硅酸盐型萤石浮选工艺分析

硅酸盐型萤石浮选工艺分析

寇子豪

金石资源集团股份有限公司子公司龙泉市砩矿有限责任公司  323706

摘要：我国大部分萤石矿石属于硅酸盐型，而与之匹配的浮选工艺却相对落后，与其他矿石类型相比，硅酸盐型萤石浮选工艺具有简单、流程短、药剂用量少等优点。因此，本文结合前人研究成果以及现有萤石矿物性质特征，总结了几种常见的硅酸盐型萤石浮选工艺。

关键词：萤石；硅酸盐；浮选工艺

引言：萤石是一种重要的非金属矿产，具有较高的综合利用价值。随着全球萤石资源的不断减少，萤石资源的开发利用显得尤为重要。萤石主要分4种类型：白云石型、方解石型、石英型及其他类型。我国萤石储量在全球位居第一，且资源分布广泛，是最大的萤石生产国和消费国。

1. 硅酸盐萤石浮选意义

萤石是一种性能优良的非金属矿，具有多种用途，因此其综合利用一直受到国内外学者的关注。目前，已有众多新的萤石浮选工艺被提出和应用，主要有两种，一是采用新型捕收剂进行浮选；二是采用组合药剂或新药剂进行浮选。部分研究结果显示：采用组合捕收剂进行浮选时，可提高萤石回收率20%左右。在实际生产中，组合药剂与单一捕收剂相比，可缩短流程、节约生产成本。新型捕收剂具有用量少、选择性好、抑泡性能强等优点，因此在萤石浮选工艺中应用前景广泛组合药剂或新药剂具有多种功能，如抑制剂、活化剂等，可在一定程度上改变萤石矿物性质。因此，将其应用于萤石浮选工艺中具有重要意义[1]。

目前，我国大部分萤石矿石属于硅酸盐型矿石，但随着开发利用的不断深入，萤石资源面临日益短缺的问题。因此，进行萤石浮选工艺研究及新型浮选剂开发，对实现我国萤石资源的可持续利用具有重要意义。在单矿物浮选工艺中，氟碳铵氧化法和氟碳酸盐法是目前应用最广泛的浮选工艺。重铬酸钾氧化法和离子交换法制取的氟硅酸钙浮选法也有一定的应用，但前者对环境造成污染较严重，后者易受高温影响而降低浮选指标。组合药剂浮选工艺中，重铬酸钾、氟硅酸钙和硫酸铁等组合药剂对萤石浮选具有协同作用，但对萤石浮选影响较大。新型浮选剂主要有聚硅氧烷类、脂肪族类及木质素类等新型捕收剂。新型捕收剂以其优异的性能受到广泛关注，但目前还存在一些问题。

2.硅酸盐型萤石浮选工艺分析

2.1单矿物浮选

根据萤石的晶型结构，在不同的温度条件下，萤石常采用不同的浮选工艺。对于白云石型萤石，温度较低时常用重铬酸钾氧化法、离子交换法制取的氟硅酸钙和氟碳酸盐法等浮选工艺；对于方解石型萤石，温度较高时多采用离子交换法制取的氟硅酸钙和氟碳酸盐法等浮选工艺。近年来，随着环保意识的不断增强，更多学者开始关注以氟硅酸钙为代表的弱酸性脉石类矿石。赵晓斌等对采用离子交换法制取氟硅酸钙的浮选工艺进行了研究，并对离子交换法制取氟硅酸钙过程中影响因素进行了探究，最后得出适宜的工艺参数。李广波等也对采用氟碳铵氧化法浮选萤石的工艺进行了研究，得到了最佳条件。马瑞明等以不同温度、不同磨矿细度条件下浮选萤石混合精矿为研究对象，确定出最佳的萤石浮选工艺参数为：温度60℃、磨矿细度-0.074 mm占60%。针对不同类型萤石矿物特性差异较大、可浮性差异较大等问题，在实际生产中会采取不同的方法对矿物进行分离。孙国勇等在重铬酸钾氧化法浮选萤石时，添加石灰中和并用NaOH调pH至9左右，可使萤石和石英分离得更彻底；通过添加水玻璃及硫酸调节pH值，可使石英和萤石分离得更好。在重铬酸钾氧化法浮选萤石时可以添加活性炭吸附捕收剂及调整剂来提高萤石精矿质量。通过上述研究可知，单矿物浮选工艺中影响因素较多，需要采取适当措施控制矿浆 pH值及药剂用量[2]。

