柿竹园浮钨尾矿回收萤石新工艺

柿竹园多金属矿的伴生萤石资源丰富，萤石储量占全国伴生萤石储量的74%，占全国萤石储量的5%。柿竹园有色金属有限责任公司有3座多金属选厂，年处理原矿量约70万t，除对钨、钼、铋、铁、硫进行回收外，正加紧萤石回收的步伐。浮钨尾矿的萤石含量一般为18%～22%，萤石量约14万t。按目前售价计算，价值7000万元以上。

对柿竹园萤石的回收，我国多家研究单位和大学进行了长期卓有成效的研究。由于柿竹园浮钨尾矿的矿石性质复杂，矿物种类繁多，萤石含量不高以及嵌布粒度偏细等原因，多年来研究的以浮-磁为主的萤石选矿工艺，尽管小试效果不错，但在实际生产中，由于浮选受诸多因素制约，浮-磁工艺难以获得稳定的高品质、高回收率的萤石精矿，是柿竹园萤石回收一拖再拖的主要原因。

研究的强磁-浮选-脱硅萤石选矿新工艺，对浮钨尾矿进行磁性分组，把含硅的弱磁性矿物分出，非磁产物再进行萤石浮选，浮选精矿经脱硅后获得最终萤石境况。对含CaF2 22.89%的浮钨尾矿，新工艺获得的萤石境况含CaF2 97.84%，SiO2 0.95%，CaCO3 0.64%，CaF2回收率69.97%。新工艺能稳定和更容易地获得高品质、高回收率的萤石境况，从而实现萤石的工业化生产。

一、柿竹园浮钨尾矿性质

柿竹园浮钨尾矿中，萤石是分离的主要目的矿物，其他可供综合回收的矿物有石榴子石、少量磁铁矿、黑钨矿等。非目的矿物以石英、长石、方解石为主，还有绿泥石、绿帘石、黑云母、白云母、角闪石和透闪石等。浮钨尾矿试样含CaF2 22.89%、SiO2 48.89%、CaCO3 3.68%，石英的嵌布粒度范围为0.010～0.043mm。

给矿筛分分析结果见表1，矿物组成见表2。

表1 给矿筛分分析

表2 给矿矿物组成

分析表明，浮钨尾矿含CaF2 22.89%，含量不高。萤石主要分布在-0.043mm粒级，产率为55.39%,CaF2占有率为70.82%。而给矿中+0.043mm粒级的产率为44.61%，CaF2占有率为29.18%。这一粒级萤石的连生体较多，是萤石精矿含硅偏高的主要原因。

二、试验结果与讨论

(一)工艺流程及试验结果

萤石选矿原则流程及结果见图1和表3。

图1 萤石选矿原则流程

表3 萤石选矿新工艺试验结果

萤石选矿新工艺以磁选先行，采用弱磁和强磁选对浮钨尾矿进行磁性分组。弱磁选回收浮钨尾矿中强磁性矿物，经精选后获得磁铁矿境况。强磁选把浮钨尾矿分成两部分，磁性部分含黑钨矿、石榴子石等弱磁性矿物，通过重力分离获得黑钨中矿和石榴子石精矿产品。非磁性部分进行萤石浮选，萤石浮选采用一粗一扫七精的流程，浮选精矿脱硅后获得最终萤石精矿精矿。

从原则流程和结果可以看出，研究的萤石选矿新工艺实际上是对柿竹园浮钨尾矿进行资源综合回收的一个工艺。除获得萤石境况外，新工艺同时考虑了对黑钨矿和石榴子石的回收。

(二)产品质量稳定

柿竹园纯矿物萤石品位为98%～99%，不同矿点不同颜色的萤石，氟化钙含量略有差别。二级品萤石精矿要求含CaF2≥97%，SiO2≤1%，CaCO3≤1%。萤石精矿CaF2品位与纯矿物品位相差很小，杂质含量很低，可以认为柿竹园有色金属有限责任公司所有矿产品中，对萤石精矿提纯要求最高。

