【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 選別 ()一次粗選一次精選，精選尾礦即強(qiáng)磁中礦 w (REO)=9%～ 12%作為入選稀土原料 .采用水玻璃、 J102， H205組合藥劑，經(jīng)一次粗選、一次掃選、二次精選生產(chǎn)實(shí)際得到 w (REO)=%、稀土回收率為12. 55%的稀土精礦和 w (REO)=%，稀土回收率為 %的次精礦，對(duì)原礦總回收率 %， 是 ③ 所述流程稀土回收率的 3～ 4倍，對(duì)強(qiáng)磁中礦的作業(yè)回收率為%稀土精礦品位隨市場(chǎng)需要可以進(jìn)行調(diào)整。 1990年后已先后將包鋼選礦廠處理氧化鐵礦石的 5個(gè)選礦生產(chǎn)系列全部按該工藝改造生產(chǎn)至今，生產(chǎn)效果良好。包鋼選礦廠由于稀土浮選藥劑及選礦工藝的研究創(chuàng)新與發(fā)展，達(dá)到了年產(chǎn)稀土精礦3～ 4萬 t(以 REO計(jì) )，能完全滿足國(guó)內(nèi)及出口對(duì)稀土的需要 [1214]。 本課題的提出及研究?jī)?nèi)容 隨著礦產(chǎn)資源的日益枯竭，尾礦將變成重要資源，尾礦的綜合利用已成為刻不容緩的問題。白云鄂博共生礦的稀土礦是是我國(guó)稀土工業(yè) 的主要原料基地， 其稀土選礦研究生產(chǎn)實(shí)踐直接及影響我國(guó)稀土工業(yè)的發(fā)展。包鋼選礦廠自投產(chǎn)以來，主要回收該礦石中的鐵礦物 ,其次回收部分稀土礦物，目前稀土精礦年產(chǎn)量已占國(guó)內(nèi)產(chǎn)量的三分之二左右，多達(dá) 4萬噸。包鋼選礦廠稀土生產(chǎn)是在選鐵主流程的中間產(chǎn)品或丟棄物中回收稀土，生產(chǎn)成本相對(duì)較低，生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，年入選礦石 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 總量中稀土氧化物達(dá)幾十萬噸。然而，因市場(chǎng)有限，目前從強(qiáng)磁中礦、尾礦中回收稀土的回收率也只有 5～ 6%。絕大部分稀土資源進(jìn)入尾礦壩，造成稀土資源的浪費(fèi)。因此 ,從尾礦中回收稀土具有重要意義。 1978年，廣州有色金 屬研究院 [13]在包鋼尾礦壩回水泵站附近取 700kg礦樣，采用碳酸鈉、水玻璃、氟硅酸鈉、羥肟酸等藥劑組合經(jīng)一次粗選、五次精選和強(qiáng)磁、反浮最終獲得品位為 %、收率為 %的稀土精礦和品位為 %，收率 %的稀土次精礦。 1980年，北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院 [14]在稀土三廠先后作了兩個(gè)小型試驗(yàn)和初步半工業(yè)試驗(yàn)，并于 1981 年進(jìn)行了設(shè)備負(fù)荷試車，采用分級(jí)脫泥、單一浮選流程，和碳酸鈉、水玻璃、氟硅酸鈉、羥肟酸、 PF100的藥劑組合最終獲得品位為 %、收率為 %的稀土精 礦和品位為 %、收率為%的稀土次精礦。 2020年，張文華 [ 15]采用重選 浮選聯(lián)合流程和單一浮選流程富集包鋼選礦廠尾礦壩中的稀土。經(jīng)聯(lián)合流程處理，稀土品位由原來的 7%提高到 %；采用單一浮選流程時(shí)，以水玻璃為脈石礦物抑制劑， H205和 318為捕收劑，通過一粗一掃二次精選流程，稀土精礦品位可達(dá) %，回收率為 %。 2020年，王云飛 [16]等利用包鋼選礦廠生產(chǎn)鐵精礦后剩余的尾礦和脫溢，通過再磨 弱磁選 反浮選回收鐵精礦，通過一次粗選、二次精選回收稀土精礦，從而得到品位為 %的鐵精礦和品位為 %的稀土精礦。 