湯小軍,唐劭禹,徐國(guó)棟,鄧星星,任鵬鯤

（四川晶大礦業(yè)科技有限公司，四川成都 610051）

螢石作為一種戰(zhàn)略資源，廣泛用于鋼鐵、煉鋁、化工、水泥、玻璃、陶瓷、鑄石、光學(xué)儀器等領(lǐng)域［1］。中國(guó)螢石資源儲(chǔ)量居世界第三，僅次于南非和墨西哥［2］。螢石礦主要有3種類(lèi)型：石英型螢石，石英－重晶石型螢石及石英－方解石型螢石［3］。以浙江某石英型螢石作為試驗(yàn)研究對(duì)象，針對(duì)礦石中石英含量較高，螢石石英分選困難的特點(diǎn)，采用酸化水玻璃作為石英抑制劑，以四川有色冶金研究院研發(fā)的JD-850為捕收劑，獲得了較優(yōu)的螢石精礦產(chǎn)品。

1 原礦性質(zhì)

該礦物中主要有用礦物為螢石，脈石礦物為石英，原礦主要化學(xué)成分分析見(jiàn)表1。

表1 原礦主要成分化學(xué)分析結(jié)果 /%Tab.1 Chemical analysis results of main components of raw ores /%

由表1可知，CaF2含量達(dá)45.90%，SiO2含量達(dá)36.30%，組成礦石的礦物成分主要為螢石，脈石礦物以石英為主。由工藝礦物學(xué)研究可知，礦石結(jié)構(gòu)主要為他形—半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)、條帶狀結(jié)構(gòu)，次為微粒—隱晶結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造：以塊狀、條帶狀為主，同心圓狀、負(fù)角礫狀構(gòu)造次之。經(jīng)礦樣的比重測(cè)定：礦物真比重為2.87t/m3，堆比重為1.68t/m3。

2 試驗(yàn)方法

以浙江某石英型螢石礦作為研究對(duì)象，根據(jù)該礦石的石英含量較高的特點(diǎn)，選用酸化水玻璃作為石英的抑制劑，碳酸鈉為礦漿pH調(diào)整劑，JD-850為螢石捕收劑，分別探究磨礦細(xì)度、礦漿pH值、酸化水玻璃用量及捕收劑用量對(duì)螢石精礦產(chǎn)品指標(biāo)的影響，并根據(jù)最佳藥劑制度條件進(jìn)行閉路試驗(yàn)。磨礦采用XMB-Φ200×240mm球，棒磨礦機(jī)，復(fù)選采用XFD-3L、1.5L、1L單槽浮選機(jī)。單因素條件試驗(yàn)采用兩道粗選流程，試驗(yàn)流程圖如圖1。

圖1 單因素條件試驗(yàn)流程圖Fig.1 Flow chart of single factor condition test

3 結(jié)果與討論

3.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

石英型螢石礦中脈石礦物于螢石緊密共生［4］，通過(guò)磨礦使有用礦物與脈石礦物單體解離。在弱堿性礦漿中，試驗(yàn)固定條件：碳酸鈉用量1000g/t；水玻璃用量1000g/t；JD-850用量200g/t，磨礦細(xì)度為變量（-0.074mm含量）：65%、70%、75%、80%、85%；試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知，在磨礦細(xì)度-0.074mm在65%～75%的區(qū)間內(nèi)，粗選精礦品位及回收率隨磨礦細(xì)度的增加而提高，磨礦強(qiáng)度的增強(qiáng)使螢石與脈石礦物單體解離。繼續(xù)增大磨礦細(xì)度，螢石粗精礦品位下降，回收率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，說(shuō)明磨礦細(xì)度過(guò)細(xì)不利于礦物浮選。綜上所述，確定磨礦細(xì)度為-0.074mm占75%。

3.2 礦漿pH值試驗(yàn)

圖2 磨礦細(xì)度對(duì)浮選的影響Fig.2 Effect of grinding fineness on Flotation

螢石表面電性的影響因素分為內(nèi)因和外因，內(nèi)因是螢石表面離子層結(jié)構(gòu)及各向異性，外因是螢石所處的溶液化學(xué)環(huán)境。由于礦漿pH值的不同，螢石表面零電點(diǎn)PZC在6.2～10.5之間［5］。低pH溶液中，過(guò)剩的H+使螢石表面帶正電；當(dāng)pH增大至堿性時(shí)，OH-離子在螢石表面形成Ca(OH)2分子層使螢石表面帶負(fù)電［6］。所以礦漿pH對(duì)螢石表面電性及離子捕收劑在螢石表面的吸附有著很大的影響。

