張周位 黃苑齡 陳麗榮

(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實(shí)驗室；2.貴州省貴金屬礦產(chǎn)資源綜合利用工程技術(shù)研究中心)

某銣礦綜合回收試驗

張周位1，2黃苑齡1，2陳麗榮1，2

(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實(shí)驗室；2.貴州省貴金屬礦產(chǎn)資源綜合利用工程技術(shù)研究中心)

針對云南某銣礦品位低、分布廣的特點(diǎn)，采用脫泥—浮選方法分離云母、長石和石英，所得云母精礦含銣0.567 5%、回收率為39.89%，同時得到合格的長石精礦和石英精礦，實(shí)現(xiàn)了該礦的綜合利用。

銣礦 浮選 綜合利用 云母 長石 石英

銣?zhǔn)且环N戰(zhàn)略稀有資源，廣泛應(yīng)用于軍工、科技和民生等領(lǐng)域[1]。它是一種活潑的堿金屬，在一定波長光的作用下，可獲得能量從金屬表面逸出而產(chǎn)生光電效應(yīng)[2]。具有優(yōu)異的光電性能，因而被稱為“長眼睛”的金屬[3]。自然界中沒有獨(dú)立的銣礦物存在，目前銣主要從鋰云母、鐵鋰云母和光鹵石中提取[4]，而長石中的銣提取難度則較大。因此有效分離云母和長石、石英是合理利用銣資源的關(guān)鍵[5]。本文針對云南某銣礦品位低、分布廣的特點(diǎn)，采用脫泥—浮選方法，使云母、長石和石英得到了有效分離。

1 原礦性質(zhì)

原礦取自云南某礦山，經(jīng)破碎、篩分、混勻后取出試驗用樣和分析用樣。經(jīng)MLA(礦物參數(shù)自動定量分析系統(tǒng))分析，原礦中主要礦物為鉀長石、鈉長石、云母和石英，還含有少量鋰輝石和斜長石等，原礦礦物成分及含量分析結(jié)果見表1，同時使用掃描電鏡能譜儀和電子探針對銣在各礦物中的分布率進(jìn)行了測定，測定結(jié)果見表2，原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表3。

表1 原礦礦物成分及含量分析結(jié)果 %

礦物成分石英鉀長石鈉長石云母鋰輝石鐵屑其他含量47.4522.8020.278.810.540.030.10

表2 原礦銣分布率的測定結(jié)果

%

表3 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

%

由表1～表3可知，該礦主要由云母、長石和石英組成，因此在回收銣的同時，可綜合考慮回收長石和石英，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用。

2 選礦工藝研究

2.1 工藝方案制定

從原礦性質(zhì)研究可知銣主要分布在長石和云母中，石英中基本不含銣。銣在云母和長石中品位分別為0.70%和0.20%，長石中的銣品位與原礦含銣0.147 8%比較接近，通過探索試驗后發(fā)現(xiàn)銣在長石中的品位無法提高至0.20%以上，這與工藝礦物學(xué)研究結(jié)果一致，同時據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報道，長石中的銣難以提取[6]，因此試驗方案確定為提取云母中的銣資源，同時回收長石和石英，實(shí)現(xiàn)該礦的無尾礦綜合利用。試驗流程見圖1。

圖1 浮選試驗流程

2.2 銣浮選試驗

本文主要考慮回收云母中的銣資源，因此銣浮選即云母浮選。本文考察了磨礦細(xì)度、沉降脫泥時間、硫酸用量和捕收劑用量等對銣浮選的影響。

2.2.1 磨礦細(xì)度試驗

合適的磨礦細(xì)度既能保證礦物有效單體解離，又能不致有用礦物過粉碎。在沉降脫泥時間為 3min、云母粗選硫酸用量為2 000g/t、捕收劑十二胺用量為60g/t、云母掃選硫酸用量為400g/t、十二胺用量為30g/t的條件下進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗，試驗結(jié)果見圖2。

圖2 磨礦細(xì)度對銣浮選的影響結(jié)果

由圖2可見，隨著磨礦細(xì)度的增加，精礦Rb2O品位較低，精礦Rb2O回收率先升高后降低，綜合考慮合適的磨礦細(xì)度為-0.074mm53.12%。

2.2.2 沉降脫泥時間試驗

在磨礦細(xì)度為-0.074mm53.12%、云母粗選硫酸用量為2 000g/t、捕收劑十二胺用量為60g/t、云母掃選硫酸用量為400g/t、十二胺用量為30g/t的條件下進(jìn)行沉降脫泥時間試驗，試驗結(jié)果見圖3。

圖3 沉降脫泥時間對銣浮選的影響

由圖3可見，隨著沉降時間的延長，精礦Rb2O回收率增加，但精礦Rb2O品位下降明顯，故合適的沉降時間為3min。

2.2.3 硫酸用量試驗

在磨礦細(xì)度為-0.074mm53.12%、沉降脫泥時間為3min、云母粗選十二胺用量為60g/t、云母掃選十二胺用量為30g/t的條件下進(jìn)行硫酸粗選用量試驗(掃選用量為粗選用量的1/5)，試驗結(jié)果見圖4。

