浮选回收尾矿稀土的试验研究

1、从浮选尾矿中回收稀土的试验研究摘要矿产资源是工农业生产所需原料的首要来源。随着社会不断进步和国民经济的不断发展，对原料的需求量与日俱增，从而对矿产资源的开采利用幅度日益加大，导致矿产资源日益枯竭。矿物加工过程中产生大量尾矿，因此，从尾矿中提取有价值元素的研究，对于资源综合利用，提高资源利用率具有重要意义。内蒙古白云鄂博矿是以铁、稀土、铌和萤石为主，并含有磷、钾、钪等多金属共生的大型矿床，其中稀土氧化物储量近亿吨，居世界第一位。现阶段，白云鄂博基本不生产稀土矿石，包钢所需的稀土原料来自氧化矿选铁尾矿，即使这样每年的稀土回收率也只有56%，大量的稀土随尾矿堆置于尾矿坝，造成了稀土资源的极大浪费。本

2、课题组从包钢稀土浮选尾矿中取样，经分析发现其中稀土氧化物的品位为5.8%，有必要进行稀土的再选。本文以羟肟酸类药剂作为捕收剂，进行了从包钢稀土浮选尾矿中回收稀土的试验研究。考察了药剂制度、矿浆pH、磨矿细度、浮选温度、矿浆浓度等因素对浮选指标的影响。试验结果表明，浮选尾矿由于表面吸附有药剂，目标矿物和脉石矿物间可浮性差异变小，不进行矿物表面预处理时，难以获得理想的浮选指标。用硫化钠进行表面脱药处理，在最佳药剂制度、矿浆pH、磨矿细度、浮选温度和矿浆浓度的条件下，经一次浮选，可得REO品位为34.66%、回收率为44.24%的稀土粗精矿。本文的研究结果为包钢稀土浮选尾矿中稀土资源的回收利用开辟了

3、一条途径。关键词： 浮选；稀土；综合利用 The experimental study ofRelycles the rare earth from the flotation tailing ABSTRACT Industrial and agricultural production of mineral resources is the primary source of raw materials. As society continues to progress and development of the national economy, increasing demand fo

4、r raw materials, thus the use of mineral resources exploitation rate growing, leading to mineral resources have depleted. Because of the mineral processing produced a large number of mineral processing tailings, therefore, extracted from the tailings are added elements, for comprehensive utilization

5、 of resources and improving resource utilization is important. BayanObo in Inner Mongolia is iron ore, rare earth, niobium, and fluorite-based and contains phosphorus, potassium, scandium and many other large deposits of metal symbiosis, in which nearly 100 million tons of rare earth oxide reserves,

6、 ranking first in the world. This stage, the Bayan Obo rare earth ore basic does not produce of rare earth, Baotou Steel Rare Earth materials required Tailings from oxide ores, the recovery of rare earth each year is only 5 to 6%, a large number of rare earth with the tailings pile in tailings dam,

7、causing a waste of rare earth resources. The research group from the Baotou Rare Earth flotation tailings as sample, after analysis found that rare earth oxides 5.8% grade, it is possible for re-election of rare earth. In this paper, hydroxamic acids as flotation agents to carry out flotation tailin

8、gs from the Baotou Rare Earth Recovery Study. Inspected the pharmaceutical system, slurry pH, grinding fineness, flotation temperature, slurry concentration on flotation index. The results show that the flotation tailings due to surface adsorption agent, the target mineral and gangue minerals floata

9、bility difference between the smaller, not to mineral surface pretreatment, hardly to get the ideal flotation targets. the surface with sodium sulfide drug treatment, in the best pharmacy system, slurry pH, grinding fineness, temperature and pulp density flotation conditions, through a flotation, th

10、e availability of REO was 34.66%, recovery was 44.24 % coarse concentrate of rare earth. The results of this study of flotation tailings for the Rare-Earth Recycling have opened up in another way.Key words: flotation；rare earth；utilization目录摘要IABSTRACTII第一章 绪论- 1 -1.1 本课题的研究背景- 1 -1.2本课题的研究前景- 1 -1.

