CN111170350A - 一种针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种针对石英‑方解石型萤石矿的选矿方法，属于矿物加工技术领域，按以下步骤进行：先将萤石矿经破碎机破碎，再经筛分作业得细粒级物料和粗粒级物料；粗粒级物料给入重介质选别作业，分选出重介质精矿和重介质尾矿；重介质精矿和细粒级物料经磨矿得矿粉，矿粉给入酸浸作业，经酸浸得到萤石精矿。本发明方法针对石英‑方解石型萤石矿具有很好的分选效果，通过第一步采用重介质可脱除大部分的石英及硅酸盐矿物，第二步采用酸浸工艺可以脱除大部分的碳酸盐矿物，与传统采用直接正浮选工艺相比，具有能耗低、选矿成本低、经济效果显著等特点。

Description

一种针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法

技术领域

本发明属于矿物加工技术领域，特别涉及一种针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法。

背景技术

萤石是一种战略性矿产资源，是制取含氟化合物的主要原料，不但广泛应用于冶金、化工、陶瓷、建材以及机械、电机、航空、农业、医药、精密仪器等工业部门，而且是原子能、火箭、宇航等尖端科学和新兴工业的重要高能材料。目前，随着全球氟碳化合物、含氟聚合物和含氟精细化学品的快速发展，国际市场萤石精粉面临着严重短缺，萤石已经成为一种极具重要的资源，因此如何利用和保护资源，保证我国氟化工稳定生产具有非常重要的现实意义。

我国的萤石矿床主要有石英-萤石型矿石、方解石-萤石型矿石、硫化矿-萤石型矿石和萤石-重晶石-方解石型矿石等，其中方解石-萤石型矿石的分离难度很大，主要是原矿矿物组成复杂，矿物共生关系密切，嵌布粒度较细，脉石矿物既有石英硅酸盐矿物，也有碳酸盐类矿物，尤其方解石和萤石的可浮性相近，分离难度很大。目前针对该类矿石的主要处理工艺为单一正浮选工艺，正浮选工艺采用多段精选最终选出合格的精矿，捕收剂采用油酸类脂肪酸药剂，采用酸化水玻璃、CMC、栲胶等作为抑制剂抑制脉石矿物，单一浮选工艺存在选矿加工成本高、能耗高、方解石脱除率低等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出的一种新的、工艺设计合理的针对方解石型萤石矿的选矿方法，该方法一方面能大大降低整个选矿作业的磨矿能耗，另一方面能得到品级很高的萤石精矿。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其特点是，其步骤如下：

（1）破碎筛分：先将萤石矿经破碎机破碎，再经筛分作业得细粒级物料和粗粒级物料；

（2）重介质预选：粗粒级物料给入重介质选别作业，分选出重介质精矿和重介质尾矿；

（3）磨矿酸浸：重介质精矿和细粒级物料经磨矿得矿粉，矿粉给入酸浸作业，经酸浸得到萤石精矿。

以上所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其进一步优选的技术方案是：重介质预选作业中，所述的重介质悬浮液由品位为TFe 67.00%的磁铁矿或者硅铁加水配制成2.30~3.20g/cm³的重悬浮液。

以上所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其进一步优选的技术方案是：磨矿酸浸作业中，所述的酸浸作业分为两步进行，酸浸方法如下：

一次酸浸：矿粉中加入有机酸溶液或者无机酸溶液将其中的硅酸盐和碳酸盐矿物溶于液相中；所得固相为萤石矿精矿粉；

二次酸浸：向一次酸浸所得液相中添加酸溶液，将液相中的钙离子转化成钙盐沉淀除去后，液相再返回一次酸浸中作为酸循环使用。

以上所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其进一步优选的技术方案是：一次酸浸时浸出的固液比1：3－4。

以上所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其进一步优选的技术方案是：一次酸浸中加入的有机酸溶液或者无机酸溶液具有以下特征：该酸能与方解石反应生成可溶性钙盐，但与萤石不反应或反应趋势弱；二次酸浸所加入的酸溶液具有以下特征：该酸可以与一次酸浸所得液相中的可溶性钙盐反应生成不溶性钙盐和一次酸浸中加入的酸。

