2025-06-02 来源:鑫海矿装 (25次浏览)
萤石因其氟化钙是主要成分,广泛在冶金、化工、建材等多个领域中有所应用。从矿石到可用原料,选矿环节是实现萤石资源价值的主要路径,那么如何选矿是关键。本文将从多维度介绍萤石矿选矿方法。
在自然界中,由于萤石矿常与石英、方解石、白云石、硫化物等脉石矿物共生,也因矿石矿石性质的不同,应用的领域不同,所用的萤石选矿工艺也各有千秋。目前萤石选厂常见的方法是手选、重选、浮选、磁选和化学法几种。
手选方法简单,适用于高品位、块状萤石矿。作业时,工人凭借肉眼观察矿石颜色、光泽、晶形等外观特征,人工拣选出合格的萤石矿石。该方法初期投资少、成本低,无需复杂设备,适合小规模开采或粗选阶段。但劳动强度大、生产效率低,拣选精度依赖工人经验,难以满足大规模工业化生产需求,目前仅在部分小型矿山或特定场景使用。
重选法基于萤石与脉石矿物的密度差异实现分离,适用于粗粒嵌布、且与脉石矿物密度差较大的萤石矿,如与石英、方解石共生的矿石。常用设备包括跳汰机、摇床、螺旋溜槽等。跳汰机通过周期性脉动水流,使不同密度矿物按层分布实现分离;摇床利用不对称往复运动和横向水流,使矿物按密度和粒度在床面上分层;螺旋溜槽则依靠矿浆在螺旋槽内流动时的离心力、重力和摩擦力差异进行分选 。重选法不使用化学药剂,对环境友好,但回收率相对较低(一般为60%-70%),常作为联合选矿流程的预富集环节,用于抛除大量密度低的废石,减少后续处理量。
萤石矿浮选法是目前常用的方法之一,尤其适用于细粒嵌布、低品位伴生型萤石矿。其原理是利用矿物表面物理化学性质差异,通过添加浮选药剂实现萤石与杂质的分离。
浮选药剂:捕收剂常用油酸、氧化石蜡皂等,通过化学吸附或物理吸附作用于萤石表面,使其疏水;抑制剂中,水玻璃可抑制石英,通过与石英表面硅氧键作用,增强其亲水性;羧甲基纤维素常用于抑制方解石,通过氢键作用吸附在方解石表面,降低其可浮性。
浮选流程:一般包括粗选、精选、扫选。粗选目的是快速回收大部分萤石,产出粗精矿和尾矿;精选进一步提高粗精矿品位;扫选则从尾矿中回收残留萤石,提高回收率。根据矿石性质,可采用优先浮选(先浮萤石,抑制脉石)或混合浮选(萤石与部分脉石先混合浮选,再分离)。浮选法回收率较高(可达80%-90%),但药剂成本占选矿成本的30%-50%,且药剂使用不当易造成环境污染。
磁选法适用于含磁性矿物(如磁铁矿、赤铁矿)的萤石矿,主要用于去除铁杂质,提高萤石纯度。由于萤石本身无磁性或磁性很弱,而铁氧化物具有强磁性或弱磁性,在磁场中会被磁选设备捕获。常用设备有高梯度磁选机、超导磁选机等。通过调整磁场强度和矿浆流速,可有效分离磁性杂质。某含赤铁矿的萤石矿经高梯度磁选后,铁含量从0.3%降至0.05%,有效提升萤石品质,满足“高精尖”用玻璃和光学材料生产要求 。
化学选矿法针对高杂质、难选萤石矿(如含磷、硫等杂质),通过酸浸(盐酸、硫酸)、碱浸(氢氧化钠、碳酸钠)等化学手段溶解杂质。例如,对于含磷杂质的萤石矿,采用硫酸浸出,可使磷元素以可溶性磷酸盐形式进入溶液,实现与萤石分离。但化学选矿法成本高,对设备耐腐蚀性要求高,且会产生大量废水,需配套完善的环保处理设施,目前多用于特殊矿石或联合流程的深度提纯环节。
萤石矿类型 | 适合的选矿方法 | 适用条件 |
高品位块状萤石矿 | 手选+重选 | 矿石粒度大、品位高,易通过外观识别和密度差异分选 |
石英-萤石矿 | 浮选(水玻璃抑制石英) | 细粒嵌布,需利用浮选药剂选择性抑制石英,富集萤石 |
方解石-萤石矿 | 浮选(羧甲基纤维素抑制方解石) | 方解石与萤石可浮性相近,需针对性抑制剂实现分离 |