11、3本课题的研究意义- 2 -第二章 文献综述- 3 -2.1引言- 3 -2.2白云鄂博稀土资源的基本特征- 3 -2.3白云鄂博稀土资源综合利用现状- 4 -2.4本课题的提出及研究内容- 6 -2.5 本章小结- 8 -第三章 实验部分- 9 -3.1 实验主要设备和原料- 9 -3.1.1 设备- 9 -3.1.2 原料- 9 -3.2 实验方法- 10 -第四章 实验结果及讨论- 11 -4.1 脱药处理对浮选指标的影响- 11 -4.2 调整剂用量对浮选指标的影响- 11 -4.3 矿浆pH对浮选指标的影响- 13 -4.4矿浆浓度对浮选指标的影响- 14 -4.5温度对浮选指标的影

12、响- 14 -4.6磨矿粒度对浮选指标的影响- 15 -4.7结论- 16 -参考文献- 17 -附录A- 19 -致谢-34-第一章 绪论1.1 本课题的研究背景 包头白云鄂博矿床是以铁、稀土、铌为主的大型多金属共生矿床。其中，稀土储量位居世界第一位，铌储量居世界第二位。其矿石物质成分十分复杂，现已发现有73种元素、170余种矿物，其中具有综合利用价值的元素有28种，铁矿物和含铁矿物20余种，稀土矿物16种，铌矿物20种。包钢选矿厂自投产以来，进入尾矿坝中的稀土氧化物达到数百万吨。包钢选矿厂尾矿堆放在占地十多平方公里的尾矿坝中，基本没有防渗漏和防飞扬设施，对周围环境造成了污染，而且内蒙古是北

13、京沙尘暴源地之一。因此，充分回收尾矿中的稀土，提高包钢资源的综合利用率是非常必要的。 包钢选矿厂尾矿坝中的尾矿主要为前期生产抛弃的尾渣和近10年来选矿后的尾矿，由于技术条件的限制和选铁后的相对富集，尾矿中稀土氧化物(REO)的平均品位在5.8%左右，与稀土原矿品位相当，其价值相当可观，近几年已有科研单位对其进行了稀土回收试验。为了寻求简易可行的选矿流程，有效地利用这部分宝贵资源，对包钢选矿厂尾矿坝的尾矿进行了稀土选矿回收试验，确定了浮选回收稀土的简单流程。 1.2本课题的研究前景 本课题充分利用包头当地丰富的矿产资源（稀土等）开发稀土产品，具有得天独厚的先天有利条件，其产品都是社会经济发展所必

14、需的，可满足或弥补国内外市场的需求。 信息、生物、新材料、新能源、空间和海洋被当代科学家推为六大新科技群，人们之所以重视稀土、研究稀土、开发稀土、就是为稀土元素在这六大科技群中都有其施展本领的天地。然而稀土元素毕竟还是一组尚不被人们完全认识的元素，这就需要下大力气去研究、认识它们，从而去撑握它们，使它们对人类有更大的贡献。 目前稀土的市场行情很是看好,无论是在国内还是在国外稀土一直是备受重视的能源材料。随着能源的开发利用稀土资源的减少对于稀土尾矿中再回收稀土是一种必然的途径。1.3本课题的研究意义 随着我国经济的快速发展和矿产资源的日益枯竭,开发环境友好型的金属二次资源的高效分离技术以及循环利

15、用技术,提升我国金属资源的综合利用水平,缓解资源、能源以及环境的压力,对实现我国短缺金属的二次循环利用,促进我国冶金工业的可持续性发展，推动我国循环经济发展和循环型社会的建立具有重要意义。因此本实验通过单一的浮游选矿法提高稀土品位,从而达到资源的有效利用和减少资源的浪费,一定程度上避免尾矿对环境的污染。矿产资源的综合利用已经成为一种能源问题和社会问题，特别是尾矿中的有用金属的回收已经是矿产资源的综合利用强有力的手段，对于尾矿的回收必定是今后能源发展的主要趋势。 总之，尾矿的综合利用是关系到我国社会和经济可持续发展的重大科学技术难题之一，也是矿产资源综合利用科学的世界性难题。世界自然资源是有限的

16、，随着尾矿分离技术的进一步研究和攻克，这些堆积如山的尾矿必将成为世界资源新的宝藏。第二章 文献综述2.1引言 自1751年瑞典化学家Cronstedt A 发现硅铈石，17871794 年瑞典业余矿物学家Ar2rhenus C A 和芬兰化学家加多林Y 发现硅铍钇矿以来，经过200多年各国化学家及矿物学家的努力，已查明世界上有200多种稀土矿物.稀土在地壳中的丰度为0.01%0.02%，其中镧、铈、钕、钇在火成岩和地壳上部的丰度比钨、钼、钴、铅都多1 ，所以稀土矿物并不稀少。1927年7月我国地质学家丁道衡先生随中瑞科学考察团去西北考察途经乌兰察布盟草原白云鄂博时发现了该铁矿，1935年我国地

17、质学家何作霖教授取回的矿石标本中找到了两种稀土矿物，新中国成立后，华北地质局241地质队对主东矿进行了详勘，确定了铁矿及稀土氧化物储量，表明白云鄂博为大型铁矿及特大型稀土矿床，1959年何作霖教授参加中苏合作队，深入的研究他发现的2种稀土矿物，一为氟碳铈矿，另一为独居石2。3，此后，地质学家和化学家们相继在白云鄂博矿中找到了12种稀土矿物，其中有工业应用价值的主要为氟碳铈矿和独居石等轻稀土矿物。白云鄂博矿稀土氧化物的储量比美国帕斯山(Mauntain Pass)单一氟碳铈矿大得多，是世界上最大的稀土矿床。中国是世界稀土资源大国，稀土工业储量3600万t(以REO计)，占世界工业储量的80%，而

