螢石又稱(chēng)氟石，是自然界含氟最高的非金屬礦物，主要應用于化工、冶金、玻璃、陶瓷等行業(yè)。自然界中螢石常與方解石、石英、重晶石、高嶺石等多種礦物共生，與其他礦物的共生類(lèi)型直接影響其在冶煉、水泥等行業(yè)的利用價(jià)值。
螢石礦主要有3種類(lèi)型，即石英-螢石型、重晶石-螢石型、方解石-螢石型，其分選方法對其最終用途起到了決定性作用。對于以石英為主要脈石的石英-螢石型礦石，由于其礦物組成相對簡(jiǎn)單，故多采用一次磨礦粗選，粗精礦再磨，多次精選的工藝流程。通常情況下藥劑制度采用硫酸或碳酸鈉作為pH調整劑、水玻璃作為石英等脈石的主要抑制劑，捕收劑則選用油酸，這樣即可使螢石和石英等脈石得到較好的分離，獲得合格的螢石精礦產(chǎn)品。在浮選過(guò)程中，要注意避免金屬離子，如Ca2+、Fe3+、Mg2+等對石英及其他硅酸鹽礦物的活化，同時(shí)要控制精礦中SiO2的質(zhì)量分數。
1、原礦性質(zhì)
試驗礦樣取自湖南省株洲市境內某石英型螢石礦，原礦品位為30%，主要脈石礦物為石英，其次為方解石、長(cháng)石、云母。
根據試樣的礦石性質(zhì)特征，試樣屬于礦石嵌布粒度較細的石英型螢石礦，為保證螢石精礦的質(zhì)量，采用分段磨礦、螢石多次精選的浮選工藝流程。
2、粗選條件試驗
粗選試驗流程見(jiàn)圖1，其中pH調整劑為碳酸鈉，抑制劑選用水玻璃，捕收劑選用油酸。
?。?）粗選磨礦細度試驗
磨礦時(shí)間分別為1、3、5、7min，磨礦細度試驗結果見(jiàn)圖2。
粗選條件為：碳酸鈉200g/t，水玻璃100g/t，捕收劑油酸400g/t，浮選刮泡時(shí)間為5min，粗選磨礦細度試驗結果如圖3。
由圖3可知，隨著(zhù)磨礦細度的增加，粗選精礦品位基本保持不變，但回收率逐漸減小。對于石英型螢石礦，由于石英比螢石的硬度大，階段磨礦階段選別對于脫硅具有十分重要的意義，所以粗選在較粗的細度條件下進(jìn)行對于脫硅有利，選擇粗選磨礦時(shí)間為1min，磨礦細度為-0.074mm占42.52%。
?。?）粗選碳酸鈉用量試驗
粗選保持磨礦時(shí)間1min，水玻璃400g/t，捕收劑400g/t，改變碳酸鈉用量，試驗結果見(jiàn)圖4。
由圖4可知，隨著(zhù)碳酸鈉用量的增加，螢石的品位隨之增大、回收率降低，當碳酸鈉用量達到400g/t時(shí)，品位達到最大、回收率降到最低，此后繼續增大碳酸鈉用量，螢石品位降低，回收率增大。為了在粗選過(guò)程中同時(shí)滿(mǎn)足品位與回收率的要求，選擇碳酸鈉用量為200g/t，此時(shí)粗選螢石精礦品位為76.33%、回收率為76.38%。
?。?）抑制劑種類(lèi)探索試驗
由于試樣屬于石英型螢石礦，石英質(zhì)量分數較高，石英容易被金屬離子活化或者由于泡沫夾帶而進(jìn)入精礦產(chǎn)品中，所以選擇合適的抑制劑對于螢石與石英的浮選分離十分必要。
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單一抑制劑選用了氟硅酸鈉、檸檬酸、梭甲基纖維素、六偏磷酸鈉4種。試驗結果見(jiàn)表1。
試驗發(fā)現，檸檬酸與六偏磷酸鈉的作用效果相對較好，但是在與水玻璃復配的試驗中效果不理想，同時(shí)六偏磷酸鈉在后期精選段對于螢石的抑制效果強烈，所以沒(méi)有采用。
?、谒Ａc無(wú)機藥劑作用試驗
將水玻璃與幾種無(wú)機藥劑混合之后制備得到鹽化水玻璃或者氧化水玻璃，探究無(wú)機藥劑加入后水玻璃的作用效果，試驗結果見(jiàn)表2。
