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钽铁矿-铌铁矿多为钽、铌锡、钨、锂、铍等多金属矿石。具有原矿品位低、矿物组成复杂、矿物密度大、性脆易碎等特点。选矿方法主要是采用重选、磁选、电选、浮游重选、浮选和化学处理等方法。选矿工艺一般分为粗选和精选两个部分。
一、钽铁矿-铌铁矿粗选
钽铁矿-铌铁矿粗选主要是采用重选流程，但也有采用重选-浮选-重选;重选-浮选或重选-磁选-重选的。
(一)重选流程
钽铌原生矿多采用阶段磨矿、多段重选。通常在磨矿回路中增设选别设备，以提早回收单体矿物。钽铌砂矿由于矿物单体解离比较好，一般不需要破碎和磨矿，入选前先进行筛选，除去块石和卵石，然后进行粗选。粗晶钽铁矿-铌铁矿采用跳汰机或螺旋选矿机(含旋转螺旋溜槽)粗选，粗选精矿采用摇床精选;细晶钽铁矿-铌铁矿采用螺旋溜槽或摇床粗选，粗选精矿采用摇床精选;钽铌矿泥采用离心选矿机或多层翻床粗选，粗选精矿采用皮带溜槽或槽流皮带溜槽结合矿泥摇床精选。此流程的特点是投资少、上马快、成本低、环境污染少。但对矿泥选别效率低。
重选-浮选-重选或重选-浮选流程粗、细粒级物料采用重选，矿泥采用浮选。浮选前一般选用小直径旋流器或离心选矿机脱泥，然后后烷基磺化琥珀酸盐作捕收剂、硅酸钠和草酸作调整剂，在pH2-3的条件下进行浮选，浮选精矿用霍尔曼矿泥摇床-横流皮带溜槽精选;或用苯乙烯膦酸作捕收剂，氟硅酸钠、硝酸铅作调整剂，在pH6的条件下进行浮选，浮选精矿用振摆皮带溜槽或横流皮带溜槽精选，也可以用羟肟酸与变压器油(2∶1)为捕收剂，氢氧化钠、硅酸钠为调整剂，在pH8-8.5的条件进行浮选，浮选精矿加羟肟酸和变压器油，用草酸作抑制剂，在pH2.5-3的条件下进行精选。按以上方法处理，均可获得钽铁矿或铌铁矿精矿。此流程的特点是选别指标高，但脱除的细泥中钽铌含量多接近于原矿品位、药剂消耗大，生产成本高。
(二)重选-磁选-重选流程
粗粒级物料采用重选。细粒级和矿泥采用磁选-重选结合。此流程的特点是对细晶钽铁矿、铌铁矿选别效率高，但矿石中的钽铌矿物都必须具有弱磁性。
二、钽铁矿-铌铁矿粗精矿精选
钽铁矿-铌铁矿粗精矿一般组成复杂，分选困难，常常需要采用磁选、重选、浮游重选、浮选、电选、化学处理等方法中一至二种或多种方法组合。特别是钽铁矿、铌铁矿与某些难选矿物的分离，更需采用多种选别方法组合。如钽铁矿-铌铁矿与石榴石、电气石分离，通常采用磁选、电选或浮选。
(一)磁选分离
它们的比磁化系数：钽铁矿为2.4×10-5厘米3/克，铌铁矿为2.5×10-5厘米3/克，褐钇铌矿为5.8×10-5厘米3/克，石榴石和电气石则随其铁的含量而变更，石榴石当Fe2O3含量由7%增到25%时，其比磁化系数则由11×10-6厘米3/克增加到124×10-6厘米3/克(增加11倍)，电气石当Fe2O3含量由0.3%增加到13.8%时，其比磁化系数则由1.1×10-6厘米3/克增加到30×10-6厘米3/克(增加30倍)。为了提高矿物在磁场中分离的选择性，一般选用酸(固：液=1：5)作短时间(5-15分钟)的处理，以清除矿物表面铁质，然后在不同强度的磁场中分离出石榴石和电气石，可获得钽铌精矿。
(二)电选分离
选将物料进行窄级别筛分分级，然后分别加温，在复合电场中进行电选：大于0.2毫米粒级一般采用低电压(20-35千伏)、大极距(80-100毫米)、慢转速(低离心力)(辊筒或鼓转数为33-38转/分)。-0.2～+0.08毫米粒级一般用高电压(35-45千伏)、小极距(50-80毫米)、快转速(高离心力)(辊筒转数为70-118转/分)。可将钽铁矿-铌铁矿与石榴石分离。
(三)浮选分离
用十六烷基磺酸钠作捕收剂，氟化合物作调整剂，可将铌铁矿与石榴石分离。
钽铌铁矿与独居石分离
粗粒级通常采用电选;细粒级(-0.075毫米)用油酸或米糠油作捕收剂，碳酸钠(Na2CO3)作调整剂，硅酸钠(Na2SiO3)，硫化钠(Na2S)作抑制剂(Na2SiO3∶Na2S=3∶1)，在pH9的条件下浮出独居石，可使铁钽矿(铌铁矿)与独居石分离。
(四)细晶石与锡石分离
粗粒级通常采用静电选(电压16千伏);细粒级选用2%的盐酸处理15分钟，然后用烷基硫酸钠(600克/吨)作捕收剂，用氟硅酸钠(Na2SiF6)作抑制剂，在pH2-2.3的条件下浮出锡石，可使细晶石与锡石分离。
(五)钽铌铁矿与磁性锡石分离
粗粒级一般采用风力摇床分离;细粒级，中国广州有色金属研究院研究制定氧化焙烧(800-900℃)磁选新工艺，能很好地分离出钽铌铁矿、钽金红石和锡石。
(六)钽铌铁矿与黑钨矿分离
通常采用水冶。首先将物料磨至-0.04毫米，加碳酸钠(Na2CO3)焙烧(800℃)，或在常压下用浓碱煮，过滤后滤渣用HCl(5%)分解，可获得人造钽铌精矿。滤液为钨酸钠溶液，经过调酸(pH2-2.5),萃取、中和、结晶等工序，可获得氧化钨(WO3)产品。
(七)铌铁矿与锆英石分离
可采用磁选或浮选。浮选可用油酸钠作捕收剂，氯化铅、水玻离或氯化铅、草酸作调整剂，能将铌铁矿与锆英石分离。
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