以上所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其进一步优选的技术方案是：一次酸浸所加入的有机酸溶液或者无机酸溶液为磷酸、乙酸、甲酸、苯乙酸、丙乙酸中一种或者多种任意比例组成的混合酸溶液；二次酸浸所加入的酸溶液为硫酸、草酸、亚硫酸中一种或者多种任意比例组成的混合酸；一次酸浸采用的酸优选为醋酸或磷酸或二者的混合酸；二次酸浸采用的酸优选为硫酸。

以上所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其进一步优选的技术方案是：破碎筛分作业中，筛分作业的筛孔控制为1~5mm；磨矿得到的矿粉的粒度为-200目占50%~90%。

以上所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其进一步优选的技术方案是：重介质精矿和重介质尾矿经过脱介和磁选回收作业后得到合格的介质、粗精矿和尾矿。

以上所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其进一步优选的技术方案是：粗精矿经过浓密作业，尾矿经过浓密和过滤作业，浓密和过滤产生的滤液作为回水返回至筛分作业与/或重介质预选作业。

以上所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其进一步优选的技术方案是：酸浸作业的步骤如下：

（1）向磨矿得到矿粉中加入有机酸溶液或者无机酸溶液进行一次浸出，浸出结束后得到一次浸出液、一次浸出渣和废气；一次浸出渣冲洗后，过滤、干燥得到萤石矿精矿粉；一次浸出渣优选采用清水、蒸馏水或酸水冲洗；废气通入碱池内，碱池内盛有氢氧化钙或氢氧化钠溶液；

（2）向一次浸出液中添加酸溶液，得到二次浸出液、二次浸出渣；二次浸出液返回一次浸出中，作为一步浸出的酸循环使用；

一次浸出、二次浸出时间分别优选为10min~4h。

本发明方法主要致力于针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，该方法对有效利用我国石英-方解石型萤石矿具有非常重要的现实意义，也对其他矿产资源中伴生萤石矿的回收研究具有一定的借鉴意义。

本发明方法的原理是：石英及其硅酸盐的密度为2.4~2.6 g/cm³，而萤石的密度3.18g/cm³，方解石的密度为2.8 g/cm³，硅酸盐矿物与萤石密度差异较大，可以采用重介质分选的条件，并且采用重介质分选，效果较好。但方解石与萤石的密度很接近，单一采用重介质选矿很难将两者完全分开。所以本发明采用重介质选矿作为萤石预选工艺和酸浸结工的方法。

本发明技术方案中，酸浸作业中所加入的各种酸溶液的浓度是依据萤石矿的成份及其杂质含量进行适当设计即可，浸出时，固液比一般浸没即可，优选1：3－4，所需要的水可以直接加入矿粉中，也可以加入酸溶液中。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：

1、本发明通过重介质预选脱除大部分的硅酸盐矿物，然后采用酸浸作业得到精矿；减少了进入磨机的原矿量，大大降低了磨矿的能耗和选矿的成本，提高了产品品质。

2、本发明优选采用两段酸浸工艺，一方面浸出酸能将方解石转化成可溶性的盐，随滤液除去，另一方面酸能与少量的萤石反应，生成少量的氢氟酸，该酸能将重介精矿中含有的少量的硅酸盐矿除掉，尽量达到进一步提纯萤石的目的，第二段酸浸采用硫酸作为浸出液，添加至第一段浸出滤液内，得到钙盐和返回第一段浸出作业循环利用的酸。