在磨礦細(xì)度-0.074mm占75%；酸化水玻璃用量1000g/t；JD-850用量200g/t的條件下，改變碳酸鈉用量從而調(diào)節(jié)礦漿pH值，探究不同pH值條件的浮選效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3。

圖3 pH值對(duì)浮選的影響Fig.3 Effect of pH value on Flotation

由圖3可知，隨礦漿pH的增高，螢石粗選精礦的品位隨之增高，在pH=9時(shí)達(dá)峰值，品位達(dá)82.63%，隨后開(kāi)始下降。在pH=6～8的區(qū)間內(nèi)，回收率隨礦漿pH值的增高而增高，當(dāng)pH值大于8時(shí)開(kāi)始下降。在保證粗選螢石精礦回收率的同時(shí)，得到較高品位的精礦產(chǎn)品，確定粗選pH值為8。

3.3 酸化水玻璃用量試驗(yàn)

酸化水玻璃在礦漿中主要以硅膠體形式存在，硅膠能有效抑制脈石礦物石英，且對(duì)螢石礦物沒(méi)有電性吸附，所以酸性水玻璃對(duì)螢石具有選擇性的抑制作用［7-8］。水玻璃與濃硫酸配比（體積比）為3：1。在磨礦細(xì)度-0.074mm占75%；礦漿pH值為8；D-850用量200g/t的條件下，考察酸化水玻璃對(duì)螢石粗選的影響，其結(jié)果如圖4所示。

圖4 酸化水玻璃對(duì)浮選的影響Fig.4 Effect of acidizing sodium silicate on Flotation

由圖4可知，隨著酸化水玻璃用量的增加，粗選螢石精礦的品位隨之提高，但回收率下降明顯。在抑制石英的同時(shí)，部分螢石礦物也同樣受到抑制。綜合考慮酸化水玻璃用量為1400g/t。

3.4 捕收劑用量試驗(yàn)

JD-850是一種改性油酸捕收劑，對(duì)浮選用水溫度及難免離子含量要求較低，對(duì)螢石具有良好的捕收效果。在磨礦細(xì)度-0.074mm占75%；礦漿pH值為8；酸化水玻璃用量為1400g/t的條件下，探究捕收劑用量對(duì)浮選的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

由圖5可知，隨著JD-850用量的增加，粗選螢石精礦的品位隨之降低，回收率上升。這是因?yàn)榈V漿中捕收劑濃度的提高使得泡沫層變厚，部分脈石礦物隨螢石一起進(jìn)入精礦泡沫，螢石精礦品位下降。綜上所述，JD-850粗選時(shí)最佳用量為150g/t，掃選時(shí)為50g/t。

3.5 閉路試驗(yàn)

圖5 捕收劑用量對(duì)浮選的影響Fig.5 Effect of collector dosage on Flotation

以粗選單因素條件試驗(yàn)所得的最佳藥劑用量為依據(jù)，對(duì)該螢石礦進(jìn)行閉路試驗(yàn)，閉路流程如圖6所示，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

圖6 閉路試驗(yàn)流程圖Fig.6 Closed-circuit test flow chart

表2 閉路試驗(yàn)結(jié)果 /%Tab.2 Closed circuit test results/%

如表2所示，最終螢石精礦品位97.86%，回收率87.14%，SiO2含量達(dá)0.99%，CaCO3含量0.12%。達(dá)螢石精礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)FC-97B級(jí)品。

4 結(jié)論

（1）以浙江某石英型螢石礦作為研究對(duì)象，探究磨礦細(xì)度、礦漿pH、抑制劑用量及捕收劑用量對(duì)浮選的影響。捕收劑采用JD-850，石英抑制劑采用酸化水玻璃，采用碳酸鈉調(diào)節(jié)礦漿pH。經(jīng)一粗一掃六精，得到品位97.86%、回收率87.14%的螢石精礦。

（2）酸化水玻璃能有效抑制脈石石英礦物，提高螢石精礦品位。油酸類(lèi)捕收劑JD-850對(duì)石英型螢石有良好的捕收能力，選擇性較強(qiáng)。