一种从低品位铌矿中综合回收铌、稀土和硫铁矿的选矿方法 |
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| 申请号 | CN202310704930.4 | 申请日 | 2023-06-14 | 公开(公告)号 | CN116889927A | 公开(公告)日 | 2023-10-17 |
| 申请人 | 包头钢铁(集团)有限责任公司; | 发明人 | 裴斌; 徐晓东; 闫常陆; 崔凤; 郭建新; 付明宇; 宋立民; 朱磊; 赵剑; 王峰; 贾永强; 范国春; 刘殿文; 谢海云; 申培伦; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种从低品位铌矿中综合回收铌、稀土和硫 铁 矿的的选矿方法，包括如下步骤：(1)磨矿：将铌矿原矿 破碎 后磨矿至细度为‑0.038mm85％～87％，再调至矿浆浓度为25～30％；(2)强 磁选 预富集；(3)磁选粗精矿重选再富集；(4)中矿集中再选；(5)重选精矿浮选分离：将步骤(3)中的重选精矿1和步骤(4)中的重选精矿2合并得到重选精矿，该重选精矿为富含铌铁矿、稀土和硫铁矿的混合精矿；重选精矿调成25～35％浓度的矿浆后进行浮选分离。本发明针对铌铁矿、稀土和硫铁矿共伴生的多金属低品位铌矿，实现铌矿物、稀土矿物、硫铁矿物、脉石矿物之间的高效分离，达到综合回收铌铁矿、稀土和硫铁矿的目的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种从低品位铌矿中综合回收铌、稀土和硫铁矿的的选矿方法，其特征在于：包括如下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种从低品位铌矿中综合回收铌、稀土和硫铁矿的选矿方法技术领域[0001] 本发明涉及矿物加工工程领域，尤其涉及一种从低品位铌矿中综合回收铌、稀土和硫铁矿的的选矿方法。 背景技术[0002] 铌是一种重要的稀有战略金属，具有耐腐蚀、耐高温、耐磨损、超导性等优异性能，广泛应用于电子、超导、航空航天、原子能、生物医学等领域。据统计，全球已探明的铌资源储量超过1700万吨，主要集中在巴西、加拿大、中国和澳大利亚等地区。随着世界科技的不断发展和电子产品消费的持续增长，对铌金属的需求量不断增加。 [0003] 我国铌资源较丰富，但大多为多金属共伴生矿床，具有铌品位低，矿石组分复杂，嵌布粒度细的特点，导致铌矿资源利用难度大，远不能适应日益增长的消费需求。目前，铌矿石的选矿方法主要有重选、磁选、浮选及电选等，这些工艺多用于回收组分比较单一且易选的铌矿，对复杂难选铌矿，如何有效回收其中的有用矿物是选矿工作者面临的难题。本发明针对铌铁矿、稀土和硫铁矿共伴生的多金属低品位铌矿，开发了一种综合回收铌、稀土和硫铁矿的选矿方法，对推进我国铌矿资源的综合利用具有重要意义。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种从低品位铌矿中综合回收铌、稀土和硫铁矿的的选矿方法，该方法对铌铁矿、稀土和硫铁矿共伴生的多金属低品位铌矿，可实现铌矿物、稀土矿物、硫铁矿物、脉石矿物之间的高效分离，达到综合回收铌铁矿、稀土和硫铁矿的目的。 [0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： [0006] 本发明一种从低品位铌矿中综合回收铌、稀土和硫铁矿的的选矿方法，包括如下步骤： [0007] (1)磨矿： [0008] 将铌矿原矿破碎后磨矿至细度为‑0.038mm85％～87％，再调至矿浆浓度为25～30％； [0009] (2)强磁选预富集： [0010] 对步骤(1)中的矿浆，采用立环高梯度磁选机进行一次强磁粗选和两次强磁扫选，以对铌矿中有价组分进行预富集；强磁粗选得到强磁粗选精矿，强磁扫选Ⅰ和强磁扫选Ⅱ的精矿合并为中矿1，强磁扫选Ⅱ的底流为尾矿1； [0011] (3)磁选粗精矿重选再富集： [0012] 对步骤(2)中的强磁粗选精矿，采用重选设备悬振锥面选矿机进行两次精选，以对磁选粗精矿进一步进行富集；将重选精选Ⅰ的中矿和尾矿合并为中矿2，重选精选Ⅱ得到的精矿和中矿合并为重选精矿1，重选精选Ⅱ的尾矿为中矿3； [0013] (4)中矿集中再选： [0014] 将步骤(2)中的中矿1和步骤(3)中的中矿2和中矿3合并，调浆后再磨至细度为‑0.038mm90％～95％；将再磨后的矿浆调浆后依次进行强磁粗选、悬振锥面选矿机两次重选精选；强磁粗选的底流为尾矿2，重选精选Ⅱ得到的精矿为重选精矿2，重选精选Ⅰ的中矿和尾矿合并为尾矿3，重选精选Ⅱ的中矿和尾矿合并为尾矿4，尾矿1至尾矿4合并得到总尾矿； [0015] (5)重选精矿浮选分离： [0016] 将步骤(3)中的重选精矿1和步骤(4)中的重选精矿2合并得到重选精矿，该重选精矿为富含铌铁矿、稀土和硫铁矿的混合精矿；重选精矿调成25～35％浓度的矿浆后进行浮选分离； [0017] 首先浮选脱硫：采用丁基黄药为捕收剂，2号油为起泡剂，浮选流程为一次粗选一次扫选，粗选和扫选的泡沫合并得到硫铁矿精矿；其次浮选稀土：采用水玻璃和氟硅酸钠为抑制剂，水杨羟肟酸为捕收剂，2号油为起泡剂，浮选流程为一次粗选三次扫选，粗选和扫选的泡沫合并得到稀土精矿；最后槽中的底流为铌精矿。 [0018] 进一步的，所述步骤(1)中，原矿中铌(NbO5)品位为0.08‑0.12％，主要含铌矿物为铌铁矿，其嵌布粒度微细且与稀土、黄铁矿、少量钛铁矿及脉石矿物相互伴生；主要脉石至少为云母、白云石、长石和方解石。 [0019] 进一步的，所述步骤(2)中的工艺参数为：强磁粗选磁场强度1.4T，强磁扫选Ⅰ和Ⅱ的磁场强度为1.4～1.6T；强磁粗选和扫选的冲洗水量为10～12L/min，脉动次数为240‑260次/min(优选为250次/min)。 [0020] 进一步的，所述步骤(3)中重选精选Ⅰ、Ⅱ的工艺参数为：给矿量10～20kg/h，锥面转动频率8～12Hz、振动频率11‑12Hz。 [0021] 进一步的，所述步骤(4)中的工艺参数为：强磁粗选的磁场强度1.4～1.6T，冲洗水量10～12L/min，脉动次数240‑260次/min(优选为250次/min)；重选精选Ⅰ、Ⅱ中给矿量10～20kg/h，锥面转动频率8Hz～12Hz，振动频率11‑13Hz(优选为12Hz)。 [0022] 进一步的，所述步骤(5)中的工艺参数为，硫粗选：丁基黄药200g/t，2号油40g/t；硫扫选：丁基黄药100～200g/t，2号油20～40g/t；稀土粗选：水玻璃3000～4000g/t，氟硅酸钠1500～2500g/t，水杨羟肟酸700～900g/t，2号油20g/t；稀土扫选Ⅰ：水玻璃1000～2000g/t，氟硅酸钠800～1200g/t，水杨羟肟酸200～400g/t，2号油10g/t；稀土扫选Ⅱ：水玻璃600～1000g/t，氟硅酸钠400～600g/t，水杨羟肟酸100～200g/t，2号油5g/t；稀土扫选Ⅲ：水玻璃500g/t，氟硅酸钠300g/t，水杨羟肟酸100g/t，2号油5g/t。 [0023] 与现有技术相比，本发明的有益技术效果： [0024] 1.对于铌品位低、伴生稀土、硫铁矿且脉石含量高的难选铌矿，本发明可以促进铌矿物、稀土矿物、硫铁矿物、脉石矿物之间的有效分离，实现铌矿中铌、稀土、硫铁矿的综合回收。 [0025] 2.本发明中重选工艺采用新型微细粒重选设备—悬振锥面选矿机，该设备对比传统工艺采用的摇床，具有对细粒级(‑400目)重矿物分选效果好，处理量大，参数易调节，效率高等优点。 [0026] 3.本发明采用中矿集中再选工艺，对部分未单体解离的铌中矿进行再磨再选，可进一步提高铌精矿的综合回收率。 [0027] 4.本发明“强磁选预富集—磁选粗精矿重选再富集—重选精矿浮选分离”联合工艺流程，根据低品位铌矿的性质，将各工艺环节有机结合，并采用独特的药剂组合，实现了铌矿中铌、稀土和硫铁矿的综合回收，具有综合回收效果显著，操作简单，成本低、药剂用量少及绿色环保等优势。附图说明 [0028] 下面结合附图说明对本发明作进一步说明。 [0029] 图1为本发明一种从低品位铌矿中综合回收铌、稀土和硫铁矿的的选矿方法的工艺流程图。 具体实施方式[0030] 实施例1 [0031] 内蒙白云鄂博铌矿矿样1中有价组分主要为Nb2O50.10％，稀土总量8469g/t，Fe8.49％，S1.14％；脉石组分主要为SiO228.01％、CaO12.96％、MgO9.93％。主要有价金属矿物为铌铁矿、稀土和黄铁矿；主要脉石矿物为云母、白云石、长石和方解石。分选难点在于原矿品位低，脉石含量高，脉石矿物受到Fe元素浸染的程度较深。 [0032] 对白云鄂博铌矿矿样1，采用本发明的工艺流程，按如下步骤进行分选： [0033] (1)磨矿： [0034] 将矿样1破碎后磨矿至细度为‑0.038mm占87％，再调至矿浆浓度为30％； [0035] (2)强磁选预富集： [0036] 对步骤(1)中的矿浆进行强磁选预富集。采用立环高梯度磁选机进行一次强磁粗选(1.4T)，两次强磁扫选(扫选Ⅰ1.5T，扫选Ⅱ1.6T)。强磁粗选和扫选的冲洗水量12L/min，脉动次数250次/min。强磁粗选得到强磁粗选精矿，强磁扫选Ⅰ和强磁扫选Ⅱ的精矿合并为中矿1，强磁扫选Ⅱ的底流为尾矿1。 [0037] (3)磁选粗精矿重选再富集： [0038] 对步骤(2)中的强磁粗选精矿，采用重选设备悬振锥面选矿机进行两次精选，目的是对磁选粗精矿进一步进行富集。重选精选Ⅰ得到的中矿和尾矿合并为中矿2。重选精选Ⅱ得到的精矿和中矿合并为重选精矿1，重选精选Ⅱ的尾矿为中矿3。 [0039] 步骤(3)中重选精选Ⅰ的给矿量为15kg/h，锥面转动频率为10.1Hz，振动频率为12Hz；重选精选Ⅱ的给矿量为12kg/h，锥面转动频率为10.8Hz、振动频率为12Hz。 [0040] (4)中矿集中再选： [0041] 将步骤(2)中的中矿1和步骤(3)中的中矿2和中矿3合并，调浆后再磨至细度为‑0.074mm95％；将再磨后的矿浆调浆后依次进行强磁粗选、悬振锥面选矿机两次重选精选(Ⅰ和Ⅱ)；重选精选Ⅱ得到的精矿为重选精矿2，强磁粗选的底流为尾矿2，重选精选Ⅰ的中矿和尾矿合并为尾矿3，重选精选Ⅱ的中矿和尾矿合并为尾矿4，尾矿1至尾矿4合并得到总尾矿。 [0042] 步骤(4)中工艺参数为：强磁粗选的磁场强度1.4T，冲洗水量12L/min，脉动次数250次/min；重选精选Ⅰ的给矿量15kg/h，锥面转动频率10.2Hz，振动频率12Hz；重选精选Ⅱ的给矿量12kg/h，锥面转动频率10.8Hz，振动频率12Hz。 [0043] (5)重选精矿浮选分离： [0044] 将步骤(3)中的重选精矿1和步骤(4)中的重选精矿2合并得到重选精矿，该重选精矿为富含铌铁矿、稀土和硫铁矿的混合精矿。对重选精矿进行浮选分离，首先浮选脱硫：采用丁基黄药为捕收剂，2号油为起泡剂，浮选流程为一次粗选一次扫选，粗选和扫选的泡沫合并得到硫铁矿精矿；其次浮选稀土：采用水玻璃和氟硅酸钠为抑制剂，水杨羟肟酸为捕收剂，2号油为起泡剂，浮选流程为一次粗选三次扫选，粗选和扫选的泡沫合并得到稀土精矿；最后槽中的底流为铌精矿。 [0045] 步骤(5)中工艺参数为：硫粗选采用丁基黄药200g/t、2号油40g/t；硫扫选采用丁基黄药200g/t、2号油40g/t；稀土粗选采用水玻璃4000g/t、氟硅酸钠2500g/t、水杨羟肟酸900g/t及2号油20g/t；稀土扫选Ⅰ采用水玻璃2000g/t、氟硅酸钠1200g/t、水杨羟肟酸400g/t及2号油10g/t；稀土扫选Ⅱ采用水玻璃1000g/t、氟硅酸钠600g/t、水杨羟肟酸200g/t及2号油5g/t；稀土扫选Ⅲ采用水玻璃500g/t、氟硅酸钠300g/t、水杨羟肟酸100g/t及2号油5g/t。 [0046] 经过上述实施方式，对白云鄂博低品位铌矿矿样1获得的选矿综合指标为：铌精矿Nb2O5品位8.03％，铌回收率19.23％；稀土品位50.41％，回收率36.27％；硫铁精矿中S品位43.85％，S回收率20.49％。 [0047] 实施例2 [0048] 白云鄂博铌矿矿样2中有价组分主要为Nb2O50.093％，稀土总量8123g/t，Fe8.73％，S1.21％；脉石组分主要为SiO228.07％、CaO13.05％、MgO9.35％；主要有价金属矿物为铌铁矿、稀土矿物和黄铁矿；主要脉石矿物为云母、白云石、长石和方解石。白云鄂博铌矿矿样2的分选难点在于原矿铌品位低，脉石含量高，铌铁矿呈微细粒浸染分布，且与云母的连生关系较为紧密，单体解离度差。 [0049] 对白云鄂博铌矿矿样2，采用本发明的工艺流程，按如下步骤进行分选： [0050] (1)磨矿：将矿样2原矿破碎后磨矿至细度为‑0.038mm86％，再调至矿浆浓度为27％； [0051] (2)强磁选预富集： [0052] 对步骤(1)中的矿浆，采用立环高梯度磁选机先进行一次强磁粗选(1.4T)，两次强磁扫选(扫选Ⅰ1.5T，扫选Ⅱ1.5T)，强磁粗选和扫选的冲洗水量12L/min，脉动次数250次/min。