原有研究的萤石选矿工艺以浮-磁选矿工艺的不稳定性和多次工业试验、生产调试的教训，促使考虑和改变工艺路线。

新工艺磁选先行，对浮钨尾矿进行磁性分组。分组后非磁产物的萤石品位得到提高，简化了矿物组成优化了萤石浮选给矿，减轻了浮选的压力。非磁产物经浓缩后再浮萤石，使得萤石浮选的给矿量和浓度易于控制。同时浓缩作业可脱除矿浆中的剩余药剂和微细泥矿，减少它们对浮选过程的干扰，使萤石选矿的稳定性大大加强，从而更易获得高品质的萤石精矿，精矿质量更有保障。

(三)适合矿石性质

浮钨尾矿中主要矿物的平均比磁化系数[1-2]见表4。

表4 浮钨尾矿中主要矿物的平均比磁化系数K/(10-6C·G·S·M·cm3·g-1)

从表4可知，黑钨矿、黄铁矿、石榴子石、黑云母、角闪石、绿帘石、绿泥石的平均比磁化系数为19.96～63.0(10-6C·G·S·M·cm3/g)，磁铁矿更高。儿萤石、白钨矿、方解石、石英、长石的比磁化系数在-0.50～0.51(10-6C·G·S·M·cm3/g)。两组矿物的平均比磁化系数有明显差异，为浮钨尾矿按磁性分组提供了很好的依据。

由于比磁化系数较高的石榴子石等矿物都是含硅矿物，越早除去，对萤石浮选，对萤石精矿的质量保证越有利，因此磁性分组更适合浮钨尾矿的矿石性质。

(四)突出综合回收

新工艺采用磁性分组，突出了综合回收能力。浮钨尾矿首先经弱磁先机选别，不但可回收其中的磁铁矿，而且可防止强磁选机得网孔堵塞。由强磁选出的磁性产物，主要有黑钨矿和含硅的石榴子石、黑云母、角闪石、绿帘石、绿泥石等矿物。黑钨矿和石榴子石的密度与角闪石、绿帘石、绿泥石等矿物有一定的差异，经重力分离后，可获得黑钨中矿和石榴子石精矿。

试验获得黑钨中矿含WO3 30.44%，对浮钨尾矿回收率15.22%，提高原矿钨回收率3.5%～4.5%。石榴子石精矿产率为11.68%，矿物含量90.2%，矿物回收率39.61%。石榴子石可作用研磨材料，水泥掺合料，填料及在其他方面使用，石榴子石的回收和推广应用，将大大提高柿竹园矿产资源的综合利用率及企业经济效益。

(五)捕收剂比较与选择

萤石浮选通常采用油酸作捕收剂。由于油酸的选择性差，因此粗精矿精选困难。特别在环境温度低时，油酸在矿浆中的弥散性差，选矿效果大打折扣。为了适应柿竹园当地气候和克服油酸捕收剂的不足，对油酸进行了改性，两种改性油酸T-9、GO5与油酸的选别效果比价见图2.

图2 改性油酸与油酸的选别效果比较

从图2可见，三种捕收剂中油酸的选矿效率最低，GO5的效率最好，用量范围为300g/t时，选矿效率达57.71%。

(六)精选抑制剂的选择

萤石精选的抑制剂对萤石提纯和保证回收率非常重要。柿竹园萤石精选抑制剂有CF、HN等组合剂[3]。新筛选的N03抑制剂对磁浮工艺的适应性强，有非常优良的效果，N03抑制剂与油性水玻璃组合剂NL、NS的抑制效果比较见表5。

表5 三种抑制剂的效果比较

三、结语

磁-浮萤石选矿新工艺对浮钨尾矿进行磁性分组，简化了萤石浮选的矿物组成，优化了浮选给矿，消除和减少了磁性含硅矿物和剩余药剂对浮选过程的影响。工艺适合浮钨尾矿的矿石性质，工艺过程稳定，萤石境况质量高。工艺突出了对浮钨尾矿中有用矿物的综合回收，除获得高品质和高回收率的萤石精矿外，还可回收磁铁矿、黑钨矿和石榴子石矿物，提高了柿竹园矿产资源的综合利用率和企业经济效益。