿萤石精矿品位的方法

所用原料为白云鄂博矿浮选萤石精矿，萤石精矿CaF₂品位为88.6％，REO质量含量在3.4％。

采用高梯度超导磁选机进行高梯度超导磁选，流程如图2所示。试验过程中采用高梯度超导磁选机，采用直径0.12mm的钢毛聚磁介质，磁场强度为4.0T。先将萤石精矿磨粉，加水，调浆至矿浆浓度为12％，矿浆流速为10cm/s，经高梯度超导磁选，所得的非磁性产品即为高品位萤石精矿，所得磁性产品为稀土富集物。表1为高梯度超导磁选试验结果。

由表1可知，萤石精矿CaF₂品位、回收率分别达到98.28％、83.75％，本方法将萤石精矿CaF₂品位提高了9.68个百分点，提高了萤石精矿品级；同时，稀土在超导磁性产品中富集回收，REO品位和回收率分别达到12.80％、92.23％。

表1高梯度超导磁选试验结果

实施例2一种高梯度超导磁选提高白云鄂博矿萤石精矿品位的方法

所用原料为白云鄂博矿浮选萤石精矿，其中的萤石精矿CaF₂品位为75.41％，REO含量在8.05％。

采用高梯度超导磁选机进行高梯度超导磁选，通过“一粗一精一扫”、粗选尾矿再磨、中矿返回粗选的高梯度超导磁选流程，如图3所示。磁选机中所用聚磁介质采用直径为0.15mm的钢毛和2mm×4mm的菱形钢网，1:1配合使用。

粗选后得到粗选精矿和粗选尾矿，其中的粗选精矿进一步精选，得到精选精矿为非磁性产品，即高品位萤石精矿；粗选尾矿再进行磨矿，至细度-0.074mm含量占98％时，进入扫选，得到扫选尾矿为弱磁性产品，即稀土富集物；扫选精矿和精选尾矿作为中矿返回粗选；矿浆浓度是将萤石精矿加水调浆所得的重量含量。

粗选条件为：磁场强度4.0T，矿浆浓度12％，试验矿浆流速12cm/s；

精选条件为：磁场强度5.0T，矿浆浓度10％，试验矿浆流速9cm/s；

扫选条件为：磁场强度4.0T，矿浆浓度10％，试验矿浆流速12cm/s；

最终，高梯度超导磁选所得的非磁性产品即高品位萤石精矿，所得磁性产品为稀土富集物。表2为高梯度超导磁选试验结果。由表2可知，超导磁选后萤石精矿CaF₂品位、回收率分别达到93.56％、77.36％，本发明将萤石精矿CaF₂品位提高了8.15个百分点，提高了萤石精矿品级，同时稀土在超导磁性产品中富集回收，REO品位和回收率分别达到18.90％、85.82％。

表2高梯度超导磁选试验结果

实施例3一种高梯度超导磁选提高白云鄂博矿稀土精矿品位的方法

原料为白云鄂博矿浮选稀土精矿，稀土精矿REO品位为50.5％。采用高梯度超导磁选机进行“一粗一精”、精选尾矿返回粗选的高梯度超导磁选闭路流程，流程如图4所示。超导磁选机中聚磁介质采用直径为0.12mm的钢毛和0.15mm的钢毛组合。

粗选条件为：磁场强度4.5T，矿浆浓度10％，试验矿浆流速12cm/s；

精选条件为：磁场强度4.0T，矿浆浓度8％，试验矿浆流速9cm/s；

最终，高梯度超导磁选所得的弱磁性产品即为高品位稀土精矿。表3为高梯度超导磁选试验结果。由表3可知，稀土精矿REO品位、回收率分别达到63.85％、80.32％，将稀土精矿REO品位提高了13.35个百分点。

表3高梯度超导磁选试验结果

产品	产率/％	REO品位/％	REO回收率/％
				高品位稀土精矿	63.53	63.85	80.32
尾矿	36.47	27.25	19.68
				给矿	100.00	50.5	100.00

以上仅为本发明的优选实施例，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明构思之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高梯度超导磁选提高白云鄂博矿萤石精矿或稀土精矿品位的方法，其特征在于，以白云鄂博矿萤石精矿为原料，通过高梯度超导磁选，进行萤石与稀土矿物及含铁杂质矿物的磁选分离，分离后所得的非磁性产品为高品位萤石精矿，弱磁性产品为稀土富集物；或者以白云鄂博矿稀土精矿为原料，通过高梯度超导磁选，获得弱磁性高品位的稀土精矿；

所述高梯度超导磁选，对于萤石精矿中CaF₂品位在70-85%之间时，采用粗选加精选工艺；或粗选、精选与扫选相结合的工艺；其中精选和扫选次数根据萤石精矿品位进行调整；

所述粗选、精选、扫选的具体要求为：

粗选：磁场强度2.5-5.0T，矿浆浓度5-30%，矿浆流速5-20cm/s；

精选：磁场强度3.0-6.5T，矿浆浓度5-20%，矿浆流速3-15cm/s；

扫选：磁场强度2.5-5.0T，矿浆浓度5-30%，矿浆流速5-20cm/s；

粗选后得到粗选精矿和粗选尾矿，其中的粗选精矿进一步精选，得到的精选精矿为非磁性产品，即高品位萤石精矿；粗选尾矿再进行磨矿，至细度-0.074mm含量占98%时，进入扫选，得到扫选尾矿为弱磁性产品，即稀土富集物；精选尾矿和扫选精矿作为中矿返回粗选；矿浆浓度是将该萤石精矿加水调浆所得的重量百分含量。

2.根据权利要求1所述的高梯度超导磁选提高白云鄂博矿萤石精矿或稀土精矿品位的方法，其特征在于，所述高梯度超导磁选，对于萤石精矿中CaF₂品位大于85 wt %时，采用一步粗选工艺，粗选工艺中将矿浆浓度调至5-30wt%、矿浆流速为3-20cm/s进行粗选。

3.根据权利要求1所述的高梯度超导磁选提高白云鄂博矿萤石精矿或稀土精矿品位的方法，其特征在于，所述高梯度超导磁选工艺通过高梯度超导磁选机进行，高梯度超导磁选机的背景场强在0-10T范围内可调。

4.根据权利要求1所述的高梯度超导磁选提高白云鄂博矿萤石精矿或稀土精矿品位的方法，其特征在于，所述的高梯度超导磁选所用聚磁介质为直径为0.02-0.5mm的钢毛、孔径为（1-3）×（2-8）mm的菱形钢网、直径为0.5-2mm钢棒中的一种，或多种不同类型介质的组合。

5.根据权利要求1所述的高梯度超导磁选提高白云鄂博矿萤石精矿或稀土精矿品位的方法，其特征在于，所述高梯度超导磁选的磁场强度为1-6.5T。

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