硫化物-萤石矿 | 优先浮选(先浮硫化物) | 避免硫化物影响萤石质量,先通过浮选回收硫化物 |
低品位复杂萤石矿 | 联合流程(重选+浮选+化学处理) | 综合利用多种方法优势,提高复杂矿石的回收率和品位 |
该类型萤石矿原矿品位较高(通常>30%),萤石呈粗大块状、晶形完整,与脉石(石英、方解石)肉眼可辨,密度差异叫明显,因此常采用手选+重选的联合流程。
手选:依据萤石自带的玻璃光泽、颜色等区区分矿石,对矿石进行粗分离。通过对经破碎至20-100mm 的矿物,进行人工拣选剔除废石,保留块状萤石,拣选精度可达90%以上。
重选:是对矿物的进一步富集,利用跳汰机或摇床,根据其密度差异分离细粒级萤石与脉石。其中,跳汰机可处理3-20mm粒级矿石,抛除密度<2.8g/cm³的脉石;摇床分离0.5-3mm粒级,获得品位>65%的萤石精矿。
通常萤石与石英呈细粒嵌布(0.01-2mm),石英的含量在30%-50%范围,浮选前需将矿石粒度需细磨至-0.074mm占70%以上,以实现单体解离,然后经过磨矿调浆、粗选富集、精选提浓的流程选出萤石。
磨矿调浆:使用球磨机+螺旋分级机进行磨矿分级,控制磨矿细度-0.074mm占75%,矿浆浓度30%-35%;然后加入水玻璃抑制石英,调节pH至8-9,增强矿物表面亲水性差异。
粗选富集:使用油酸或氧化石蜡皂捕收剂,与萤石表面Ca²⁺结合,使其疏水,浮选获得粗精矿和尾矿。
精选提浓:进行2-3次精选,抑制剂使用水玻璃进一步抑制石英,捕收剂采用油酸,用量递减捕收萤石。
萤石与方解石共生紧密,可浮性相近,主要是因为矿物中均含有Ca²⁺,矿石结构多呈粒状、交代残余状,萤石品位一般在20%-50%,方解石含量与之相当或更高。常用浮选完成选别,其流程如下:
磨矿调浆:原矿经碎磨、分级将矿石粒度碎至-0.045mm占80%,以确保实现单体解离,然后采用羧甲基纤维素作抑制剂,通过氢键吸附于方解石表面,矿浆pH调节至9-10。
优先浮选萤石:使用油酸钠捕收剂,选择性捕收萤石,方解石因CMC抑制留于矿浆。
粗选+精选:采用1次粗选、3次精选流程,精选需补加CMC抑制剂,获得萤石精矿。
矿物中萤石常伴生黄铁矿、黄铜矿等硫化物,与萤石可浮性存在重叠,且硫化物氧化产生的金属离子会活化萤石或消耗浮选药剂,因此需先脱除。常采用优先浮选流程:
优先浮选硫化物:使用丁基黄药作捕收剂,2#油作起泡剂,H₂SO₄作pH调整剂,将pH调节至6-7,先回收硫化物精矿。
浮选萤石:先对矿物进行活化处理,将硫化物浮选尾矿中添加Na₂CO₃调节pH至9,消除H⁺影响;加入水玻璃抑制脉石,然后加入油酸捕收剂,进行1次粗选+2次精选,最终获得萤石精矿。
该类萤石多矿物共生,主要矿物为萤石,其次还包括石英方解石和硫化物等。矿物性质复杂,选矿难度较大,因此常采用重选+浮选+化学处理的联合工艺流程。
重选:其主要目的是预抛尾,使用螺旋溜槽,处理-2mm原矿,可提前抛除60%-70%密度低的脉石,获得重选粗精矿。
浮选:通过1次粗选+1次扫选+3次精选流程进行浮选富集,将萤石精矿品位提升至60%-65%。
化学处理:目的是对萤石进行深度提纯,对精矿用盐酸浸出,去除方解石和铁杂质,过滤洗涤后精矿品位可达85%以上。
上述是萤石选矿方法及其不同类型萤石矿选矿流程的介绍,在实际选矿厂中,由于萤石矿石性质均有差异,因此,其选矿方法需综合考虑矿石类型、嵌布特征、杂质组成、产品质量要求及经济成本等因素。
鑫海矿装可进行萤石选矿试验分析,为其量身设计合理的萤石选矿工艺方案,同时配置相应的成套设备及后续的项目管理与运营服务。
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