18、包头矿稀土储量占我国稀土工业储量的90%(有资料表明世界稀土远景储量为工业储量的45倍)。1997年，中国生产稀土精矿5.325万t(REO)，占世界总产量的70%4 ，而包钢选矿厂稀土精矿产量约占全国生产总量的68%。可见，包钢选矿厂稀土生产在国内外稀土工业中具有重要地位。2.2白云鄂博稀土资源的基本特征我国是一个稀多种矿物，矿石类型多，其中稀土储量居世界之首，稀土矿物约有15种之多，我国作为稀土资源大国，稀土储量居世界首位。包头白云鄂博不仅铁储量巨大，而且稀土储量占我国总储量的95%以上5。白云鄂博矿床系沉积变质2热液交代的铁、稀土、铌多金属共生大型矿床，已发现有71种元素、170余种矿物

19、，稀土矿物主要为氟碳铈矿和独居石轻稀土混合矿，比例为73或64，约占全国稀土储量的80%。有用矿物之间共生关系密切，嵌布粒度细小，稀土矿物粒度一般在0.0740.01mm之间。矿石中有用矿物主要有磁铁矿、赤铁矿、氟碳铈矿、独居石、铌矿物等，主要脉石矿物有钠辉石、钠闪石、方解石、白云石、重晶石、磷灰石、石英、长石等。根据矿石主要元素铁，铌，稀土的分布情况，矿物共生组合，矿石结构特征及分布的广泛程度将含稀土矿石分为以下9种类型： 块矿铌稀土铁矿石； 条带状萤石型铌稀土铁矿石； 钠辉石型铌稀土铁矿石； 钠闪石型铌稀土铁矿石； 白云石型铌稀土铁矿石； 黑云母型铌稀土铁矿石； 钠辉石型铌稀土矿石； 白云

20、石型铌稀土矿石； 透辉石型铌稀土矿石6。我国白云鄂博的稀土矿床是多金属矿床，其工艺矿物学特征概括讲有四大特点：多，贫，细，杂。 "多"指矿石中元素组成多，矿物组成多。 “贫”就铁而言，铁品位不高，其全铁品位在30%左右。 “细”，即指矿石中有用矿物的结晶粒度细，稀土矿物的粒度在0.010.06mm之间。 “杂”，就目前主东矿而言，矿石中矿物组成变化大矿石种类复杂。由于白云鄂博的这些工艺矿物学特征，给矿物矿石的分离，提取带来了很多困难。目前，白云鄂博的地质矿物概况已基本查清，它具有化学元素多，矿物种类多；矿物嵌布粒度细，共生关系密切，互相侵染呈微小包裹体显著；脉石矿物与有用矿

21、物的物理化学性质相近，可选性差异小；矿石类型多等特点7。 白云鄂博矿矿石中的稀土元素有90%以上呈独立矿物形式存在，约有4%7%的稀土元素分散于铁矿物和萤石中。稀土元素以铈矿元素为主，其中镧、铈、钕氧化物含量占稀土氧化物总量的88.5%92.4%，钇族元素含量很少属于典型的轻稀土矿物。稀土矿物主要有:氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、氟碳铈钡矿、黄河矿、镧石、氟碳钡铈矿、独居石、磷镧镨矿等，其中以氟碳铈矿及独居石为主，矿石中的稀土在这两类稀土矿物中的分布率为73.14%96.05%8。2.3白云鄂博稀土资源综合利用现状 稀土被人们誉为新世纪高科技及功能材料的宝库，它是发展高新技术的战略性元素。我国是世界公

22、认的稀土大国，据有关资料显示9，现在我国稀土产业在世界上占有四个第一。 资源储量第一，占世界的45%左右； 产量第一，稀土产量占世界稀土商品量的80%以上； 销售量第一，60%以上的稀土产品出口到国外； 用量第一，从中低档初级产品到深加工高档产品都能生产供应，新材料领域的应用量已占总消费量34%。我国已经成为世界上唯一的可以大量供应各种不同品种、不同品级稀土产品的国家，在世界稀土市场上具有支配和主导地位。但是，虽然我国稀土储量巨大，然而随着开采的加大，利用的增多，导致稀土资源逐渐匮乏，所以综合利用稀土已经成为目前稀土选矿所面临的重要问题10, 11。白云鄂博矿石分为多种类型，入选矿石的矿物组成