1999年，李英霞 [ 17]采用以浮選為主的聯(lián)合流程從包鋼強(qiáng)磁尾礦中綜合回收稀土。該流程中先用浮選方法，以 S1和H205為組合捕收劑，從 REO為 %的強(qiáng)磁尾礦中獲得品位為為 %、收率為%的稀土精礦。 2020年，方軍 [18]等對(duì)磁鐵礦尾礦選稀土進(jìn)行工藝流程改進(jìn)，經(jīng)一次粗選、二次精選選別，獲稀土精礦品位 52%。增加精選次數(shù)，可生產(chǎn)品位為60%的稀土精礦。東北大學(xué)王之昌教授于 2020年開始從事利用化學(xué)方法從包鋼選礦廠總尾礦中富集及提取稀土 的研究工作，取得了可喜的成績(jī)。首次在低溫 (400℃至 500℃ )下 (低于尾礦中稀土的氯化溫度 )通過碳熱氯化反應(yīng) [ 1921 ]使尾礦中的鐵、鈮、鈣、鋇、鎂等元素氯化而除去，從而達(dá)到提高稀土品位的目的。 本課題組從包鋼選礦廠稀土浮選尾礦中取樣，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)其中稀土氧化物的品位為 %，稀土仍具有回收利用價(jià)值。然而， 浮選尾礦由于表面吸附有藥劑，目標(biāo)礦物和脈石礦物間可浮性差異變小，再進(jìn)行浮選回收稀土存在難度。針對(duì)此況， 本文對(duì)尾礦進(jìn)行了表面脫藥處理，再通過浮選進(jìn)行了從稀土浮選尾礦中回收 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 稀土的試驗(yàn)研究。 本 章小結(jié) 我國(guó)礦產(chǎn)資源總的特點(diǎn)是：總量大，但人均擁有量低；種類齊全但結(jié)構(gòu)不合理；分布相對(duì)集中，但與經(jīng)濟(jì)區(qū)域不匹配；在部分用量大的支柱性礦產(chǎn)中貧礦和難選礦多，開發(fā)利用難度大，利用成本高。我國(guó)在珍惜資源和合理利用資源方面存在的問題非常嚴(yán)峻。現(xiàn)階段我國(guó)能源利用率只有 30％，礦產(chǎn)資源的綜合回收率平均不超過 50％，能源消耗系數(shù)比發(fā)達(dá)國(guó)家高 4~8 倍。礦產(chǎn)資源浪費(fèi)又給礦產(chǎn)資源和礦業(yè)發(fā)展帶來危機(jī)。資源浪費(fèi)的結(jié)局必將導(dǎo)致資源的大量進(jìn)口和礦山資源的盡快枯竭。 我國(guó)是一個(gè)資源短缺的國(guó)家 ,必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的礦產(chǎn)資源開發(fā)模式 ,走可持續(xù)發(fā)展的道路。這就要求各選礦廠要加強(qiáng)同高校及科研部門的配合 ,從礦山資源特點(diǎn)和條件出發(fā) ,以資源化、無害化為原則 ,以開發(fā)高附加值、多功能新材料作為技術(shù)攻關(guān)的核心 ,加強(qiáng)新技術(shù)新工藝的開發(fā)與應(yīng)用 ,這樣尾礦的開發(fā)利用必將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 第三章 實(shí)驗(yàn)部分 實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備和原料 設(shè)備 ① 磁力加熱攪拌器： 781 型，北京科偉永興儀器有限公司。 ② 變頻單槽浮選機(jī)： 、 XFD1 型，廈門市程功礦業(yè)設(shè)備制造有限公司。 ③ 多用真空過濾機(jī)： XTLZ 型，四川省地礦局 102 廠制造。 ④ 電熱恒溫水浴鍋： DZKWD2 型 ，北京市永光明醫(yī)療儀器廠。 ⑤ 電熱板： 型， 廈門市程功礦業(yè)設(shè)備制造有限公司。 ⑥實(shí)驗(yàn)室 PH 計(jì)： PHSJ3F 型，上海精科。 ⑦行星式球磨機(jī)： QM3SP2 型，南京大學(xué)儀器廠。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 電子天平： JA2020B 型，上海越平科學(xué)儀器有限公司。 原料 本次實(shí)驗(yàn)用的 稀土尾礦源自包鋼稀土浮選尾礦，主要的稀土礦產(chǎn)自白云鄂博主東 礦 區(qū) 。 主要 成分 見 表 、 。 表 原料的化學(xué)成分 （ ％ ） 元素 TFe FeO SiO2 p S F K2O Na2O 含量 元素 CaO MgO Al2O3 MnO BaO Nb2O5 REO 燒減 含量 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 表 原料主要礦物組成（％） 礦物 磁鐵礦 赤鐵礦 褐鐵礦 氟碳鈰礦 獨(dú)居石 螢石 鈮 礦物 含量 礦物 云石 鈉輝石 鈉閃石 石英長(zhǎng)石 云母 重晶石 磷石灰 含量 實(shí)驗(yàn)方法 稱取一定量稀土浮選尾礦放入在攪拌槽中，加水調(diào)漿，加入一定量的硫化鈉，進(jìn)行攪拌。攪拌后的礦漿進(jìn)行抽濾、烘干。烘干后的礦在 行星式球磨機(jī) 中進(jìn)行球磨，控制球磨時(shí)間，獲得 200 目組分含量分別為 80%、 85%、 90%和 95%的礦，以備浮選用。準(zhǔn)備好的礦在 變頻單槽浮選機(jī)中進(jìn)行浮選試驗(yàn)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論 脫藥處理對(duì)浮選指標(biāo)的影響 所用原料為包鋼稀土浮選尾礦，本文進(jìn)行了直接浮選和脫藥浮選，二者指標(biāo)見表 。 表 直接浮選和脫藥浮選指標(biāo)對(duì)比 精礦 尾礦 給礦 精礦 REO% 尾礦 REO% 精礦 REO 收率 % 直接浮選 100 脫藥浮選 100 由表可見，直接浮選精礦 REO%只有 %，說明浮選選擇性較差。脫藥浮選的精礦 REO%為 %，較前者有了顯著提高。若進(jìn)行幾次精選，有望獲得高品位稀土精礦。造成這種結(jié)果的根本原因在于，浮選尾礦表面吸附有藥劑，使稀土礦物和脈石礦物的表面性質(zhì)趨于一致，可浮性差異變小，導(dǎo)致浮選選擇性變差，因此，直接浮選難以獲得理想指標(biāo)。預(yù)先進(jìn)行表面脫藥處理，使原來吸附在表面的藥劑脫除掉，暴露出礦物天然的表面，再進(jìn)行浮選，可獲得較好指標(biāo)。 調(diào)整劑用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響 浮選使用調(diào)整劑為水玻璃和氟硅酸鈉。前者為脈 石礦物的抑制劑，后者為稀土礦物的活化劑。 圖 、 分別給出二者用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 0. 8 1. 0 1. 2 1. 4 1. 61015202530 品位% 收率%水玻璃用量 (k g / t )品位(%)45607590105收率(%)’ 圖 水玻璃用量對(duì)精礦指標(biāo)的影響 由圖 可見，隨著水玻璃用量的增大，精礦品位呈逐漸升高趨勢(shì)。對(duì)精礦稀土收率影響規(guī)律為：當(dāng)水玻璃用量較小時(shí)，收率保持穩(wěn)定，當(dāng)繼續(xù)加大用量時(shí)，收率急劇下降。原因在于：當(dāng)用量較小時(shí)，水玻璃選擇性抑制了脈石礦物，因此，隨著用量的加大，收率穩(wěn)定而品位逐漸升高；當(dāng)水玻璃用量進(jìn)一步加大時(shí)，由于量大，開始抑制稀土礦物 ，致使稀土收率急劇下降。 圖 .氟硅酸鈉用量對(duì)精礦指標(biāo)的影響 由圖 可見，隨著氟硅酸鈉用量的增大，精礦品位逐漸升高。收率則呈下降趨勢(shì)。