3、本发明方法可以高效地去除方解石，从而能得到品级很高的萤石精矿。同时工艺过程可以以酸进行再生，可以实现循环利用的目的。

4、本发明方法具有工艺简洁，成本低，能耗低，效率高，环境污染小、经济效果显著等特点。针对石英－方解石型萤石矿具有很好的提纯效果，精矿品质高，有很广阔的应用前景。

具体实施方式

以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。

实施例1，一种针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其步骤如下：

（1）破碎筛分：先将萤石矿经破碎机破碎，再经筛分作业得细粒级物料和粗粒级物料；

（2）重介质预选：粗粒级物料给入重介质选别作业，分选出重介质精矿和重介质尾矿；

（3）磨矿酸浸：重介质精矿和细粒级物料经磨矿得矿粉，矿粉给入酸浸作业，经酸浸得到萤石精矿。

本实施例中的筛分作业、重介质选别作业和酸浸作业采用现有技术中的常规方法进行。

实施例2，一种针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其步骤如下：

（1）破碎筛分：先将萤石矿经破碎机破碎，再经筛分作业得细粒级物料和粗粒级物料；

（2）重介质预选：粗粒级物料给入重介质选别作业，分选出重介质精矿和重介质尾矿；

（3）磨矿酸浸：重介质精矿和细粒级物料经磨矿得矿粉，矿粉给入酸浸作业，经酸浸得到萤石精矿。

重介质预选作业中，所述的重介质悬浮液由品位为TFe 67.00%的磁铁矿或者硅铁加水配制成2.30g/cm³的重悬浮液。

磨矿酸浸作业中，所述的酸浸作业分为两步进行，酸浸方法如下：

一次酸浸：矿粉中加入有机酸溶液或者无机酸溶液将其中的硅酸盐和碳酸盐矿物溶于液相中；所得固相为萤石矿精矿粉；

二次酸浸：向一次酸浸所得液相中添加酸溶液，将液相中的钙离子转化成钙盐沉淀除去后，液相再返回一次酸浸中作为酸循环使用。

一次酸浸时浸出的固液比1：3。

一次酸浸所加入的有机酸溶液或者无机酸溶液为磷酸、乙酸、甲酸、苯乙酸、丙乙酸中的一种；二次酸浸所加入的酸溶液为硫酸、草酸、亚硫酸中的一种；

实施例3，一种针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，

重介质预选作业中，所述的重介质悬浮液由品位为TFe 67.00%的磁铁矿或者硅铁加水配制成3.20g/cm³的重悬浮液，一次酸浸时浸出的固液比1：4；

其余均与实施例2相同。

实施例4，一种针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其步骤如下：

（1）破碎筛分：先将萤石矿经破碎机破碎，再经筛分作业得细粒级物料和粗粒级物料；

（2）重介质预选：粗粒级物料给入重介质选别作业，分选出重介质精矿和重介质尾矿；

（3）磨矿酸浸：重介质精矿和细粒级物料经磨矿得矿粉，矿粉给入酸浸作业，经酸浸得到萤石精矿。

磨矿酸浸作业中，所述的酸浸作业分为两步进行，酸浸方法如下：

一次酸浸：矿粉中加入有机酸溶液或者无机酸溶液将其中的硅酸盐和碳酸盐矿物溶于液相中；所得固相为萤石矿精矿粉；

二次酸浸：向一次酸浸所得液相中添加酸溶液，将液相中的钙离子转化成钙盐沉淀除去后，液相再返回一次酸浸中作为酸循环使用。

一次酸浸时浸出的固液比1：3.5。

一次酸浸采用的酸为醋酸或磷酸；二次酸浸采用的酸为硫酸。

筛分作业的筛孔控制为1mm；磨矿得到的矿粉的粒度为-200目占50%%。

实施例5，一种针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其步骤如下：

（1）破碎筛分：先将萤石矿经破碎机破碎，再经筛分作业得细粒级物料和粗粒级物料；

（2）重介质预选：粗粒级物料给入重介质选别作业，分选出重介质精矿和重介质尾矿；

（3）磨矿酸浸：重介质精矿和细粒级物料经磨矿得矿粉，矿粉给入酸浸作业，经酸浸得到萤石精矿。

磨矿酸浸作业中，所述的酸浸作业分为两步进行，酸浸方法如下：

一次酸浸：矿粉中加入有机酸溶液或者无机酸溶液将其中的硅酸盐和碳酸盐矿物溶于液相中；所得固相为萤石矿精矿粉；

二次酸浸：向一次酸浸所得液相中添加酸溶液，将液相中的钙离子转化成钙盐沉淀除去后，液相再返回一次酸浸中作为酸循环使用。

一次酸浸时浸出的固液比1：3。

一次酸浸采用的酸为醋酸和磷酸的混合酸，二者各点50%；二次酸浸采用的酸为硫酸。

筛分作业的筛孔控制为5mm；磨矿得到的矿粉的粒度为-200目占90%。

重介质精矿和重介质尾矿经过脱介和磁选回收作业后得到合格的介质、粗精矿和尾矿。粗精矿经过浓密作业，尾矿经过浓密和过滤作业，浓密和过滤产生的滤液作为回水返回至筛分作业与/或重介质预选作业。