23、变化较大，工艺过程较难稳定。同时，矿物种类多、矿物组成复杂、嵌布粒度细，这给分选造成较大困难。选矿工艺必须同时考虑铁与稀土矿物的综合回收，稀土选矿工艺不具有独立性，选矿工艺流程必须具有较强的适应性。包钢及全国的选矿科研人员，对包钢选矿厂的工艺进行了多次改进，稀土选矿工艺研究也随着选铁工艺的不断改进而进行变化，同时针对包头矿稀土矿物赋存的特点在选矿工艺上进行了多年的攻关，确定了目前的工艺流程。下面简要介绍一下白云鄂博白云鄂博矿稀土选矿工艺流程的创新与发展概况。 还原焙烧磁选浮选重选工艺在还原气氛中磁化焙烧将赤铁矿(Fe2O3)变为磁铁矿(Fe3O4)，磨矿至<0.074 mm 占95%，经

24、弱磁选选出含铁大于60%的铁精矿，弱磁选尾矿经浮选选出萤石、重晶石、方解石等，作为尾矿，其浮选槽内沉矿送矿泥摇床重选，得重产品稀土精矿。1959年在长沙矿冶研究院进行的扩大连选试验中首次得到w(REO)40%的稀土精矿，并于1965年在包钢进行了半工业试验。该工艺虽能得到高品位铁精矿及较高品位的稀土精矿，但由于工艺流程复杂，投资成本高未能在生产上得到应用。 弱磁选半优先半混合浮选重选工艺原矿石磨矿至<0.074mm占90%，先弱磁选选出部分磁铁矿铁精矿，尾矿(含赤铁矿、稀土矿物)浓缩后用脂肪酸类作捕收剂进行半优先、半混合浮选，混合浮选的泡沫送矿泥摇床重选得到w(REO)=20%30%的稀

25、土精矿，该流程在包钢从1970年起一直应选矿厂用到1978年。由于混合浮选稀土回收率只有20%30%，重选的作业回收率为30%，因此对原矿的回收率只有6%9%。 弱磁选半优先半混合浮选重选浮选工艺在用烷基羟肟酸铵浮选稀土矿物未成功以前，用脂肪酸类捕收剂浮选重选精矿中的稀土矿物效果不佳，1978年开始用烷基羟肟酸铵浮选重选精矿效果良好，可获得w(REO)60%的稀土精矿，在工业生产上取得了重大突破.由于环烷基羟肟酸铵较C59烷基羟肟酸稳定，效果更好，从1979年后选矿厂主要使用环烷基羟肟酸铵，由于分选性能更好的H205的出现，1986年采用H205作捕收剂从重选精矿中浮选稀土矿物，得到w(REO

26、)=60%62%的稀土精矿，重选精矿回收率为74%左右。重选精矿用H205作捕收剂浮选，稀土精矿品位得到了很大提高，虽然浮选作业的回收率也提高很多，但是，由于分选性能更好的H205的出现，1986年采用H205作捕收剂从重选精矿中浮选稀土矿物，得到w (REO)=60%62%的稀土精矿，以w(REO)=60%62%的稀土精矿对原矿的回收率理论计算也只有3%5%，该工艺流程一直用到1992年. 弱磁选强磁选浮选工艺原矿石磨矿至<0.074mm占92%左右，先弱磁选选出磁铁矿，其尾矿经浓缩后经Shp直径小于3200mm湿式强磁选机选别(1.4T)一次粗选一次精选，精选尾矿即强磁中矿w (RE

27、O)=9%12%作为入选稀土原料.采用水玻璃、J102，H205组合药剂，经一次粗选、一次扫选、二次精选生产实际得到w (REO)=55.62%、稀土回收率为12. 55%的稀土精矿和w (REO)=34.09%，稀土回收率为6.01%的次精矿，对原矿总回收率18.56%，是所述流程稀土回收率的34倍，对强磁中矿的作业回收率为72.75%稀土精矿品位随市场需要可以进行调整。1990年后已先后将包钢选矿厂处理氧化铁矿石的5个选矿生产系列全部按该工艺改造生产至今，生产效果良好。包钢选矿厂由于稀土浮选药剂及选矿工艺的研究创新与发展，达到了年产稀土精矿34万t(以REO计)，能完全满足国内及出口对稀土

28、的需要12-14。2.4本课题的提出及研究内容随着矿产资源的日益枯竭，尾矿将变成重要资源，尾矿的综合利用已成为刻不容缓的问题。白云鄂博共生矿的稀土矿是是我国稀土工业的主要原料基地，其稀土选矿研究生产实践直接及影响我国稀土工业的发展。包钢选矿厂自投产以来，主要回收该矿石中的铁矿物,其次回收部分稀土矿物，目前稀土精矿年产量已占国内产量的三分之二左右，多达4万吨。包钢选矿厂稀土生产是在选铁主流程的中间产品或丢弃物中回收稀土，生产成本相对较低，生产工艺相对简单，年入选矿石总量中稀土氧化物达几十万吨。然而，因市场有限，目前从强磁中矿、尾矿中回收稀土的回收率也只有56%。绝大部分稀土资源进入尾矿坝，造成稀

