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萤石选矿方法以及相应的萤石选矿设备简介

更新时间:2019-12-30 11:35 来源:

一、概  述

萤石如表20-1所示,比重为3.2,天然形成为美丽的结晶矿物。

萤石除本身成为萤石矿床的主要矿物外,而且还作为金属矿床,特别是铅、锌矿床的脉石矿物产出。通常伴生有石英、方解石、重晶石、粘土,或者是方铅矿、闪锌矿,锡石等杂质。

萤石的重要生产国有墨西哥、中国.苏联.美国、意大利、西班牙、南非等。日本的产量不过是占国内需要的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。

萤石的选矿方法,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。

对冶金级所用的萤石,仅采用重选也可达到目的,但为了达到陶瓷级或酸级用途要求而回收高品位精矿时,则必须将原矿直接浮选或者是对重选精矿进行再磨、浮选。
作为萤石的特殊选矿方法,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、重力选矿

当条件非常良好时,可采用简单手选回收块状精矿,而细粒部分洗矿后可用跳汰机选别。作为美国所产萤利的跳汰选矿实例,示如图20-1所刊的流程,泫网表示克罗拉多州成廉森选厂的生产作业,将破碎的产品分成5部分,分别进行跳汰机和摇床选别。但是,中矿必须经磨矿后送浮选处理。

萤石的选矿可适用重介质选矿法。在英国的德拜希尔地方建有亨廷顿和希伯利思式的重介质选矿厂,在笫一重产品中回收了重晶石和一些方铅矿,而轻产品中包括萤石和方解石等;另在第二重产品中含有萤石,而轻产品中含有方解石和石英。但是,这种萤石精矿须进一步通过浮选提高品位。

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。

加拿大纽芬兰的圣·劳伦斯的纽芬兰萤石公司在1951年曾用重介质选矿取代了手选,采用直径175毫米的维妞科式移动分选锥,获得表20-3所示的成绩。其重产品并谋求通过浮选提高品位。

三、光电选矿

萤石也可采用光学方法进行选别。其所利用的原理是,在与萤石具有相等折射率的液体中,如放以纯粹的萤石晶体,则肉眼不可能识别,与此相反,如是含有杂质的结晶,由于吸收一部分光的结果,在光电受像机上结成阴影,这种阴影通过光电管转换成电流,再在电路中放大后,驱动光电选矿机的排料门,即可排除不纯的晶体。

光电选矿机的主要组成部分为.1)充满光学检定液(用乙醇稀释的甲苯)的选别槽;2)与矿粒下落途径成直角的入射光线;3)光电池及电力放大装置;4)往选别槽内各室中分配矿粒的阀门或挡板;5)为收集各产品斗中的颗粒所用的泵送系统。

给矿为粒度均匀的颗粒,按照约1.5秒一个的比倒,利用真空将给矿吸起,使其横切水平光线,并整齐地向粘性流体中下落。选别管断面为18毫米的正方形。长125毫米左右,并备有各种尺寸排出管的漏斗。图20-30所示为光学检定被的作业流程图。

光电选矿机的光学系统比较简单,如图20-4所示,由选别管的两侧嵌装的玻璃窗和为了得到在黑暗条件下照明的2个十字交叉的编光滤光镜所组成。光源灯采用6V直流电,载在轨道上以便调整与相对方向的光电管之间的距离。此外,通过光学检定液的光量,可用狭缝加以调节。

图20-5是该选矿机相当于大脑的最重要的电子管电路冈。须要脱除的颗粒通过选别管的光电管,其信号送到电路时,当即受到放大,使继电器工作,而继电器在一定时间后,使闸门机构工作。

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、浮游选矿

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。

在使用油酸作捕收剂进行萤石浮选时,为了达到萤石和方解石更为明显的分离,应当使这两种矿物对油酸的化学吸附最产生大的差异。表20-4表示在室温条件下,添加油酸,对萤石分别进行干式和涅武磨矿后,不进行调浆而直接浮选时的成绩。

由表可见,萤石对油酸的化学吸附,干式比湿式磨矿具有更强的趋势。图20-7为伴有方解石和重晶石的萤石,使用油酝浮选时,进行干式调整条件下,关于温度影响的检定结果。在70'a以上时,回收率可提高戮9D%.明确显示温度对化学吸附具有影响。此外,表20-5列出在不同温度时,萤行对油酸离子的吸附量。

图20-8表示在酸性及碱挫溶液中,萤石、重晶石及方躺石对油陵钠吸附量变化的测定结果。

图20-9举佣表示,茌萤石浮选中使用油酸作捕收剂时,浮选温度对未经处理的油酸虽有相当的影响,但预先添加苛性钠和松油,并用机械方法使其充分分散的油酸,在低矿浆温庭下浮选,也得到良好的实验结果。

图20-10表示萤石浮选中给矿粒度的影响。由图可见,中间粒级具有好的结果。