CN109806966A

CN109806966A - 一种从稀土尾矿中综合回收锶矿物的选矿方法

Info

Publication number: CN109806966A
Application number: CN201910132753.0A
Authority: CN
Inventors: 曾小波; 熊文良; 杨耀辉; 严伟平
Original assignee: Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences
Current assignee: Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2019-05-28
Anticipated expiration: 2039-02-21
Also published as: CN109806966B

Abstract

本发明公布一种从稀土选矿尾矿中综合回收锶矿物的选矿方法，含天青石和菱锶矿的稀土尾矿的选矿方法。本发明的选矿方法包括以下步骤：(1)利用重选将稀土尾矿中的重矿物选出，得到重选精矿；(2)利用强磁选将步骤(1)中重选精矿的稀土和铁等磁性矿物磁出，得到天青石精矿；(3)利用浮选将步骤(1)中重选尾矿中的菱锶矿矿物浮出，得到菱锶矿精矿。本发明的有益效果是：能显著回收稀土选矿尾矿中的锶矿物，提高资源的综合利用价值并大幅降低尾矿的排放量。

Description

一种从稀土尾矿中综合回收锶矿物的选矿方法

技术领域

本发明属于选矿尾矿综合利用技术领域，特别是涉及从稀土尾矿中综合回收天青石和菱锶矿等含锶矿物的选矿方法。

背景技术

稀土矿石中除稀土矿物外还伴生大量锶矿等有用矿物，伴生矿物的回收利用，不仅可以为企业创造巨大的经济效益，还可以有效减少尾矿排放量、提高资源的综合利用率，对改善环境和资源的可持续发展具有重大意义。

锶矿石是制取各种锶化合物和金属锶的主要原料，自然界已知的锶矿物有10多种，工业上用于提取锶的主要矿物是天青石和菱锶矿。锶是一种稀有金属，可作耐久的原子电池，在钢铁工业中用作脱硫、脱磷剂等。锶的化合物碳酸锶主要用于生产计算机显像管的荧光屏玻璃，铁酸锶可制造磁性材料等。硫酸锶在造纸、制碱、塑料加工中起漂白、提纯和粘结作用。此外，锶化物在制糖、制药、石油钻井泥浆和橡胶工业中都有应用。近年来，锶与镧、铜的氧化物可作为组成超导陶瓷的重要金属。

我国锶矿床数量和探明的储量不多，人均占用储量只有1.1Kg。我锶矿资源的特点是：贫矿多、富矿少；单一矿少、混合和伴生矿多；已探查的主要矿产地8处，包括江苏溧水爱景山、青海大风山花土沟、湖北黄石狮子立山、云南兰坪金顶、重庆铜梁玉峡、重庆大足兴隆、重庆合川盐井沟、内蒙四子王旗。多年来，我国锶矿石的开发利用一直以单一天青石富矿为主，1994年后，天青石矿进入了加速开采期，迄今为止，除兰坪金顶、青海大风山、内蒙四子王旗，因其环保要求高、难开采、原矿品位总体不高，开发较晚，尚有部分富矿外，其余各处富矿基本采完。截至上世纪末，我国已由天青石矿出口国变成了天青石矿纯进口国。

另一方面，稀土尾矿中伴生的大量锶矿等资源并未得到综合回收，不仅浪费了宝贵的资源，尾矿处置占用大量土地，且存在一定的环境和安全隐患。因此，对稀土尾矿中伴生的锶资源进行回收利用，将伴生锶矿物资源化，不仅能产生巨大经济效益的，同时可最大限度的减少尾矿对生态环境的影响，实现环境效益、经济效益与社会效益的有机统一。

现行的锶矿利用主要以单一易选天青石矿为主，采用磨矿、重选和浮选获得的选矿技术指标如下：

1)《国外金属扣选矿》1994年8月刊登“从实验室到工业规模的天青石选矿”一文，对西班牙SrO含量32.4％(SrSO₄含量57.5％)的天青石矿进行了选矿试验研究，将矿石磨至-50um，采用两次粗选四次精选的浮选工艺，半工业试验获得了SrSO₄品位95％，回收率65％的指标。

