汪　巍，高惠民，2，喻福濤，竇　帥

(1.武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.武漢理工大學(xué)礦物資源加工與環(huán)境湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430070)

重晶石-石英-螢石伴生礦選礦試驗研究

汪巍1，高惠民1，2，喻福濤1，竇帥1

(1.武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.武漢理工大學(xué)礦物資源加工與環(huán)境湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430070)

摘要：湖南某重晶石礦與石英、螢石和鉛鋅礦等伴生，為綜合開發(fā)利用該礦產(chǎn)資源，對其進行選礦試驗研究。礦石中含0.98%的鉛鋅礦，具有一定回收價值，試驗采用硫酸銅、乙基鈉黃藥優(yōu)先回收鉛鋅混合粗精礦，浮選鉛鋅尾礦則采用水玻璃作石英等脈石礦物抑制劑，十二烷基硫酸鈉為捕收劑浮出重晶石精礦。通過混浮鉛鋅、一粗、一掃和五精重晶石浮選閉路流程，獲得了鉛鋅品位35.49%、產(chǎn)率2.54%的鉛鋅混合粗精礦，BaSO4品位92.15%、BaSO4回收率94.33%、比重4.3g/cm3的重晶石精礦，以及BaSO4品位僅5.07%的重晶石尾礦，實現(xiàn)了重晶石、鉛鋅礦與石英等脈石礦物的有效分離。鉛鋅混合粗精礦可進一步浮選獲得合格的鉛精礦與鋅精礦。

關(guān)鍵詞：重晶石；石英；螢石；浮選

重晶石是一類重要的含鋇工業(yè)礦物，廣泛應(yīng)用于石油、天然氣鉆井泥漿加重劑與制造各種含鋇的化工產(chǎn)品等[1-3]。湖南重晶石礦床多為沉積型，礦石組成復(fù)雜，常與石英、黏土礦物、螢石和鉛鋅礦等伴生[1]，而重晶石與螢石可浮性極為近似，浮選分離困難[4]，因此重晶石、石英和螢石的高效分離是一個重要的研究課題。

針對湖南某伴生石英、螢石和鉛鋅的重晶石礦，采用優(yōu)先回收鉛鋅混合粗精礦后浮出重晶石精礦的選礦工藝對其進行綜合回收，得到了鉛鋅品位35.49%、產(chǎn)率2.54%的鉛鋅混合粗精礦，BaSO4品位92.15%、BaSO4回收率94.33%、比重4.3g/cm3的重晶石精礦，以及BaSO4品位僅5.07%的重晶石尾礦，實現(xiàn)了重晶石、鉛鋅礦與重晶石、鉛鋅礦與石英等脈石礦物的有效分離，為該地重晶石礦的高效利用提供了一種可行的技術(shù)方案。

1試樣性質(zhì)

試樣取自湖南某重晶石礦山，呈灰白色，泥化嚴(yán)重，有明顯砂感。試樣多元素化學(xué)分析和XRD物相分析圖譜分別見表1和圖1。

表1　試樣多元素化學(xué)分析結(jié)果/%

由表1和圖1可知，試樣主要礦物為重晶石、石英、螢石、方解石、天青石和白云母。其礦物組成(w/%)為：重晶石，46；石英，31；螢石，6；方解石，2；天青石，1.6；方鉛礦，0.48；閃鋅礦，0.40；其他(黏土類)，12。重晶石、石英和螢石總量為83%，因此試驗主要考慮三者之間的浮選分離，同時鉛鋅含量為0.98%，具有一定經(jīng)濟價值，可考慮優(yōu)先回收。

圖1　試樣XRD物相分析圖譜

2試驗設(shè)備與藥劑

試驗設(shè)備包括SP-60×100顎式破碎機(貴陽探礦機械廠)，XPS-Φ250×150對輥破碎機(武漢探礦機械廠)和PK/FD型單槽浮選機(武漢洛克粉磨設(shè)備制造有限公司)。

試驗所用藥劑為水玻璃(工業(yè)級，市購)，碳酸鈉和十二烷基硫酸鈉(均為分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司)。