2.2组合药剂浮选

组合药剂浮选是以多种捕收剂在一种或几种矿物表面作用下，使其受到不同程度的活化，从而获得最佳浮选指标的方法。目前，组合药剂浮选工艺主要包括重铬酸钾、氟硅酸钙和硫酸铁等单一药剂组合浮选和硫酸铁、石灰等联合浮选两种。 目前，在国内，重铬酸钾/氟硅酸钙组合药剂已成功应用于萤石工业生产。但因重铬酸钾溶液中存在大量的Fe2+，会对萤石产生钝化作用，影响萤石的浮选指标。因此，近年来，多位研究者在实际生产中发现了组合药剂浮选工艺存在的问题。针对不同矿石性质特点及生产实际需求，不同矿物捕收剂的组合形式、用量及效果也有很大不同，其原理也不尽相同。

2.3新型捕收剂浮选

从上世纪八十年代开始，人们对萤石的浮选研究有了新的进展。由于我国萤石资源匮乏，且目前大多采用单一浮选工艺，因此，国内外针对萤石的浮选展开了大量研究工作。这其中主要以捕收剂、抑制剂和调整剂为研究方向。在单矿物浮选工艺中，主要使用的药剂为氟碳铵氧化法、氟碳酸盐法和离子交换法获取的氟硅酸钙。这些药剂虽然具有很好的捕收效果，但也存在着一些缺点，如成本高、用量大、对环境污染大等。随着新型捕收剂的研究和发展，将有效弥补其不足之处。随着萤石资源的日渐减少，为了更好地利用萤石资源，国内外越来越重视对新型捕收剂的研制。其中，丁基黄药以其良好的捕收性能成为目前应用最广泛的萤石浮选捕收剂。丁基黄药是一种水化黄原酸盐，属于盐类类捕收剂，具有毒性小、成本低、选择性好等优点。在浮选过程中，它可以起到良好的抑制萤石与石英矿物相分离的作用。

2.4球磨浮选

硅酸盐型萤石是一种重要的矿物资源，它广泛存在于地壳中，主要由二水硅酸二镁和三水硅酸三钙组成，其中二水硅酸二镁和三水硅酸三钙含量大约各占50%。硅酸盐型萤石通常具有较高的强度、硬度、弹性模量和热稳定性等特点，因此，对于硅酸盐型萤石的选矿研究具有重要的意义。萤石球磨浮选是一种使用球磨机将萤石矿石中的萤石与其他矿物分离的工艺。该工艺利用萤石矿石中不同矿物的物理和化学性质的差异，将不同类型和密度的萤石矿石分离开来。球磨机是一种常见的矿山机械，它可以将萤石矿石中的硅酸盐型萤石研磨成细粉，从而提高后续选矿和分选的效率。首先，使用球磨机将矿石研磨成细粉。这个过程会去除矿石中不需要的杂质和矿物质，只保留有用的矿物。由于硅酸盐型萤石矿石中的矿物颗粒具有较高的密度和硬度，因此在球磨细粉过程中需要采用较大的转速和研磨力，以确保矿石得到充分研磨。然后，这些有用的矿物被浮选设备（如浮选机、重选或磁选）分离出来，并与其他矿物混合在一起，形成最终产品。其通过混合阳离子或阴离子对其进行分选，可以将不同类型的矿石分离开来，提高最终产品的质量和产量。

该种工艺是一种高效、节能、环保的工艺，能够有效地分离出有用物质和无用物质。与传统的萤石选矿工艺相比，该工艺可以提高矿产资源的利用率，减少环境污染，并且可以提高萤石矿石的经济价值和市场竞争力。

结论：尽管我国萤石资源储量位居世界第一，但与国外相比还有很大差距。因此，需要加强萤石资源的开发利用和研究新型浮选剂，对多种浮选工艺进行改进与分析，加强硅酸盐型萤石的浮选质量，保证硅酸盐型萤石在浮选过程中能够不对环境造成影响，进而促进我国萤石资源的高效利用和可持续发展。

参考文献：

[1]宋宪伟,梅光军,高志,周杰强,程潜. 河南硅酸盐型萤石浮选工艺研究[J]. 矿业研究与开发,2022,42(04):16-20.

[2]林嘉威. 难选萤石浮选工艺及机理研究[D].内蒙古科技大学,2021.