29、土资源的浪费。因此,从尾矿中回收稀土具有重要意义。1978年，广州有色金属研究院13在包钢尾矿坝回水泵站附近取700kg矿样，采用碳酸钠、水玻璃、氟硅酸钠、羟肟酸等药剂组合经一次粗选、五次精选和强磁、反浮最终获得品位为62.77%、收率为42.34%的稀土精矿和品位为29.99%，收率36.52%的稀土次精矿。1980年，北京有色冶金设计研究总院14在稀土三厂先后作了两个小型试验和初步半工业试验，并于1981 年进行了设备负荷试车，采用分级脱泥、单一浮选流程，和碳酸钠、水玻璃、氟硅酸钠、羟肟酸、PF-100的药剂组合最终获得品位为61.24%、收率为44.37%的稀土精矿和品位为34.69%、

30、收率为15.22%的稀土次精矿。2002年，张文华 15采用重选-浮选联合流程和单一浮选流程富集包钢选矿厂尾矿坝中的稀土。经联合流程处理，稀土品位由原来的7%提高到47.3%；采用单一浮选流程时，以水玻璃为脉石矿物抑制剂，H205和318#为捕收剂，通过一粗一扫二次精选流程，稀土精矿品位可达43.8%，回收率为59.72%。2004年，王云飞16等利用包钢选矿厂生产铁精矿后剩余的尾矿和脱溢，通过再磨- 弱磁选-反浮选回收铁精矿，通过一次粗选、二次精选回收稀土精矿，从而得到品位为62.11%的铁精矿和品位为50.00%的稀土精矿。1999年，李英霞 17采用以浮选为主的联合流程从包钢强磁尾矿中综

31、合回收稀土。该流程中先用浮选方法，以S1和H205为组合捕收剂，从REO为8.5%的强磁尾矿中获得品位为为36.70%、收率为57.34%的稀土精矿。2003年，方军18等对磁铁矿尾矿选稀土进行工艺流程改进，经一次粗选、二次精选选别，获稀土精矿品位52%。增加精选次数，可生产品位为60%的稀土精矿。东北大学王之昌教授于2005年开始从事利用化学方法从包钢选矿厂总尾矿中富集及提取稀土的研究工作，取得了可喜的成绩。首次在低温(400至500)下(低于尾矿中稀土的氯化温度)通过碳热氯化反应 19-21 使尾矿中的铁、铌、钙、钡、镁等元素氯化而除去，从而达到提高稀土品位的目的。本课题组从包钢选矿厂稀土

32、浮选尾矿中取样，经分析发现其中稀土氧化物的品位为5.80%，稀土仍具有回收利用价值。然而，浮选尾矿由于表面吸附有药剂，目标矿物和脉石矿物间可浮性差异变小，再进行浮选回收稀土存在难度。针对此况，本文对尾矿进行了表面脱药处理，再通过浮选进行了从稀土浮选尾矿中回收稀土的试验研究。2.5 本章小结 我国矿产资源总的特点是：总量大，但人均拥有量低；种类齐全但结构不合理；分布相对集中，但与经济区域不匹配；在部分用量大的支柱性矿产中贫矿和难选矿多，开发利用难度大，利用成本高。我国在珍惜资源和合理利用资源方面存在的问题非常严峻。现阶段我国能源利用率只有30，矿产资源的综合回收率平均不超过50，能源消耗系数比发

33、达国家高48倍。矿产资源浪费又给矿产资源和矿业发展带来危机。资源浪费的结局必将导致资源的大量进口和矿山资源的尽快枯竭。我国是一个资源短缺的国家 ,必须转变传统的矿产资源开发模式,走可持续发展的道路。这就要求各选矿厂要加强同高校及科研部门的配合,从矿山资源特点和条件出发,以资源化、无害化为原则,以开发高附加值、多功能新材料作为技术攻关的核心,加强新技术新工艺的开发与应用,这样尾矿的开发利用必将会产生巨大的经济效益和社会效益。第三章 实验部分3.1 实验主要设备和原料 设备磁力加热搅拌器：78-1型，北京科伟永兴仪器有限公司。变频单槽浮选机：XFD-0.75、XFD-1型，厦门市程功矿业设备制造有