圖4 硫酸用量對銣浮選的影響

由圖4可見，當(dāng)硫酸用量低時，精礦Rb2O品位較低，當(dāng)用量過大時，精礦Rb2O回收率略有下降且藥劑成本增加，因此合適的硫酸用量粗選為 2 000g/t、掃選為 400g/t。

2.2.4 捕收劑用量試驗

在磨礦細(xì)度為-0.074mm53.12%、沉降脫泥時間為3min、云母粗選硫酸用量為2 000g/t、云母掃選硫酸用量為400g/t的條件下進(jìn)行捕收劑十二胺用量試驗(掃選為粗選用量一半)，試驗結(jié)果見圖5。

圖5 捕收劑用量對銣浮選影響

由圖5可見，隨著捕收劑用量的增加，精礦Rb2O回收率上升，但精礦Rb2O品位有所下降，因此合適的捕收劑用量粗選為60g/t，掃選為30g/t。

在上述試驗確定的云母最佳浮選條件磨礦細(xì)度為-0.074mm53.12%、沉降脫泥時間為3min、云母粗選硫酸用量為2 000g/t、捕收劑十二胺用量為60g/t、云母掃選硫酸用量為400g/t、十二胺用量為30g/t的條件下進(jìn)行全流程試驗，試驗結(jié)果見表4。

表4 銣浮選試驗結(jié)果 %

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率Rb2O品位Rb2O回收率泥質(zhì)6.600.13155.87云母10.390.567539.89長石38.910.175646.22石英44.100.02698.02原礦100.000.1478100.00

由表4可知，云母中Rb2O回收率達(dá)到39.89%，結(jié)合原礦工藝礦物學(xué)研究可知，云母中的銣基本得到回收，只有很少部分損失在泥質(zhì)和長石中，同時，銣在云母精礦中得到了有效富集，為后續(xù)冶煉提銣大大節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本，試驗效果較為理想。

2.3 長石和石英分選試驗

原礦經(jīng)脫泥浮選云母后，所得尾礦基本由長石和石英組成，制定合理藥劑制度使長石和石英得到有效分離，是綜合利用該礦的關(guān)鍵。通過大量試驗，最終確定長石浮選試驗條件粗選長石活化劑用量為2 000g/t，捕收劑十二胺用量為200g/t，掃選捕收劑十二胺用量為80g/t，試驗結(jié)果見表5。

表5 長石和石英分選試驗結(jié)果 %

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率品位SiO2Al2O3K2ONa2OFe2O3長石38.9163.9319.986.306.040.13石英44.1094.163.042.310.40.05

據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用于平板玻璃的長石精礦Ⅰ級品品質(zhì)要求Fe2O3≤0.20%，Al2O3≥16%，K2O+Na2O≥11%，SiO2≤70%；由表5可知，該試驗方案分離所得長石精礦已達(dá)到行業(yè)長石精礦Ⅰ級品品質(zhì)要求；同時，浮選后所得石英產(chǎn)品SiO2含量達(dá)到94.16%，也具有較高的利用價值。

3 結(jié) 論

(1)某銣礦通過脫泥—浮選工藝，所得云母精礦中Rb2O品位達(dá)0.567 5%，銣得到了有效富集，Rb2O回收率為39.89%，云母中銣基本得到了回收。

(2)浮選云母后尾礦再通過長石、石英分選試驗，最終得到了產(chǎn)率為38.91%、SiO2品位為63.93%、Al2O3品位為19.98%、K2O品位為6.30%、Na2O品位為6.04%、Fe2O3品位為0.13%的長石精礦，達(dá)到了行業(yè)Ⅰ級品品質(zhì)要求，同時可得了到產(chǎn)率為44.10%、SiO2品位為94.16%的石英精礦；原礦除拋掉6.60%的泥質(zhì)外，綜合利用率達(dá)93.40%，基本實(shí)現(xiàn)了無尾礦利用。

[1] 孫 艷，王瑞江，亓 鋒，等.世界銣資源現(xiàn)狀及我國銣開發(fā)利用建議[J].中國礦業(yè)，2013，22(9):11-13.

[2] 劉英俊，曹勵明，李兆麟，等.元素地球化學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社，1984.

[3] 李靜萍，許世紅.長眼睛的金屬——銫和銣[J].化學(xué)世界，2005(2):108-117.

[4] 邵厥年，陶維屏.礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊[M].北京:地質(zhì)出版社，2010.

[5] 胡岳華，馮其明.礦物資源加工技術(shù)與設(shè)備[M].北京:科學(xué)出版社，2006.

[6] 曠羲秦.稀有元素礦床地質(zhì)譯文集[M].北京:地質(zhì)出版社，1974.

2014-11-19)

張周位(1986—)，男，碩士研究生，助理工程師，550018 貴州省貴陽市烏當(dāng)區(qū)新添寨新莊路82號。