氟硅酸根離子與稀土離子在礦物表面生成難溶物，強(qiáng)化了與捕收劑的作用強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)活化。這就是氟硅酸鈉活化稀土礦物的機(jī)理。然而，每個(gè)氟硅0. 0 0. 5 1. 0 1. 5 2. 0 2. 501530456075 品位( % ) 收率( % )活化劑用量 ( kg /t )品位(%)405060708090100收率(%) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 酸根離子中存在 6 個(gè)氟原子，氟的電負(fù)性很高，很容易與水中氫原子形成氫鍵，導(dǎo)致礦物表面親水，使其受到抑制。因此，當(dāng)氟硅酸鈉用量較少時(shí)，對(duì)稀土礦物產(chǎn)生較好的活化作用，當(dāng)用量較大時(shí)，抑制作用開始顯現(xiàn)。這就解釋了圖 中氟 硅酸鈉用量對(duì)精礦指標(biāo)的影響情況。 本文采用捕收劑羥肟酸用量為 4kg/t 的前提下，設(shè)計(jì)了正交實(shí)驗(yàn)，考察了抑制劑水玻璃和活化劑氟硅酸鈉用量對(duì)浮選指標(biāo)的影響，最終得出最佳藥劑制度為：捕收劑 4kg/t、水玻璃 、氟硅酸鈉 。采用該藥劑制度，通過一次浮選，從 REO%為 %的稀土浮選尾礦中獲得 REO%為 %、收率為 %的稀土精礦。 礦漿 pH 對(duì)浮選指標(biāo)的影響 圖 給出了在不同礦漿 pH 下浮選的結(jié)果。 對(duì)于離子型捕收劑而言，礦漿 pH 對(duì)浮選的影響在于， pH 達(dá)到一定大小 ，才能電離出浮選的有效組分，此時(shí)捕收劑方能吸附于礦物表面進(jìn)行浮選。當(dāng)?shù)V漿 pH過大時(shí)，礦物表面也帶負(fù)電荷，由于靜電排斥，不能發(fā)生藥劑吸附，從而不能進(jìn)行有效浮選。本文采用的羥肟酸其 pKa值為 ， 即，當(dāng) pH 大于 時(shí)，礦漿中的捕收劑的優(yōu)勢(shì)組分為浮選有效組分，即羥肟酸根離子。因此，應(yīng)在大于 的礦漿 pH 下進(jìn)行浮選。圖 體現(xiàn)了這種規(guī)律?？梢?，最宜礦漿 pH 為 。 圖 PH 值對(duì)精礦指標(biāo)的影響 10 . 0 10 . 5 11 . 0 100102030405060 品位( % ) 收率( % )pH值品位(%)020406080100收率(%) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 礦漿濃度對(duì)浮選指標(biāo)的影響 圖 給出了不同礦漿濃度下的浮選結(jié)果。 由圖可見， 隨著礦漿濃度的增大，精礦稀土品位先升高，后下降。收率則呈一直上升趨勢(shì)。礦漿濃度較低時(shí)，由于礦漿中存在大量的水，礦粒表面水化程度較強(qiáng)，使礦物親水而難浮，因此，當(dāng)?shù)V漿濃度開始增大時(shí)，精礦品位有所上升。當(dāng)?shù)V漿濃度進(jìn)一步增大時(shí)，單位體積礦漿中的礦粒數(shù)增多，目標(biāo)礦物向氣泡粘附的幾率增大，因此，隨著礦漿濃度的增大，收率呈上升趨勢(shì)。然而，礦漿濃度較大時(shí)，機(jī)械夾雜和礦泥罩蓋較嚴(yán)重，使精礦品位下降。因此，出現(xiàn)了精礦品位隨著礦漿濃度的升高而先升高后下降的現(xiàn)象。由圖可見，將礦漿濃度控制在 31%～33%范圍內(nèi)為宜。 30 35 40 45102030405060 品位( % ) 收率( % )礦漿濃度( % )品位(%)20406080100收率(%) 圖 不同礦漿濃度對(duì)精礦指標(biāo)的影響 溫度對(duì)浮選指標(biāo)的影響 圖 給出不同溫度下的浮選結(jié)果。 溫度對(duì)浮