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萤石選礦方法以及相应的萤石選礦設備简介

更新时间:2019-12-30 11:35 来源:

一、概  述

螢石如表20-1所示,比重爲3.2,天然形成爲美麗的結晶礦物。

螢石除本身成爲螢石礦床的主要礦物外,而且還作爲金屬礦床,特別是鉛、鋅礦床的脈石礦物産出。通常伴生有石英、方解石、重晶石、粘土,或者是方鉛礦、閃鋅礦,錫石等雜質。

螢石的重要生産國有墨西哥、中國.蘇聯.美國、意大利、西班牙、南非等。日本的産量不過是占國內需要的10%左右。

萤石的用途极为广泛,其主要者如下:1)炼钢(矿渣的调整剂)。2)炼铝(用于制造冰晶石)。 3)制造氟气体(氟素,气体冷冻及冷库用)。 4)炼镁(氟化镁)。5)制化学药品(氟氢酸、硅氟氢酸、氰化铵),6)硅酸盐工业用(玻璃、水泥、珐琅、釉料)。 7)炼镍;8)制造肥料(石灰氮肥)。 9)有机氟化物(氟素树脂)。

萤石精矿的品质大体上分为冶金级,陶瓷级及酸级等三级,质量要求,大致如下:1)冶金级:CaF2 80-85%以上,Si02 5%以下,CaCO3 4-5%以下,PbSO4 7%以下。2)陶瓷级:CaF2 95%以上,Si02 3%以下,CaCO3 l%以下.Fe2O3 0.12以下;3)酸级:CaF2 97~98%以上,Si02 1%以下,CaCO3 1%以下。

萤石的選礦方法,从前对块矿曾采用手选、粉矿采用跳汰机或摇床选别;最近则专应用重介质选矿法及浮选法。

對冶金級所用的螢石,僅采用重選也可達到目的,但爲了達到陶瓷級或酸級用途要求而回收高品位精礦時,則必須將原礦直接浮選或者是對重選精礦進行再磨、浮選。
作为萤石的特殊選礦方法,尚有应用烧爆作用和筛分联合处理的方法(不列颠哥伦比亚省地方的罗克甘迪选矿厂曾经采用),以及光学选别法。

二、重力選礦

當條件非常良好時,可采用簡單手選回收塊狀精礦,而細粒部分洗礦後可用跳汰機選別。作爲美國所産螢利的跳汰選礦實例,示如圖20-1所刊的流程,泫網表示克羅拉多州成廉森選廠的生産作業,將破碎的産品分成5部分,分別進行跳汰機和搖床選別。但是,中礦必須經磨礦後送浮選處理。

螢石的選礦可適用重介質選礦法。在英國的德拜希爾地方建有亨廷頓和希伯利思式的重介質選礦廠,在笫一重産品中回收了重晶石和一些方鉛礦,而輕産品中包括螢石和方解石等;另在第二重産品中含有螢石,而輕産品中含有方解石和石英。但是,這種螢石精礦須進一步通過浮選提高品位。

北美的伊利诺斯州一骨特基州地方建有七处,纽芬兰地方建有二处重介质选广,采用重介质选矿的原因是比跳汰选矿效率高。例如美同伊利诺斯州罗西科拉尔地方的罗西克拉里铅和蛋石旷业公司,为在萤石选矿中首先采用重介质选矿的选矿厂。该厂用直径350毫米的重介质分选锥代替跳汰机,加重剂使用硅铁,在重介质的比重是2.63~3 .10条体下进行选别,得到表20-2所示的结果。图20-2为其选别流程。

加拿大紐芬蘭的聖·勞倫斯的紐芬蘭螢石公司在1951年曾用重介質選礦取代了手選,采用直徑175毫米的維妞科式移動分選錐,獲得表20-3所示的成績。其重産品並謀求通過浮選提高品位。

三、光電選礦

螢石也可采用光學方法進行選別。其所利用的原理是,在與螢石具有相等折射率的液體中,如放以純粹的螢石晶體,則肉眼不可能識別,與此相反,如是含有雜質的結晶,由于吸收一部分光的結果,在光電受像機上結成陰影,這種陰影通過光電管轉換成電流,再在電路中放大後,驅動光電選礦機的排料門,即可排除不純的晶體。

光電選礦機的主要組成部分爲.1)充滿光學檢定液(用乙醇稀釋的甲苯)的選別槽;2)與礦粒下落途徑成直角的入射光線;3)光電池及電力放大裝置;4)往選別槽內各室中分配礦粒的閥門或擋板;5)爲收集各産品鬥中的顆粒所用的泵送系統。

給礦爲粒度均勻的顆粒,按照約1.5秒一個的比倒,利用真空將給礦吸起,使其橫切水平光線,並整齊地向粘性流體中下落。選別管斷面爲18毫米的正方形。長125毫米左右,並備有各種尺寸排出管的漏鬥。圖20-30所示爲光學檢定被的作業流程圖。