实施例6，一种针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其步骤如下：

（1）破碎筛分：先将萤石矿经破碎机破碎，再经筛分作业得细粒级物料和粗粒级物料；

（2）重介质预选：粗粒级物料给入重介质选别作业，分选出重介质精矿和重介质尾矿；

（3）磨矿酸浸：重介质精矿和细粒级物料经磨矿得矿粉，矿粉给入酸浸作业，经酸浸得到萤石精矿。

酸浸作业步骤如下：

（1）向磨矿得到矿粉中加入有机酸溶液或者无机酸溶液进行一次浸出，浸出结束后得到一次浸出液、一次浸出渣和废气；一次浸出渣冲洗后，过滤、干燥得到萤石矿精矿粉；一次浸出渣优选采用清水、蒸馏水或酸水冲洗；废气通入碱池内，碱池内盛有氢氧化钙或氢氧化钠溶液；

（2）向一次浸出液中添加酸溶液，得到二次浸出液、二次浸出渣；二次浸出液返回一次浸出中，作为一步浸出的酸循环使用；

一次浸出、二次浸出时间分别为1h,4h。

实施例7，一种针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法实验一，其步骤如下：

（1）破碎筛分：将萤石矿经多段破碎和闭路筛分作业后破碎至-20mm，后给至脱泥作业，经脱泥作业得到粗细两个产品，其中细粒级物料给入磨矿作业，粗粒级物料给至重介质分选作业，分级粒度为-1mm；

（2）重介质预选：重介质分选作业包括选别作业和脱介作业两部分，粗粒级经重介质分选作业处理后得到精矿、尾矿两个产品，重介精矿给入脱介作业，脱介后得到合格介质、稀介和精矿产品，合格介质进入合格介质桶再利用，稀介给入磁选作业，分选出合格介质后给入合格介质桶再利用，精矿产品给入磨矿作业；重介尾矿给入两次次脱介作业，脱介后得到合格介质、稀介和精矿产品，合格介质进入合格介质桶再利用，稀介给入磁选作业，分选出合格介质后给入合格介质桶再利用，尾矿产品给入脱水作业，脱水后可以给入尾矿存填系统；

（3）磨矿酸浸：脱介作业得到的精矿和脱泥作业的细粒级物料经磨矿作业磨至合适粒级，粒度组成为-200目80%，磨矿产品给入一段酸浸作业，酸浸槽内添加浸出酸，浸出酸采用醋酸和磷酸的混合酸，待浸出作业完成后，经过脱水作业，分离出固相和液相，固相即为最终的精矿，液相给入二段浸出槽，在浸出槽中添加硫酸，待反应完全后，经过脱水作业分离出固相和液相，固相主要为硫酸钙，可以制水泥能产品，液相返回一段浸出槽，循环利用。

实施例8，一种针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法实验二，其步骤如下：

（1）破碎筛分：将萤石矿经多段破碎和闭路筛分作业后破碎至-15mm，后给至脱泥作业，经脱泥作业得到粗细两个产品，其中细粒级物料给入磨矿作业，粗粒级物料给至重介质分选作业，分级粒度为-1mm；

（2）重介质预选：重介质分选作业包括选别作业和脱介作业两部分，粗粒级经重介质分选作业处理后得到精矿、尾矿两个产品，重介精矿给入脱介作业，脱介作业由一次或者两次组成，脱介后得到合格介质、稀介和精矿产品，合格介质进入合格介质桶再利用，稀介给入磁选作业，分选出合格介质后给入合格介质桶再利用，精矿产品给入磨矿作业；重介尾矿给入一次脱介作业，脱介后得到合格介质、稀介和精矿产品，合格介质进入合格介质桶再利用，稀介给入磁选作业，分选出合格介质后给入合格介质桶再利用，尾矿产品给入脱水作业，脱水后可以给入尾矿存填系统；

（3）磨矿酸浸：脱介作业得到的精矿和脱泥作业的细粒级物料给入一段酸浸作业，酸浸槽内添加浸出酸，浸出酸采用醋酸，待浸出作业完成后，经过脱水作业，分离出固相和液相，固相即为最终的精矿，液相给入二段浸出槽，在浸出槽中添加硫酸，待反应完全后，经过脱水作业分离出固相和液相，固相主要为硫酸钙，可以制水泥能产品，液相返回一段浸出槽，循环利用。