2)《有色金属(选矿部分)》2005年第4期刊登“某天青石矿浮选工艺研究”一文，对某Sr含量21.30％(SrSO₄含量44.65％)的天青石矿开展选矿研究，将矿石磨至-200目70％，采用两次粗选、一次扫选和三次精选的浮选工艺，获得了SrSO₄品位75.01％，回收率81.53％的选矿指标。

3)《矿产综合利用》2012年第6期刊登“西南某沉积-改造型低品位锶资源选矿试验研究”一文，对某SrO含量20.40％(SrSO₄含量44.65％)的锶矿开展选矿试验研究，将原矿碎至0.8mm以下，采用摇床重选，一次粗选一次扫选的工艺流程获得了精矿品位SrSO₄78.15％，回收率80.90％指标。

由此可知，目前锶矿物主要从单一天青石矿床中获得。而稀土尾矿中虽伴生大量锶矿物，但其含量较低，一般SrO含量在15.58％-26.60％，且矿物组成复杂，含有氟碳铈矿、褐铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿、长石、石英、萤石、粘土矿物、黑云母、白云母、榍石、绿泥石等矿物。因此，找到一种从稀土尾矿中高效、经济回收锶矿物的方法，成为稀土尾矿伴生锶资源综合回收利用亟待解决的重大技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种从稀土尾矿中综合回收锶矿物的选矿方法，特别是涉及从稀土尾矿中综合回收天青石和菱锶矿等含锶矿物的选矿方法。本方法首先将稀土尾矿调浆分散，然后采用重选法将稀土尾矿中的重矿物选出，得到重选精矿；再利用磁选法将重选精矿的稀土、铁等磁性矿物磁出，得到天青石精矿；重选尾矿再采用浮选法得到菱锶矿精矿。本发明的有益效果是：药剂用量少，浮选成本低，能显著回收稀土选矿尾矿中的锶矿物，提高资源的综合利用价值并大幅降低尾矿的排放量。为实现所述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种从稀土尾矿中综合回收锶矿物的选矿方法，包括如下步骤：

1)取稀土选矿尾矿加水并调浆，至稀土选矿尾矿占矿浆质量百分数的25-35％，然后进行重选，得到重选精矿和重选尾矿；

2)对步骤1)所得重选精矿进行强磁选，得到磁性矿物Ⅰ和非磁性天青石精矿；

3)对步骤1)所得重选尾矿加入浮选药剂进行浮选粗选，得到菱锶矿粗精矿和浮选尾矿；

4)对步骤3)所得菱锶矿粗精矿进行浮选精选作业，精选得到菱锶矿精矿和中矿。

优选的，步骤1)中重选作业包括至少两级重选。

优选的，步骤2)中强磁选包括至少两级磁选。

优选的，步骤2)中强磁选作业磁场强度为1.0-1.5T。

优选的，步骤3)中浮选粗选作业包括至少两级粗选。

优选的，步骤3)所述浮选药剂包括：适用于菱锶矿的捕收剂和调整剂；优选的，所述调整剂为硅酸钠溶液和草酸溶液，所述适用于菱锶矿的捕收剂为十六烷基硫酸钠复配油酸钾混合溶液。

优选的，步骤3)所述两级浮选粗选中，调整剂均为质量百分数5-10％的硅酸钠溶液和质量百分数为1-5％的草酸溶液的混合溶液，捕收剂均为质量百分数1-3％的十六烷基硫酸钠复配油酸钾的混合捕收剂溶液；