强磁选的目的是对铌矿进行预富集。强磁粗选得到强磁粗选精矿，强磁扫选Ⅰ和强磁扫选Ⅱ的精矿合并为中矿1，强磁扫选Ⅱ的底流为尾矿1。 [0053] (3)磁选粗精矿重选再富集： [0054] 本实施例的步骤(3)同实施例1中的步骤(3)。 [0055] (4)中矿集中再选： [0056] 将步骤(2)中的中矿1和步骤(3)中的中矿2和中矿3合并，调浆后再磨至细度为‑0.038mm93％；将再磨后的矿浆调浆后依次进行强磁粗选、悬振锥面选矿机两次重选精选； 重选精选Ⅱ得到的精矿为重选精矿2，强磁粗选的底流为尾矿2，重选精选Ⅰ的中矿和尾矿合并为尾矿3，重选精选Ⅱ的中矿和尾矿合并为尾矿4，尾矿1至尾矿4合并得到总尾矿。 [0057] 步骤(4)中工艺参数为：强磁粗选的磁场强度1.5T，冲洗水量12L/min，脉动次数250次/min；重选精选Ⅰ的给矿量15kg/h，锥面转动频率10.3Hz，振动频率11.6Hz；重选精选Ⅱ的给矿量12kg/h，锥面转动频率10.8Hz，振动频率11.8Hz。 [0058] (5)重选精矿浮选分离： [0059] 将步骤(3)中的重选精矿1和步骤(4)中的重选精矿2合并得到重选精矿，该重选精矿为富含铌铁矿、稀土和硫铁矿的混合精矿。对重选精矿进行浮选分离，首先浮选脱硫：采用丁基黄药为捕收剂，2号油为起泡剂，浮选流程为一次粗选一次扫选，粗选和扫选的泡沫合并得到硫铁矿精矿；其次浮选稀土：采用水玻璃和氟硅酸钠为抑制剂，水杨羟肟酸为捕收剂，2号油为起泡剂，浮选流程为一次粗选三次扫选，粗选和扫选的泡沫合并得到稀土精矿；最后槽中的底流为铌精矿。 [0060] 步骤(5)中工艺参数为：硫粗选采用丁基黄药200g/t、2号油40g/t；硫扫选采用丁基黄药200g/t、2号油40g/t；稀土粗选采用水玻璃3500g/t、氟硅酸钠2000g/t、水杨羟肟酸800g/t和2号油20g/t；稀土扫选Ⅰ采用水玻璃1500g/t、氟硅酸钠1000g/t、水杨羟肟酸300g/t和2号油10g/t；稀土扫选Ⅱ采用水玻璃800g/t、氟硅酸钠500g/t、水杨羟肟酸200g/t和2号油5g/t；稀土扫选Ⅲ采用水玻璃500g/t、氟硅酸钠300g/t、水杨羟肟酸100g/t和2号油5g/t。 [0061] 经过上述实施方式，对白云鄂博低品位铌矿矿样2获得的选矿综合指标为：铌精矿(Nb2O5)品位8.32％，铌回收率为19.47％；稀土品位52.36％，回收率38.32％；硫铁精矿中S品位44.41％，S回收率20.93％。 [0062] 实施例3 [0063] 白云鄂博铌矿矿样3中主要含Nb2O50.121％，稀土总量7869g/t，Fe9.03％，S1.29％，SiO227.12％，CaO11.32％，MgO9.31％。主要有价金属矿物为铌铁矿、稀土和硫铁矿；主要脉石矿物为云母、白云石、长石和方解石。白云鄂博铌矿矿样3的特征是铌品位低，铌矿物嵌布粒度细且单体解离度差，采用常规选矿工艺铌矿物与脉石矿物分离困难。 [0064] 对白云鄂博铌矿矿样3，采用本发明的工艺流程，按如下步骤进行分选： [0065] (1)磨矿：将矿样3原矿破碎后磨矿至细度为‑0.038mm87％，再调至矿浆浓度为25％； [0066] (2)强磁选预富集： [0067] 对步骤(1)中的矿浆采用强磁选进行铌矿的预富集。