3選礦試驗

試樣中含0.98%的鉛鋅礦，具有一定的經(jīng)濟價值，同時鉛鋅存在于重晶石精礦中對其品質(zhì)(白度等)有較大影響[5]，因此試驗采取優(yōu)先回收鉛鋅混合粗精礦后浮出重晶石精礦的工藝對該礦進行綜合回收。硫酸銅與乙基鈉黃藥可有效浮選鉛鋅，試驗通過圖2流程得到了鉛鋅品位35.49%、產(chǎn)率2.54%的鉛鋅混合粗精礦；得到的浮選鉛鋅尾礦則采用水玻璃作石英等脈石礦物抑制劑，十二烷基硫酸鈉為捕收劑浮出重晶石精礦，并進行后續(xù)浮選試驗。由于試樣中黏土礦物較多，而水玻璃具有很好的分散效果，同時又能較好的抑制石英、螢石和方解石等脈石礦物[6]，因此試驗以水玻璃為重晶石浮選的抑制劑和分散劑；十二烷基硫酸鈉是重晶石浮選常用陰離子捕收劑，其抗硬水能力、水溶性和耐低溫性能均較好[7]，因此以十二烷基硫酸鈉為重晶石浮選的捕收劑。

3.1粗選條件試驗

3.1.1磨礦細(xì)度試驗

適宜的磨礦細(xì)度是獲得高品位重晶石精礦的前提[6]。采用Na2CO3調(diào)節(jié)礦漿pH值為7，水玻璃用量為500g/t，十二烷基硫酸鈉用量為400g/t，分別在-0.074mm含量為61.76%、69.66%、77.73%和85.84%的磨礦細(xì)度下對試樣進行粗選條件試驗，試驗結(jié)果見圖3。

由圖3可知：隨著磨礦細(xì)度從-0.074mm 61.76%提高到-0.074mm 85.84%，重晶石粗精礦的品位先升高后降低，而回收率不斷升高。當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074mm 69.66%時，重晶石與脈石礦物已較好解離，重晶石粗精礦品位為58.03%，回收率為88.39%，綜合指標(biāo)最佳。故確定試樣適宜的磨礦細(xì)度為-0.074mm 69.66%。

3.1.2粗選pH值條件試驗

適宜的pH值是實現(xiàn)重晶石、石英和螢石浮選分離的重要條件[7]。在磨礦細(xì)度-0.074mm 69.66%，水玻璃用量為500g/t，十二烷基硫酸鈉用量為400g/t的固定條件下，改變礦漿pH值進行粗選試驗，試驗結(jié)果見圖4。

3.1.3粗選水玻璃用量試驗

在磨礦細(xì)度為-0.074mm 69.66%，礦漿pH=9，十二烷基硫酸鈉用量為400g/t的固定條件下，改變水玻璃用量進行粗選試驗，試驗結(jié)果見圖5。

由圖5可知：隨著水玻璃用量增加，重晶石粗精礦的品位和回收率均先升高后下降，在水玻璃用量為800g/t時，粗精礦品位均達(dá)最高值60.21%，回收率較高為98.51%。這是因為水玻璃在水溶液中形成了較多的細(xì)小硅酸膠粒，能增強對石英、黏土和方解石等脈石礦物的抑制效果并提高礦泥的分散作用，但當(dāng)其用量過大時，不僅抑制脈石礦物，也抑制重晶石[3]，因此在浮選中水玻璃用量要適當(dāng)控制，同時要及時調(diào)整捕收劑用量。故確定適宜粗選水玻璃用量為800g/t。

3.1.4粗選十二烷基硫酸鈉用量試驗

在磨礦細(xì)度為-0.074mm 69.66%，礦漿pH=9，水玻璃用量為800g/t的固定條件下，改變十二烷基硫酸鈉用量進行粗選試驗，試驗結(jié)果見圖6。

由圖6可知：隨著十二烷基硫酸鈉用量增加，重晶石粗精礦品位先升高后降低再升高，回收率則不斷升高。當(dāng)十二烷基硫酸鈉用量為300g/t時，重晶石粗精礦品位為62.52%、回收率為96.68%，綜合指標(biāo)最佳。故確定適宜粗選水玻璃用量為300g/t。

3.2精選I水玻璃用量試驗

粗選重晶石精礦品質(zhì)不佳，為進一步提高重晶石精礦品位，固定精選I礦漿pH=9，進行精選I水玻璃用量條件試驗，試驗結(jié)果見圖7。

圖2　試驗流程

圖3　磨礦細(xì)度對浮選指標(biāo)的影響

圖4　礦漿pH值對浮選指標(biāo)的影響

圖5　水玻璃對浮選指標(biāo)的影響

圖6　十二烷基硫酸鈉對浮選指標(biāo)的影響

圖7　精選I水玻璃對浮選指標(biāo)的影響

由圖7可知：隨著精選I水玻璃用量增加，重石精礦品位先降低后升高再降低，回收率則先升高后降低再升高。當(dāng)精選I水玻璃用量為600g/t時，重晶石精礦品位達(dá)到最高值72.18%，相應(yīng)的回收率為93.79%，綜合指標(biāo)最佳。故確定精選I水玻璃用量為600g/t。

