稀土与萤石共生矿,如何实现高效分离?

稀土与萤石共生矿,如何实现高效分离?

2026-03-30 来源:鑫海矿业 (7次浏览)

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稀土被誉为“工业维生素”,是支撑高新技术产业、国防军工和新兴产业发展的战略性关键资源,直接关系到国家科技进步与资源安全战略实施。然而,稀土矿多以共伴生形式产出,矿物组成复杂、嵌布关系紧密,选矿难度极大。萤石是常见的伴生矿物之一,近期在四川等地新发现的稀土矿中,同样普遍存在大量伴生的萤石、重晶石等非金属矿物,资源规模可观。若能在稀土提取过程中实现萤石的综合回收,不仅能显著提升矿山的经济效益,也有助于实现资源的高效利用。本文将围绕稀土与萤石伴生矿的特点及其分离工艺进行介绍。

一、稀土与萤石伴生矿的特点

稀土萤石伴生矿

(图片源于网络)

稀土矿物与萤石在矿石中嵌布关系紧密、可浮性相近,两者分离难度较大,主要表现为以下特征:

嵌布粒度细、共生关系复杂:稀土矿物与萤石常呈中细粒嵌布,部分粒度甚至达到微细粒级,且多以毗邻连生、包裹连生等形式存在。只有通过细磨才能实现有效单体解离,为后续选别创造条件。

可浮性相近,分离难度大:在浮选体系中,稀土矿物、萤石、方解石、重晶石等均对脂肪酸类捕收剂具有较强的亲和力,导致各矿物在浮选过程中易相互混杂,难以获得高纯度的单一产品。

流程相互干扰:萤石作为主要脉石矿物,在回收铁或稀土的流程中,若未能及时脱除,会显著干扰主产品的精选作业;反之,若单独回收萤石,也需有效抑制方解石、重晶石等伴生矿物,方能获得合格萤石精矿。

药剂制度复杂:由于多种矿物可浮性重叠,需构建高选择性的捕收剂与抑制剂组合,才能实现多矿物的有序分离。

二、稀土与萤石分离工艺

通常针对稀土伴生矿中对萤石的回收,并非独立流程,而是嵌套在复杂的“铁-稀土”综合回收主流程之中。目前主流且成熟的工艺是“弱磁-强磁-反浮选-正浮选”联合流程。萤石的回收主要发生在反浮选环节。

1、阶段磨矿与磁选预富集

该环节的主要目标是抛除大量无用脉石,实现稀土、萤石与铁矿物的初步富集,减少后续分离压力,分为弱磁选与强磁选两个步骤。

稀土与萤石分离工艺

弱磁选:优先回收矿石中的强磁性磁铁矿,获得合格铁精矿;此环节中,萤石、稀土矿物及其他脉石矿物进入弱磁选尾矿,实现铁与稀土、萤石的初步分离。

强磁选:对弱磁选尾矿进行强磁选处理,将弱磁性的赤铁矿、稀土矿物及大部分萤石富集到强磁精矿中,同时抛掉大量硅酸盐等无用脉石尾矿。该步骤是萤石与稀土初次共同富集的关键,直接决定后续分离作业的效率与效果。


2、反浮选脱除易浮萤石

反浮选主要是对强磁精矿进行反浮选,目的是抑制铁矿物与稀土矿物,先浮出以萤石为主的易浮脉石,为后续稀土精选创造条件,同时实现萤石的初步回收。浮选要点是采用“抑制剂+捕收剂”的协同作用,在碱性矿浆环境(pH 9-11)下实现高效分离;其中,抑制剂选用水玻璃,可强烈抑制硅酸盐脉石并分散矿泥,且对萤石等含钙矿物抑制作用较弱;捕收剂选用脂肪酸类药剂,可高效捕收萤石、方解石等含钙矿物,最终获得以萤石为主,混杂方解石、重晶石及少量稀土、铁矿物的混合产品。但由于成分复杂,其CaF₂含量仅为60-80%,品位未达到商品级标准,需进一步深度提纯。

反浮选脱除易浮萤石

3、正浮选回收稀土

反浮选后的槽内产品(即反浮选尾矿),主要成分是铁矿物与稀土矿物,萤石已被预先脱除,有效减少了其对稀土浮选的干扰。因此,在采用正浮选用羟肟酸类等高选择性捕收剂,特异性吸附稀土矿物,抑制铁矿物,最终获得高品位稀土精矿,实现稀土资源的高效回收。

三、萤石精矿分离工艺

反浮选获得的萤石混合精矿,含有方解石、重晶石、残余稀土等杂质,而工业上常用的酸级萤石精矿要求CaF₂含量>97%,因此,需将萤石混合精矿进行深度提纯。目前主要通过“精选降杂+高效药剂+辅助工艺”的组合方式,实现萤石精矿品位的提升。

1、萤石混合精矿精选降杂

主要通过多段精选与阶段磨矿的协同作用,逐步去除杂质,实现萤石品位的有效提升。

多次精选:对萤石混合精矿进行5-7段多段精选,各段通过药剂调控优化分离效果,逐步去除方解石、重晶石等杂质,稳步提升萤石品位。

阶段磨矿:对粗精矿进行再磨,使萤石与杂质矿物的连生体充分解离,避免因连生体存在导致杂质无法彻底去除。

萤石混合精矿阶段磨矿

2、萤石混合矿的药剂选择

针对混合精矿中不铜的矿物元素,需选用选择性高的药剂,以实现萤石与杂质的有效分离,常用药剂类型如下:

抑制剂:抑制方解石,可使用六偏磷酸钠、单宁酸(栲胶)、木质素磺酸盐、酸化水玻璃等;抑制重晶石,可使用硫酸铝、淀粉、改性淀粉等;常用的组合抑制剂多为水玻璃与金属盐或有机抑制剂,以增强选择性和抑制效果。

捕收剂:有环烷酸、N-酰胺基羧酸、美狄兰、C₂₈等,对萤石的选择性较好,除此外还有耐低温捕收剂,如YS103、XJD-O1,可在常温(5-15°C)下有效工作,降低能耗;常用的组合捕收剂有油酸与氧化石蜡皂、油酸与YS等,混合使用可产生协同效应,提高选择性和回收率。

3、萤石混合矿辅助工艺

针对混合精矿中不同类型的杂质,可采用磁选、重选等辅助工艺,进一步去除杂质,提升萤石精矿品位。

强磁选:如若混合精矿中含有少量磁性铁矿物或稀土矿物,可用弱磁或强磁选辅助脱除。

重选:对于粗粒连生体,可在磨矿前或磨矿后采用重选预富集,提前去除部分粗粒杂质,降低后续精选压力。

萤石混合矿重选辅助工艺

稀土伴生萤石矿是一种成分复杂、矿物可浮性相近、嵌布关系密切的典型难选共生资源,其分离是矿物加工领域的难题之一。以白云鄂博超大型稀土-铁-铌多金属共生矿床为代表的此类资源,其选矿方法是一个“嵌套式、分步回收”的复杂系统工程。整个分离过程成功的关键,在于主流程反浮选阶段的高效富集,以及后续精选阶段对萤石与方解石、重晶石等高选择性分离药剂的研发与应用。

因此,对于稀土伴生萤石矿而言,不存在单一的“特效”方法,其选矿工艺须建立在对矿物性质深刻理解的基础上,通过多种工艺单元与药剂技术的战略性组合来实现。鑫海在稀土选矿及伴生矿综合回收方面,可对矿石进行试验分析,选矿工艺设计,成套设备工艺,选厂安装调试后期管理运营的矿业全产业链式服务,如有需求,欢迎咨询。