34、限公司。多用真空过滤机：XTLZ型，四川省地矿局102厂制造。电热恒温水浴锅：DZKW-D-2型，北京市永光明医疗仪器厂。电热板：SC404-3.6型，厦门市程功矿业设备制造有限公司。实验室PH计：PHSJ-3F型，上海精科。行星式球磨机：QM-3SP2型，南京大学仪器厂。错误！未找到引用源。电子天平：JA2003B型，上海越平科学仪器有限公司。 原料本次实验用的稀土尾矿源自包钢稀土浮选尾矿，主要的稀土矿产自白云鄂博主东矿区。主要成分见表3.1、3.2。表3.1 原料的化学成分（）元素TFe FeO SiO2pS FK2O Na2O 含量18.401.5015.671.012.46 12.85

35、0.46 1.36元素CaOMgO Al2O3MnOBaO Nb2O5 REO 烧减含量25.951.801.680.783.58 0.185.80 3.96表3.2 原料主要矿物组成（）矿物磁铁矿赤铁矿褐铁矿氟碳铈矿独居石萤石 铌矿物含量3.721.07.84.12.0 13.4 0.5矿物云石钠辉石钠闪石石英长石云母重晶石 磷石灰含量15.27.43.211.56.0 1.8 1.93.2 实验方法称取一定量稀土浮选尾矿放入在搅拌槽中，加水调浆，加入一定量的硫化钠，进行搅拌。搅拌后的矿浆进行抽滤、烘干。烘干后的矿在行星式球磨机中进行球磨，控制球磨时间，获得-200目组分含量分别为80%、8

36、5%、90%和95%的矿，以备浮选用。准备好的矿在XFD-0.75变频单槽浮选机中进行浮选试验。第四章 实验结果及讨论4.1 脱药处理对浮选指标的影响所用原料为包钢稀土浮选尾矿，本文进行了直接浮选和脱药浮选，二者指标见表4.1。表4.1 直接浮选和脱药浮选指标对比精矿尾矿给矿精矿REO%尾矿REO%精矿REO收率%直接浮选16.483.610017.28 4.549.3 脱药浮选7.5392.4710034.66 3.144.2由表可见，直接浮选精矿REO%只有17.28%，说明浮选选择性较差。脱药浮选的精矿REO%为34.66%，较前者有了显著提高。若进行几次精选，有望获得高品位稀土精矿。造

37、成这种结果的根本原因在于，浮选尾矿表面吸附有药剂，使稀土矿物和脉石矿物的表面性质趋于一致，可浮性差异变小，导致浮选选择性变差，因此，直接浮选难以获得理想指标。预先进行表面脱药处理，使原来吸附在表面的药剂脱除掉，暴露出矿物天然的表面，再进行浮选，可获得较好指标。4.2 调整剂用量对浮选指标的影响浮选使用调整剂为水玻璃和氟硅酸钠。前者为脉石矿物的抑制剂，后者为稀土矿物的活化剂。图4.1、4.2分别给出二者用量对浮选指标的影响。 图4.1 水玻璃用量对精矿指标的影响由图4.1可见，随着水玻璃用量的增大，精矿品位呈逐渐升高趋势。对精矿稀土收率影响规律为：当水玻璃用量较小时，收率保持稳定，当继续加大用量

38、时，收率急剧下降。原因在于：当用量较小时，水玻璃选择性抑制了脉石矿物，因此，随着用量的加大，收率稳定而品位逐渐升高；当水玻璃用量进一步加大时，由于量大，开始抑制稀土矿物，致使稀土收率急剧下降。图4.2 .氟硅酸钠用量对精矿指标的影响由图4.2可见，随着氟硅酸钠用量的增大，精矿品位逐渐升高。收率则呈下降趋势。氟硅酸根离子与稀土离子在矿物表面生成难溶物，强化了与捕收剂的作用强度，从而实现活化。这就是氟硅酸钠活化稀土矿物的机理。然而，每个氟硅酸根离子中存在6个氟原子，氟的电负性很高，很容易与水中氢原子形成氢键，导致矿物表面亲水，使其受到抑制。因此，当氟硅酸钠用量较少时，对稀土矿物产生较好的活化作用，

39、当用量较大时，抑制作用开始显现。这就解释了图4.2中氟硅酸钠用量对精矿指标的影响情况。本文采用捕收剂羟肟酸用量为4kg/t的前提下，设计了正交实验，考察了抑制剂水玻璃和活化剂氟硅酸钠用量对浮选指标的影响，最终得出最佳药剂制度为：捕收剂4kg/t、水玻璃1.25kg/t、氟硅酸钠1.75kg/t。采用该药剂制度，通过一次浮选，从REO%为5.8%的稀土浮选尾矿中获得REO%为34.66%、收率为44.24%的稀土精矿。4.3 矿浆pH对浮选指标的影响图4.3给出了在不同矿浆pH下浮选的结果。对于离子型捕收剂而言，矿浆pH对浮选的影响在于，pH达到一定大小，才能电离出浮选的有效组分，此时捕收剂方能