以上本实施例中，萤石矿原矿主要成分为：CaF2:55.2%，CaCO3:3.9%，SiO2:35.8%。采用以上实施例方法得到的萤石矿精矿质量为CaF2:98.5%以上，CaCO3:0.3-0.6%，SiO2:0.6-0.8%。而采用重介质和浮选联合工艺进行处理，萤石矿精矿质量只能达到CaF2:95.8%，CaCO3:1.6%，SiO2:0.8%。所以本发明在处理石英-方解石型萤石矿方面具有显著的效果。

以上实施例中，破碎作业可以采用常规的两段一闭路和三段一闭路流程。筛分作业可以选用高频振动细筛或者直线振动筛。脱介作业的脱介设备可以选用香蕉筛或者直线振动筛。重介质分选作业选用的设备可以为三产品重介质旋流器。

Claims (9)

1.一种针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其特征在于，其步骤如下：

（1）破碎筛分：先将萤石矿经破碎机破碎，再经筛分作业得细粒级物料和粗粒级物料；

（2）重介质预选：粗粒级物料给入重介质选别作业，分选出重介质精矿和重介质尾矿；

（3）磨矿酸浸：重介质精矿和细粒级物料经磨矿得矿粉，矿粉给入酸浸作业，经酸浸得到萤石精矿。

2.根据权利要求1所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其特征在于：重介质预选作业中，所述的重介质悬浮液由品位为TFe 67.00%的磁铁矿或者硅铁加水配制成2.30~3.20g/cm³的重悬浮液。

3.根据权利要求1或2所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其特征在于：磨矿酸浸作业中，所述的酸浸作业分为两步进行，酸浸方法如下：

一次酸浸：矿粉中加入有机酸溶液或者无机酸溶液将其中的硅酸盐和碳酸盐矿物溶于液相中；所得固相为萤石矿精矿粉；

二次酸浸：向一次酸浸所得液相中添加酸溶液，将液相中的钙离子转化成钙盐沉淀除去后，液相再返回一次酸浸中作为酸循环使用。

4.根据权利要求3所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其特征在于：一次酸浸时浸出的固液比1：3－4。

5.根据权利要求3所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其特征在于：一次酸浸中加入的有机酸溶液或者无机酸溶液具有以下特征：该酸能与方解石反应生成可溶性钙盐，但与萤石不反应或反应趋势弱；二次酸浸所加入的酸溶液具有以下特征：该酸可以与一次酸浸所得液相中的可溶性钙盐反应生成不溶性钙盐和一次酸浸中加入的酸。

6.根据权利要求3所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其特征在于：一次酸浸所加入的有机酸溶液或者无机酸溶液为磷酸、乙酸、甲酸、苯乙酸、丙乙酸中一种或者多种任意比例组成的混合酸溶液；二次酸浸所加入的酸溶液为硫酸、草酸、亚硫酸中一种或者多种任意比例组成的混合酸；一次酸浸采用的酸优选为醋酸或磷酸或二者的混合酸；二次酸

根据权利要求1或2所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其特征在于：破碎筛分作业中，筛分作业的筛孔控制为1~5mm；磨矿得到的矿粉的粒度为-200目占50%~90%。

7.根据权利要求1或2所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其特征在于：重介质精矿和重介质尾矿经过脱介和磁选回收作业后得到合格的介质、粗精矿和尾矿。

8.根据权利要求8所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其特征在于：粗精矿经过浓密作业，尾矿经过浓密和过滤作业，浓密和过滤产生的滤液作为回水返回至筛分作业与/或重介质预选作业。

9.根据权利要求1所述的针对石英-方解石型萤石矿的选矿方法，其特征在于：酸浸作业的步骤如下：

（1）向磨矿得到矿粉中加入有机酸溶液或者无机酸溶液进行一次浸出，浸出结束后得到一次浸出液、一次浸出渣和废气；一次浸出渣冲洗后，过滤、干燥得到萤石矿精矿粉；一次浸出渣优选采用清水、蒸馏水或酸水冲洗；废气通入碱池内，碱池内盛有氢氧化钙或氢氧化钠溶液；

（2）向一次浸出液中添加酸溶液，得到二次浸出液、二次浸出渣；二次浸出液返回一次浸出中，作为一步浸出的酸循环使用；

一次浸出、二次浸出时间分别优选为10min~4h。