3.3開路試驗流程

在混浮鉛鋅、粗選條件和精選I條件試驗的基礎(chǔ)上，進行開路流程試驗，試驗流程見圖8，試驗結(jié)果見表2。

由表2可知，試樣經(jīng)混浮鉛鋅、1次重晶石粗選和5次重晶石精選流程，獲得了鉛鋅品位35.49%、產(chǎn)率2.54%的鉛鋅混合粗精礦，BaSO4品位94.81%、BaSO4回收率75.54%、比重4.4g/cm3的重晶石精礦。

3.4閉路試驗

在開路流程試驗的基礎(chǔ)上進行了閉路流程試驗。為了保證精礦品位，閉路試驗增加1次掃選，閉路試驗流程及條件見圖9，試驗結(jié)果見表3，閉路試驗重晶石精礦XRF熒光分析結(jié)果見表4。

圖8　開路試驗流程

表2　開路試驗流程結(jié)果/%

表3　閉路試驗結(jié)果/%

表4　閉路試驗重晶石精礦XRF分析結(jié)果

圖9　重晶石閉路試驗

由表3可看出，試樣經(jīng)過混浮鉛鋅、1次重晶石粗選、1次重晶石掃選和5次重晶石精選閉路流程，獲得了鉛鋅品位35.49%、產(chǎn)率2.54%的鉛鋅混合粗精礦，BaSO4品位92.15%、BaSO4回收率94.33%、比重4.3g/cm3的重晶石精礦。

4結(jié)論

1)湖南某重晶石-石英-螢石型伴生礦中主要礦物為重晶石、石英和螢石以及黏土類礦物，還有少量天青石、方解石、方鉛礦和閃鋅礦。

2)采用硫酸銅、乙基鈉黃藥優(yōu)先回收鉛鋅混合精礦，浮選鉛鋅尾礦則采用水玻璃作石英等脈石礦物抑制劑，十二烷基硫酸鈉為捕收劑浮出重晶石精礦，對該礦進行了綜合回收。通過混浮鉛鋅，1次重晶石粗選、1次重晶石掃選和5次重晶石精選閉路流程獲得了鉛鋅品位35.49%、產(chǎn)率為2.54%的鉛鋅混合粗精礦、BaSO4品位為92.15%、BaSO4回收率為94.33%和比重4.3g/cm3的重晶石精礦，以及BaSO4品位僅5.07%的重晶石尾礦。

參考文獻

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Experimental study on beneficiation for associated minerals of barite，quart and fluorite

WANG Wei1，GAO Hui-min1，2，YU Fu-tao1，DOU Shuai1

(1.School of Resources & Environment Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China；2.Hubei Key Laboratory of Mineral Resources Processing and Environment，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China)

Abstract:A certain barite in Hunan was associated with quartz，fluorite and lead-zinc ore.An experimental study on beneficiation had been carried out in order to develop and utilize the mineral resources comprehensively.The ore contained 0.98% of lead-zinc ore，which had certain collection value.Primarily，the copper sulfate and sodium ethyl xanthenes were used to collect lead-zinc mixed rough concentrate.Then the barite concentrate was obtained with sodium silicate as inhibitor of gangue minerals such as quart，and sodium dodecyl sulfate as collector from the tailings of lead-zinc flotation.The lead-zinc mixed rough concentrate with lead-zinc grade 35.49% and yield 2.54%，the barite concentrate with BaSO4 grade 92.15%，BaSO4 recovery 94.33% and density 4.3g/cm3，barite tailings with BaSO4 grade 5.07% were obtained through mixed flotation of lead-zinc and closed-circuit barite flotation process of one roughing，one scavenging and five cleaning.An effective separation of barite and lead-zinc ore with gangue minerals such as quart was realized.The qualified lead concentrate and zinc concentrate can be gotten by further flotation from lead-zinc mixed rough concentrate.

Key words：barite；quart；fluorite；flotation

收稿日期：2015-03-14

作者簡介：汪巍(1992-)，男，碩士研究生，主要從事非金屬材料的研究。E-mail：1148377404@qq.com。 通訊作者：高惠民(1958-)，男，教授，博士，主要從事非金屬材料的研究。E-mail：gaohuimin1958@126.com。

中圖分類號：TD985

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4051(2016)02-0139-05