童友焜

(福建省地質(zhì)測試研究中心，福州，350002)

螢石礦是一種非常重要的工業(yè)原料，用途十分廣泛，主要用于冶金、建材、化工行業(yè)[1]。近年來，國內(nèi)外在許多領(lǐng)域拓展了螢石的新用途,如用于建筑和造船工業(yè)的焊劑、制造大功率激光裝置、生產(chǎn)高效火箭燃料、利用氟塑料制造人造心瓣和代用骨骼等[2-4]。因此，對螢石礦進行深入研究，實現(xiàn)螢石資源的綜合利用，對國民經(jīng)濟的發(fā)展具有深遠意義。

1 礦石特征

1.1 礦石礦物主要特征

礦石由螢石、鉀長石、斜長石、石英等礦物組成。礦石結(jié)構(gòu)具有角礫狀、碎斑、變余斑狀等，基質(zhì)呈顯微交生結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為角礫狀。礦石主要有用礦物為螢石,其嵌布粒度粗細不均,粒徑一般為0.05～10 mm，螢石礦化與硅化作用關(guān)系密切，螢石與石英二者相互伴生、相互嵌布。

1.2 礦石化學(xué)特征

礦石化學(xué)分析結(jié)果(表1)；礦石光譜半定量全分析結(jié)果(表2)。

表1 礦石化學(xué)分析結(jié)果

表2 礦石光譜半定量全分析結(jié)果

注：未列入表內(nèi)的元素均小于光譜檢出限。光譜半定量單位均為ω(B)/10-6。

由礦石化學(xué)分析結(jié)果可知,該礦螢石CaF2品位為32.02%，具有一定的工業(yè)開發(fā)利用價值。

圖1 磨礦細度試驗流程Fig.1 Test procedure for the grinding fineness

2 選礦試驗研究及討論

針對里芭蕉礦區(qū)螢石嵌布粒度偏細，單體解離度低，脈石礦物石英與螢石共生密切的特點，對螢石礦石采用細磨使其單體解離，而后用浮選法對其進行選別工藝。由于礦石在細磨過程中易造成泥化，因此，在選別過程中選擇用水玻璃抑制石英等脈石礦物以及分散礦泥是提高精礦品位的關(guān)鍵。

2.1 浮選條件試驗

2.1.1 磨礦細度試驗

磨礦細度是保證獲得良好技術(shù)指標的基礎(chǔ)，尋找適宜的磨礦細度極其重要。因此，在磨礦過程中加入水玻璃來分散礦泥起到助磨作用，采用試驗的流程(圖1)和藥劑用量作為原始固定條件，試驗結(jié)果(表3)。

由磨礦細度條件試驗結(jié)果可知，在藥劑用量相同的情況下，隨著磨礦細度增加，螢石粗精礦回收率逐漸增加，即在磨礦細度-74 μm 90%，其粗精礦回收率高于其它磨礦細度粗精礦回收率，因此，確定適宜的磨礦細度為-74 μm 90%。

表3 磨礦細度試驗結(jié)果

2.1.2 粗選藥劑用量確定試驗

浮選藥劑用量的確定關(guān)系到選別指標及其經(jīng)濟效益,因此,對粗選進行藥劑用量試驗,即粗選藥劑用量的基本條件是采用L934正交法來確定的。其試驗流程(圖2)，固定磨礦細度為-74 μm 90%，磨礦濃度為50%，試驗因素和水平(表4)，粗選藥劑用量正交試驗條件(表5)，粗選藥劑用量正交試驗結(jié)果(表6)，極差分析結(jié)果(表7)。

正交試驗分析結(jié)果表明：①影響CaF2回收率因素依次為C>B>A,即氧化石蠟皂用量>水玻璃用量>碳酸鈉用量；②影響CaF2品位因素依次為C>B>A,即氧化石蠟皂用量>水玻璃用量>碳酸鈉用量；③綜合條件為：A1，B2，C3， 即碳酸鈉量用量300 g/t，水玻璃用量1 000 g/t，氧化石蠟皂用量600 g/t。