优选的，步骤3)中第一级浮选粗选时，调整剂用量为硅酸钠溶液1000-2000克/吨原矿和草酸溶液100-500克/吨原矿；

优选的，步骤3)中第一级浮选粗选时，捕收剂中十六烷基硫酸钠与油酸钾的重量比为5-10:1，混合捕收剂溶液用量为500-1000克/吨原矿；

优选的，步骤3)中第二级浮选粗选时，调整剂用量为硅酸钠溶液100-500克/吨原矿和草酸溶液20-100克/吨原矿；

优选的，步骤3)中第二级浮选粗选时，捕收剂中十六烷基硫酸钠与油酸钾的重量比为5-10:1，混合捕收剂溶液的用量为100-200克/吨原矿。

优选的，步骤4)中的浮选精选为不加药剂的空白精选。

优选的，步骤4)中浮选精选作业包括至少三级精选作业；优选的，将精选所得中矿分别逐级返回至上一级浮选中进行再选。

优选的，将步骤2)所得磁性矿物Ⅰ与步骤3)所得的浮选尾矿合并为总尾矿。

稀土尾矿中矿物组成复杂，除含天青石、菱锶矿等含锶矿物外，还含有氟碳铈矿、赤铁矿、萤石、方解石、石英、长石、云母等矿物。要获得高品质的锶精矿主要需要解决锶矿物与其他矿物间的高效分离技术难题，特别是碱土金属盐类矿物(天青石、菱锶矿与萤石、方解石)等矿物表面含有锶和钙离子，两者可浮性相近，彼此间的浮选分离属业内难题，本发明采用重选、磁选和浮选联合工艺流程，解决了该难题，本发明方案对于稀土尾矿中伴生的低品位含锶矿物(SrO含量小于21％)而言，不仅能获得优品质的天青石精矿(SrSO₄66.35％)和菱锶矿精矿(SrCO₃58.45％)，且SrO的总回收率高达65.03％，更为重要的是总尾矿的产率降至65.72％，大幅降低了尾矿产生量。其中重选主要实现天青石、氟碳铈矿、赤铁矿与萤石、方解石、石英、长石和云母等矿物的分离，磁选实现天青石与氟碳铈矿、赤铁矿的分离；加入所述浮选药剂可实现菱锶矿与方解石、萤石、硅酸盐矿物的高效选择性分离难题。其中调整剂作用一是分散矿物使得捕收剂与含锶矿物充分作用，二是抑制硅酸盐矿物、含钙矿物和含氟矿物的上浮。

附图说明

图1本发明的流程图

具体实施方式

下面通过实施例详细说明本发明，应当理解，下述实施例仅用于说明本发明，而不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1

一种从稀土尾矿中综合回收锶矿物的选矿方法，其步骤如下：

1)取稀土选矿尾矿加水并调浆至矿石占矿浆质量百分数的25％。检测结果表明，原矿主要含SrO16.18wt％，Fe₂O₃3.17wt％，REO 0.85wt％，K₂O 4.18wt％，Na₂O 1.40wt％，Al₂O₃9.90wt％，SiO₂28.32wt％，CaF₂15.16wt％，BaO 1.25％等。

2)对步骤1)的矿浆进行两级重选，得到重选精矿和重选尾矿；

3)对步骤2)所得的重选精矿进行强磁选作业，磁选强度为1.0特斯拉，得到磁性矿物(尾矿Ⅰ)和非磁性矿物，非磁性矿物为天青石精矿；

4)对步骤2)所述重选尾矿加入质量百分数5％的硅酸钠溶液，质量百分数1％的草酸溶液和质量百分数1％的十六烷基硫酸钠复配油酸钾混合捕收剂溶液(十六烷基硫酸钠复配油酸钾的重量比为10：1)，进行第一级浮选粗选。硅酸钠用量1500克/吨原矿，草酸用量500克/吨原矿，十六烷基硫酸钠与油酸钾的混合物用量600克/吨原矿，泡沫产品为粗选尾矿Ⅰ，槽内产品为粗精矿Ⅰ。