40、吸附于矿物表面进行浮选。当矿浆pH过大时，矿物表面也带负电荷，由于静电排斥，不能发生药剂吸附，从而不能进行有效浮选。本文采用的羟肟酸其pKa值为8.9，即，当pH大于8.9时，矿浆中的捕收剂的优势组分为浮选有效组分，即羟肟酸根离子。因此，应在大于8.9的矿浆pH 下进行浮选。图4.3体现了这种规律。可见，最宜矿浆pH为9.5。图4.3 PH值对精矿指标的影响4.4矿浆浓度对浮选指标的影响图4.4给出了不同矿浆浓度下的浮选结果。由图可见，随着矿浆浓度的增大，精矿稀土品位先升高，后下降。收率则呈一直上升趋势。矿浆浓度较低时，由于矿浆中存在大量的水，矿粒表面水化程度较强，使矿物亲水而难浮，因此，当矿

41、浆浓度开始增大时，精矿品位有所上升。当矿浆浓度进一步增大时，单位体积矿浆中的矿粒数增多，目标矿物向气泡粘附的几率增大，因此，随着矿浆浓度的增大，收率呈上升趋势。然而，矿浆浓度较大时，机械夹杂和矿泥罩盖较严重，使精矿品位下降。因此，出现了精矿品位随着矿浆浓度的升高而先升高后下降的现象。由图可见，将矿浆浓度控制在31%33%范围内为宜。图4.4 不同矿浆浓度对精矿指标的影响4.5温度对浮选指标的影响图4.5给出不同温度下的浮选结果。温度对浮选指标的影响在于，升温加剧分子的热运动，有利于药剂在矿浆中的分散，对提高浮选指标有利。但若温度过高，一方面使矿物溶解度增大，使其亲水而难以上浮；另一方面，高温使

42、气泡内压力过高，使气泡不稳定，容易破灭。这两种因素都会恶化浮选指标。此外，高温导致高能耗，影响浮选的经济指标。由图4.5可见，试验结果符合上述规律。浮选最宜温度为3941。图4.5 不同温度对精矿指标的影响4.6磨矿粒度对浮选指标的影响粒度对浮选的影响在于，矿物只有磨至其嵌布粒度，才能使目标矿物单体解离，这样才能保证浮选对目标矿的的选择性。然而，过于细小的矿物，因其质量小、动量小，与气泡碰撞、粘附几率小，浮选速率低，浮选回收率低。此外，质量小引起细粒混杂，降低精矿品位，比表面积大引起对药剂非选择性吸附，增大药剂消耗。因此，过细的粒度会恶化浮选效果。考虑到白云鄂博稀土矿物嵌布粒度较细（0.074

43、0.01mm），只有在-200目时才能使大部分稀土矿物达到单体解离。因此，本文对尾矿进行球磨，控制球磨时间，分别得到了-200目含量为85%、90%和95%的矿（原矿为80%）。不同-200目含量矿物浮选指标见图4.6。由图4.6可见，随着-200目含量的增大，精矿稀土品位和收率均显著下降。这暗示着，球磨过程中可能产生了较多的细粒，使矿物发生泥化，导致浮选指标的恶化。因此，在评价磨矿细度对浮选指标的影响时还应考虑细粒矿物（主要指浮选困难的细粒矿物）的含量。图4.6 磨矿粒度对精矿指标的影响4.7结论 通过本文的研究得出以下结论：（1）包钢稀土浮选尾矿中含有5.8%的稀土氧化物，具有回收利用价值

44、。（2）由于稀土浮选尾矿表面吸附有药剂，目标矿物与脉石矿物间可浮性差变小，对其进行直接浮选难以获得理想的选矿指标。（3）对尾矿进行表面脱药处理，再进行浮选，可显著提高浮选指标。（4）对于表面脱药处理的尾矿在药剂制度为捕收剂4kg/t、活化剂1.75kg/t、抑制剂1.25kg/t、起泡剂为30g/t，温度为40，矿浆浓度为33%，矿浆pH为9.5的条件下，经一次浮选即可得品位为34.66%、收率为44.2%的稀土精矿。建议对精选进行若干次精选，有望获得高品位稀土精矿。参考文献1 张培善，陶克捷.中国稀土矿物学M.北京：科学出版社，1998.3-4. 2 余永富,邓育民.白云鄂博中贫氧化矿石选矿

45、综合回收铁、稀土选别新工艺工业试生产实践J.金属矿山,1992.9-10.3 徐光宪. 稀土M.北京:冶金工业出版社,1995.4-5. 4 文开元.中国稀土国际现状及国际合作J.稀土技术与贸易国际论坛，1998.9-11.5 中国稀土资源综合开发利用与可持续发展学术研讨会论文集C.昆明：地采选专业委员会，2004.4-7.6 林东鲁，李春龙，邬虎林.白云鄂博特殊矿采选冶工艺攻关与技术进步M.冶金工业出版社.7 余永富.白云鄂博大型多金属共生矿选矿研究回顾与展望J.矿冶工程，1992.12（1）：69-70.8 车丽萍，侯运炳，程建忠.白云鄂博矿床稀土资源的合理开发及综合利用J.稀土，2007