采用立环高梯度磁选机进行一次强磁粗选(1.4T)，两次强磁扫选(扫选Ⅰ1.6T，扫选Ⅱ1.6T)。强磁粗选和扫选的冲洗水量12L/min，脉动次数250次/min。强磁粗选得到强磁粗选精矿，强磁扫选Ⅰ和强磁扫选Ⅱ的精矿合并为中矿1，强磁扫选Ⅱ的底流为尾矿1。 [0068] (3)磁选粗精矿重选再富集： [0069] 对步骤(2)中的强磁粗选精矿，采用重选设备悬振锥面选矿机进行两次精选(Ⅰ和Ⅱ)，目的是对磁选粗精矿进一步进行富集。重选精选Ⅰ得到的中矿和尾矿合并为中矿2。重选精选Ⅱ得到的精矿和中矿合并为重选精矿1，重选精选Ⅱ的尾矿为中矿3。 [0070] 步骤(3)中重选精选Ⅰ的给矿量为13kg/h，锥面转动频率为10.1Hz，振动频率为11.6Hz。重选精选Ⅱ的给矿量为10kg/h，锥面转动频率为10.1Hz、振动频率为11.5Hz。 [0071] (4)中矿集中再选： [0072] 将步骤(2)中的中矿1和步骤(3)中的中矿2和中矿3合并，调浆后再磨至细度为‑0.038mm90％；将再磨后的矿浆调浆后依次进行强磁粗选、悬振锥面选矿机两次重选精选； 强磁粗选的底流为尾矿2，重选精选Ⅱ得到的精矿为重选精矿2，重选精选Ⅰ的中矿和尾矿合并为尾矿3，重选精选Ⅱ的中矿和尾矿合并为尾矿4，尾矿1至尾矿4合并得到总尾矿。 [0073] 步骤(4)中工艺参数为：强磁粗选的磁场强度为1.6T，冲洗水量12L/min，脉动次数250次/min；重选精选Ⅰ的给矿量12kg/h，锥面转动频率10.1Hz，振动频率11.7Hz；重选精选Ⅱ的给矿量12kg/h，锥面转动频率10.5Hz，振动频率11.5Hz。 [0074] (5)重选精矿浮选分离： [0075] 将步骤(3)中的重选精矿1和步骤(4)中的重选精矿2合并得到重选精矿，该重选精矿为富含铌铁矿、稀土和硫铁矿的混合精矿。对重选精矿进行浮选分离，首先浮选脱硫：采用丁基黄药为捕收剂，2号油为起泡剂，浮选流程为一次粗选一次扫选，粗选和扫选的泡沫合并得到硫铁矿精矿；其次浮选稀土：采用水玻璃和氟硅酸钠为抑制剂，水杨羟肟酸为捕收剂，2号油为起泡剂，浮选流程为一次粗选三次扫选，粗选和扫选的泡沫合并得到稀土精矿；最后槽中的底流为铌精矿。 [0076] 步骤(5)中工艺参数为：硫粗选采用丁基黄药200g/t、2号油40g/t；硫扫选采用丁基黄药100g/t、2号油20g/t；稀土粗选采用水玻璃3000g/t、氟硅酸钠1500g/t、水杨羟肟酸700g/t和2号油20g/t；稀土扫选Ⅰ采用水玻璃1000g/t，氟硅酸钠800g/t、水杨羟肟酸200g/t和2号油10g/t；稀土扫选Ⅱ采用水玻璃600g/t、氟硅酸钠400g/t、水杨羟肟酸100g/t和2号油5g/t；稀土扫选Ⅲ采用水玻璃500g/t、氟硅酸钠300g/t、水杨羟肟酸100g/t和2号油5g/t。 [0077] 经过上述实施方式，对白云鄂博低品位铌矿矿样3获得的选矿综合指标为：铌精矿(Nb2O5)品位8.43％，铌回收率为19.82％；稀土品位54.8％，回收率39.83％；硫铁精矿中S品位44.57％，S回收率21.35％。 |
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