5)将步骤4)的粗选尾矿Ⅰ中加入质量百分数5％的硅酸钠溶液，质量百分数1％的草酸溶液和质量百分数1％的十六烷基硫酸钠复配油酸钾混合捕收剂溶液(十六烷基硫酸钠复配油酸钾的重量比为10：1)，进行第二级浮选粗选。硅酸钠用量500克/吨原矿，草酸用量200克/吨原矿，十六烷基硫酸钠与油酸钾的混合物用量300克/吨原矿，泡沫产品为粗选精矿，槽内产品为浮选尾矿。

6)将步骤5)的粗选精矿Ⅰ进行不添加任何药剂的三级空白精选，浮选泡沫产品为菱锶矿精矿，槽内产品分别为中矿Ⅰ、中矿Ⅱ和中矿Ⅲ。

7)将步骤6)所得的中矿Ⅰ、中矿和中矿Ⅲ逐级返回至上一级浮选精选作业中进行再选；

8)将步骤3)的磁性矿物(尾矿Ⅰ)与步骤(5)的浮选尾矿合并得总尾矿。

检测结果表明：天青石精矿含SrO wt 34.15％(SrSO₄60.52％)，产率17.48％，SrO回收率36.89％；菱锶矿含SrO wt 39.45％(SrCO₃56.20％)，产率9.50％，SrO回收率23.16％；两精矿SrO总回收率60.05％；总尾矿产率73.02％。

实施例2

1)取稀土选矿尾矿加水并调浆至矿石占矿浆质量百分数的30％。检测结果表明，原矿主要含SrO 18.50wt％，Fe₂O₃4.86wt％，REO 0.80wt％，K₂O 4.20wt％，Na₂O 1.51wt％，Al₂O₃9.72wt％，SiO₂31.05wt％，CaF₂12.28wt％，BaO 1.76％等。

2)对步骤1)的矿浆进行两级重选，得到重选精矿和重选尾矿；

3)对步骤2)所得的重选精矿进行强磁选作业，磁选强度为1.5特斯拉，得到磁性矿物(尾矿Ⅰ)和非磁性矿物，非磁性矿物为天青石精矿；

4)对步骤2)所述重选尾矿加入质量百分数7.5％的硅酸钠溶液，质量百分数2％的草酸溶液和质量百分数2％的十六烷基硫酸钠复配油酸钾混合捕收剂溶液(十六烷基硫酸钠与油酸钾的重量比为7.5：1)，进行第一级浮选粗选。硅酸钠用量1500克/吨原矿，草酸用量300克/吨原矿，十六烷基硫酸钠与油酸钾的混合物用量750克/吨原矿，泡沫产品为粗选尾矿Ⅰ，槽内产品为粗精矿Ⅰ。

5)将步骤4)的粗选尾矿Ⅰ中加入质量百分数7.5％的硅酸钠溶液，质量百分数2％的草酸溶液和质量百分数2％的十六烷基硫酸钠复配油酸钾混合捕收剂溶液(十六烷基硫酸钠与油酸钾的重量比为7.5：1)，进行第二级浮选粗选。硅酸钠用量750克/吨原矿，草酸用量100克/吨原矿，十六烷基硫酸钠与油酸钾的混合物用量385克/吨原矿，泡沫产品为粗选精矿，槽内产品为浮选尾矿。

8)将步骤3)的磁性矿物(尾矿Ⅰ)与步骤5)的浮选尾矿合并得总尾矿。

检测结果表明：天青石精矿含SrO wt 35.05％(SrSO₄62.11％)，产率20.18％，SrO回收率38.23％；菱锶矿含SrO wt 40.56％(SrCO₃57.78％)，产率10.12％，SrO回收率22.19％；两精矿SrO总回收率60.42％；总尾矿产率69.70％。

实施例3

1)取稀土选矿尾矿加水并调浆至矿石占矿浆质量百分数的30％。检测结果表明，原矿主要含SrO 20.15wt％，Fe₂O₃4.06wt％，REO 0.75wt％，K₂O 3.58wt％，Na₂O 1.03wt％，Al₂O₃8.13wt％，SiO₂31.52wt％，CaF₂11.16wt％，BaO 1.75％等。