光電選礦機的光學系統比較簡單,如圖20-4所示,由選別管的兩側嵌裝的玻璃窗和爲了得到在黑暗條件下照明的2個十字交叉的編光濾光鏡所組成。光源燈采用6V直流電,載在軌道上以便調整與相對方向的光電管之間的距離。此外,通過光學檢定液的光量,可用狹縫加以調節。

圖20-5是該選礦機相當于大腦的最重要的電子管電路岡。須要脫除的顆粒通過選別管的光電管,其信號送到電路時,當即受到放大,使繼電器工作,而繼電器在一定時間後,使閘門機構工作。

这种光电选矿机是美国麻省理工学院所设计,由于在制造合成CaF2结晶时,需要光学上纯萤石结晶,因此使用该机从CaF2 99%以上的原矿中选别1.6-4.5毫米的纯萤石。该机用在工业上当尚须进行许多改进。

四、浮遊選礦

萤石是非金属矿物中比较易浮的矿物之一。多数情况下,  使用油酸,ACCR-708,ACCR-721一类的脂肪酸及共皂类时,萤石容易浮游。但是,对于某些矿石,有时必须采用特殊的处理方法和添加剂。其中如软化选矿用水,增高矿浆温度I或者当有硫化物存在时,须要预先用黑药或黄药进行浮选,将其除掉。

但是,当矿石中含有方锵石及共他碳酸盐矿物时,则蝥石浮选存在较多的困难。此时,必须抑制酸盐矿物,或在某些情况下,相反地,对萤石进行抑翩而浮游碳酸盐矿物.抑制方解石时,白盾树胶,丹宁,重铬酸钾等具有效果,对萤石的抑制宜使用某种保护胶质及铝盐。萤石与其重要伴生矿物之一的重晶石之间的分离,可组合添加磺化木质素和氟化钠类的氧化物,进行抑制重晶石和硅酸质脉石或石灰质脉石。此外,也可以Emulsol X-I为捕收剂,使用柠檬酸和硫酸铝浮游重晶石。

总之,萤石浮选一般以采用下述条件进行为宜。1)使用温水(60°以上);2)使用软水;3)矿浆pH值调至8-9.5之间;4)精选段数至少在三段以上;5)浮选宜使用下列药剂:pH值调节荆为碳酸钠、苛性钠;脉石抑制剂应用白盾树胶,巴尔克丹(Palcotan.酚酸的衍生物),碳酸钠、糊精等;萤石的捕收剂应用ACCR-700系列药剂、Emersol 300(植物件脂肪簸、Actinol D(精制塔尔油)、Aliphat44-E(塔尔油脂肪酸)和油酸等。

按照上述条件进行浮选时,通常从含CaF2 30—40%的原矿中,可选得含CaF2 97~98%品位的精矿,回收率:90-97%。萤石和方解石的分离,如前所述,无论在理论上或实际上都属于困难问题之一。维-阿·莫克拉索夫(V.A.Mokrou-sov)提出,在同时添加水玻璃和可溶性铝盐时,选择性显著提高,可在高回收率的情况下选得CaF=95%以上的精矿。此时,铝盐比任何硝酸盐、硫酸盐或氟化物等都铰优,而且推想当Al”和硅酸钠同时存在时,则只是抑制方解石。对苏联阿拉科玛斯克地方产的萤石,方解石矿,使用苛性钠,水玻璃,铝盐,油酸,松油,糊精等组合药剂进行浮选,具有效果。

在使用油酸作捕收劑進行螢石浮選時,爲了達到螢石和方解石更爲明顯的分離,應當使這兩種礦物對油酸的化學吸附最産生大的差異。表20-4表示在室溫條件下,添加油酸,對螢石分別進行幹式和涅武磨礦後,不進行調漿而直接浮選時的成績。

由表可見,螢石對油酸的化學吸附,幹式比濕式磨礦具有更強的趨勢。圖20-7爲伴有方解石和重晶石的螢石,使用油醞浮選時,進行幹式調整條件下,關于溫度影響的檢定結果。在70'a以上時,回收率可提高戮9D%.明確顯示溫度對化學吸附具有影響。此外,表20-5列出在不同溫度時,螢行對油酸離子的吸附量。

圖20-8表示在酸性及堿挫溶液中,螢石、重晶石及方躺石對油陵鈉吸附量變化的測定結果。

圖20-9舉傭表示,茌螢石浮選中使用油酸作捕收劑時,浮選溫度對未經處理的油酸雖有相當的影響,但預先添加苛性鈉和松油,並用機械方法使其充分分散的油酸,在低礦漿溫庭下浮選,也得到良好的實驗結果。

圖20-10表示螢石浮選中給礦粒度的影響。由圖可見,中間粒級具有好的結果。