46、.28（1）：70-72.9 黄小卫,李红卫,薛向欣等.我国稀土湿法冶金发展状况P.及研究进展J.中国稀土学报,2006.24(2):129.10 刘余九.中国稀土产业技术发展战略的研究J.稀土，2002.23（4）：69-71.11 侯宗林.我国稀土资源开发利用与可持续发展A.中国稀土资源综合开发利用与可持续发展学术研讨会论文集C.昆明：地采选专业委员会，2004.4-7.12 余永富.我国稀土矿选矿技术及其发展J.中国矿业大学学报,2001.30（6）：538-540.13 常祝春，吴应南.包钢尾矿坝尾矿综合回收研究A.第三届全国选矿学术会议论文集C，1982.126132.14 纪文化.

47、从尾矿中回收稀土的研究及其经济效果A.第三届全国选矿学术会议论文集C，1982.101111.15 张文华，郑煜，秦永启. 包钢选矿厂尾矿的稀土选矿J.湿法冶金，2002.21(3):3638.16 王云飞，方军.回收尾矿中有用成分的实践探讨J.包钢科技，2004.30(4):57.17 李英霞.从包钢强磁尾矿中回收稀土和铌的研究J.广东有色金属学报，1999.9(2):101105.18 方军，赵德贵.包钢选矿厂磁铁矿尾矿选稀土的探讨J.金属矿山，2003(3):4749.19 Zhang L Q，Wang Z C，Tong S X，et al. Rare Earth Extraction

48、from Bastnaesite Concentrate by Stepwise Carbochbrination-ChemicalVapor Transport-OxidationJ. Metallurgical and Materials Transactions B，2004，35B:217221. 20 Wang Z C， Zhang L Q，Lei P X， et al. Rare Earth Extractionand Separation from Mixed Bastnaesite-Monazite Concentrate by Stepwise Carbochlorinati

49、on-Chemical Vapor Trans-portJ.Metallurgical and Materials Transactions B，2002.33B: 661668. 21张丽清，雷鹏翔，尤健，等.氟碳铈矿精矿在SiCl4存在时的碳热氯化过程J.有色金属学报，2003.13(2):502505.附录ASelective flotation of bastnaesite from monazite in rare earth concentrates using potassium alum as depressantJun Ren a, Shaoxian Song b, Alej

50、andro Lopez-Valdivieso b,Shou ci Lu caCenter of Research on Surfaces and Interfaces, Nanjing Uniersity, Nanjing 210093, ChinabInstituto de Metalurgia, Uniersidad Autonoma de San Luis Potosi, Sierra Leona 550, Lomas 2a Seccion, ´San Luis Potosi, C.P. 78210, S.L.P., MexicocResources Engineering S

51、chool, Uniersity of Science and Technology Beijing, 40 Xueyuan Road, Beijing100083,China.AbstractFlotation studies were carried out on single particles of bastnaesite andmonazite to develop a flotation scheme for selectively removing monazite in the rare earth bulkconcentrate from the Baiyunebo mine

52、, in China 60.7% rare earth oxides or REO, 75% as bastnaesite and 25% as monazite . Low additions of potassium alum were found to efficiently depress monazite at pH 5 without affecting the flotability of bastnaesite with the collector benzoic acid. The bulk concentrate was treated through this schem

53、e, and 85% of the bastnaesite was recovered in a concentrate that assayed 69.5% REO and contained 97% bastnaesite. The depressing effect of potassium alum appeared to be due to the preferential adsorption of hydrolyzed aluminum species on monazite in comparison to bastnaesite.Keywords: bastnaesite f

54、lotation; monazite flotation; rare earth mineral separation; alum as depressant;hydrolyzed aluminum ions.1. Introduction1. IntroductionBastnaesite theoretically contains about 75% combined rare earth oxides REO andonly minor amounts of yttrium. Flotation concentrates of bastnaesite usually containin

55、g. 60% REO can be upgraded to 70% REO by acid leaching to remove calcite and to 85%by a combination of acid leaching and calcining, which removes carbon dioxide from the carbonate. Monazite theoretically can contain 70% REO including about 2% yttrium oxide, but most concentrates contain about 5565%

56、REO. Of the two minerals,bastnaesite is referred as the principal source of REO because it has high percentages of the light rare earth elements or the cerium group, namely elements having atomic numbers 57 through 63. monazite is recovered as a byproduct, needed to be stockpiled when produced in excess . The commercial bas