2)对步骤1)的矿浆进行两级重选，得到重选精矿和重选尾矿；

3)对步骤2)所得的重选精矿进行强磁选作业，磁选强度为1.2特斯拉，得到磁性矿物(尾矿Ⅰ)和非磁性矿物，非磁性矿物为天青石精矿；

4)对步骤2)所述重选尾矿加入质量百分数10％的硅酸钠溶液，质量百分数2％的草酸溶液和质量百分数2％的十六烷基硫酸钠复配油酸钾混合捕收剂溶液(十六烷基硫酸钠与油酸钾的重量比为5：1)，进行第一级浮选粗选。硅酸钠用量2000克/吨原矿，草酸用量400克/吨原矿，十六烷基硫酸钠与油酸钾的混合物用量800克/吨原矿，泡沫产品为粗选尾矿Ⅰ，槽内产品为粗精矿Ⅰ。

5)将步骤4)的粗选尾矿Ⅰ中加入质量百分数10％的硅酸钠溶液，质量百分数2％的草酸溶液和质量百分数2％的十六烷基硫酸钠复配油酸钾混合捕收剂溶液(十六烷基硫酸钠与油酸钾的重量比为5：1)，进行第二级浮选粗选。硅酸钠用量800克/吨原矿，草酸用量100克/吨原矿，十六烷基硫酸钠与油酸钾的混合物用量400克/吨原矿，泡沫产品为粗选精矿，槽内产品为浮选尾矿。

检测结果表明：天青石精矿含SrO wt 36.88％(SrSO₄66.35％)，产率23.15％，SrO回收率42.37％；菱锶矿含SrO wt 41.03％(SrCO₃58.45％)，产率11.13％，SrO回收率22.66％；两精矿SrO总回收率65.03％；总尾矿产率65.72％。

从上述检测结果可以知道，本发明方案对于稀土尾矿中伴生的低品位含锶矿物(SrO含量小于21％)而言，不仅能获得优品质的天青石精矿(SrSO₄66.35％)和菱锶矿精矿(SrCO₃58.45％)，且SrO的总回收率高达65.03％，更为重要的是总尾矿的产率降至65.72％，大幅降低了尾矿产生量。因此，本发明相对于稀土尾矿中伴生锶矿物而言，具有十分明显的技术效果优势和经济、环境效益优势，解决了该领域的重大技术难题。

Claims

1.一种从稀土选矿尾矿中综合回收锶矿的选矿方法，其特征在于，所述选矿方法采用重选、强磁选和浮选，具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，步骤1)中重选包括至少两级重选。

3.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，步骤2)中强磁选包括至少两级磁选。

4.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，步骤2)中强磁选磁场强度为1.0-1.5T。

5.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，步骤3)中浮选粗选包括至少两级粗选。

6.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，步骤3)所述浮选药剂包括：适用于菱锶矿的捕收剂和调整剂；优选的，所述调整剂为硅酸钠溶液和草酸溶液，所述适用于菱锶矿的捕收剂为十六烷基硫酸钠复配油酸钾混合溶液。

7.根据权利要求5-6所述的选矿方法，其特征在于，步骤3)所述两级浮选粗选中，调整剂均为质量百分数5-10％的硅酸钠溶液和质量百分数为1-5％的草酸溶液的混合溶液，捕收剂均为质量百分数1-3％的十六烷基硫酸钠复配油酸钾的混合捕收剂溶液；

8.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，步骤4)中的浮选精选为不加药剂的空白精选。

9.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，步骤4)中浮选精选作业包括至少三级精选作业；优选的，将精选所得中矿分别逐级返回至上一级浮选中进行再选。

10.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，将步骤2)所得磁性矿物Ⅰ与步骤3)所得的浮选尾矿合并为总尾矿。