由試驗結果可知，水玻璃與無(wú)機鹽復配對于浮選效果的改善不理想。
?、鬯Ａc有機藥劑作用試驗
將水玻璃與表3所示幾種有機藥劑進(jìn)行復配，探究有機藥劑加入后水玻璃的作用效果。試驗結果見(jiàn)表3。
由表3可見(jiàn)，加入糊精之后，可以在不降低精礦品位的情況下使螢石的回收率得到較大提高，粗選螢石精礦品位由76.33%降低到71.53%，而回收率由76.38%提高到95.63%，說(shuō)明在礦漿中加入一定量的糊精對于提高粗選螢石精礦的回收率具有較好的效果，所以選擇水玻璃與糊精復配作為抑制劑。
?。?）捕收劑用量試驗
磨礦1min，碳酸鈉200g/t，水玻璃400 g/t，糊精80 g/t，改變捕收劑用量，試驗結果見(jiàn)圖5。
由圖5可知，當捕收劑用量增大時(shí)精礦品位變化較小而回收率變化較大，當捕收劑用量為400g/t時(shí)，精礦的品位和回收率都較高，所以捕收劑用量選擇400g/t。此時(shí)粗選螢石精礦品位為71.53%，回收率為95.63%。
3、精選試驗
?。?）精1試驗
精1浮選時(shí)不添加任何藥劑，通過(guò)一系列浮選試驗后認為精1的空自藥劑制度對于后續的精選提升精礦品位更有效果。
?。?）再磨時(shí)間試驗
精1之后的浮選精礦進(jìn)入再磨磨機內。“粗磨-粗選”的目的是在較粗的粒度下脫除螢石礦中的大部分石英，因為此時(shí)如果磨礦粒度過(guò)細會(huì )使微細粒石英進(jìn)入后續精選作業(yè)，難于脫除。“再磨-精選”的目的是使嵌布粒度較細的螢石單礦物充分解離并得到浮選回收。再磨時(shí)間試驗結果見(jiàn)圖6。
由試驗結果可知，再磨時(shí)間為2min時(shí)效果最好。
?。?）浮選全流程開(kāi)路試驗
開(kāi)路全流程采用1次粗選、7次精選、精1精礦再磨流程，藥劑制度同圖7。開(kāi)路流程試驗結果見(jiàn)表4。
由表4可知，采用開(kāi)路浮選流程以及藥劑制度，可以獲得CaF2品位97.31%，回收率64.33%的精礦產(chǎn)品。
?。?）浮選全流程閉路試驗
通過(guò)分析開(kāi)路試驗結果，閉路全流程采用1粗1掃7精中礦順序返回流程。閉路全流程圖如圖7，閉路試驗結果見(jiàn)表5。
由表5可知，通過(guò)所選工藝流程以及藥劑制度，可以得到CaF2品位96.45%，回收率79.71%的最終精礦，螢石精礦質(zhì)量達到國家一級標準。
4、結論
?。?）該螢石礦屬于石英型低品位螢石礦，主要可回收礦物為螢石，品位為30%，主要脈石礦物為石英，其次為方解石、長(cháng)石、云母等。
?。?）根據該螢石礦的性質(zhì)，通過(guò)對粗選磨礦時(shí)間，調整劑、捕收劑用量，尤其是抑制劑種類(lèi)以及再磨時(shí)間的系統試驗，最終確定粗選磨礦細度為-200目占42.52%，以水玻璃+糊精作為抑制劑，油酸作為捕收劑，采用1粗1掃7精，精1精礦再磨，中礦順序返回的閉路流程，可以得到CaF2品位96.45%，回收率79.71%的螢石精礦。
?。?）通過(guò)單一抑制劑試驗，水玻璃與無(wú)機抑制劑復配以及水玻璃與有機抑制劑復配試驗發(fā)現，水玻璃與糊精復配之后作為抑制劑可以在不影響螢石精礦品位的前提下使粗選螢石的回收率得到較大程度的提升。
資料來(lái)源于湖南某石英型螢石礦選礦試驗研究。
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