2.2 開路流程試驗

根椐正交試驗確定的最佳藥劑用量條件，對樣品進行1次粗選、5次精選的開路試驗, 開路試驗流程及條件(圖3)，開路流程試驗結(jié)果(表8)。

圖2 粗選藥劑用量條件試驗流程Fig.2 Test procedure for the dosage of crude drug

因素水平序號ABC碳酸鈉(g/t)水玻璃(g/t)氧化石蠟皂(g/t)13005002002600100040039001500600

表5 粗選藥劑用量正交試驗條件

續(xù)表5

表6 粗選藥劑用量正交試驗結(jié)果

續(xù)表6

表7極差分析結(jié)果

Table7Rangeanalysisresults

因素結(jié)果水平ABC碳酸鈉(g/t)水玻璃(g/t)氧化石蠟皂(g/t)εⅠ293.39293.33282.73εⅡ290.46292.24294.74εⅢ290.45288.73296.83εⅠ97.8097.7894.24εⅡ96.8297.4198.25εⅢ96.8296.2498.94離差R0.981.544.70βⅠ229.07228.19250.53βⅡ229.74228.91226.01βⅢ230.21231.92212.48

續(xù)表7

因素結(jié)果水平ABC碳酸鈉(g/t)水玻璃(g/t)氧化石蠟皂(g/t)βⅠ76.3676.0683.51βⅡ76.5876.3075.34βⅢ76.7477.3170.83離差R0.381.2512.68

圖3 開路試驗流程Fig.3 Open circuit test procedure

表8 開路流程試驗結(jié)果

從開路流程試驗結(jié)果可以看出，在磨礦細度為-74 μm 90%，經(jīng)5次精選后獲得精礦CaF2品位為98.69%，精礦品位達到理想指標。

2.3 閉路流程試驗

根據(jù)條件試驗和開路試驗結(jié)果，確定1次粗選、5次精選、中礦順序返回的閉路試驗，為了使閉路試驗?zāi)苋〉酶叩木V品位，對個別藥劑用量進行調(diào)整，即在精選—選別作業(yè)中添加500 g/t水玻璃來加強對脈石礦物的抑制。從閉路試驗結(jié)果(表9)可以看出，該樣品經(jīng)閉路選別后獲得CaF2精礦品位為98.28%，品位達到特級品指標要求。閉路試驗流程(圖4)。

圖4 閉路試驗流程Fig.4 close circuit test procedure

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率(%)CaF2品位(%)CaF2回收率(%)精礦31.0598.2896.81尾礦68.951.463.19合計100.0031.52100.00中礦51.3192.123.83中礦42.8684.497.66中礦34.3276.1910.44中礦28.1954.0314.03中礦117.3513.667.52

3 結(jié)語

(1)該礦礦石中有用礦物為螢石，脈石礦物有鉀長石、斜長石、石英等。礦石中螢石與石英相互伴生、相互嵌布。螢石粒度粗細不均，以細粒為主，需要細磨才能使螢石和石英單體解離。

(2)選擇在球磨機中添加水玻璃不僅能起到抑制脈石礦物和分散礦泥作用，且能起到助磨作用，降低了磨礦能耗。

(3)礦石磨至-74 μm 90%,經(jīng)1次粗選和5次精選浮選試驗流程選別后，獲得精礦產(chǎn)率31.05%，精礦CaF2品位98.28%，回收率96.81%的良好指標，精礦產(chǎn)品質(zhì)量達到特級品要求。

1 牛麗賢，張壽庭. 中國螢石產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略思考.中國礦業(yè)， 2010,19(8).

2 白林寶，賀巧玲. 螢石的開發(fā)利用及發(fā)展動向.內(nèi)蒙古石油化工， 2008(14).

3 張方. 我國螢石資源與氟化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢分析.化學(xué)化工，2008，26(7).

4 尹麗文. 中國應(yīng)盡快停止出口螢石.國土資源情報，2009(8).