从选钼尾矿中回收金云母试验研究_张乾伟

第36卷第2期 非金属矿 Vol.36 No.2 2013年3月 Non-Metallic Mines March, 2013

尾矿资源化是当前资源综合利用的一个重要发展方向，且大部分尾矿已经初步磨矿加工，其后续加工利用可以显著降低能耗，有利于充分利用尾矿中的有用矿物、有用组分、有价元素，对于节约矿物资源、发展资源节约型循环经济，提高矿山企业经济效益、社会效益和环境效益等有重要意义[1]。

本研究以辽宁某选钼尾矿为研究对象，主要研究尾矿资源综合利用。该选矿厂尾矿库总库容800万m 3，坝高75 m ，尾矿已堆存450万m 3，尾矿储量约1000万t 。目前尾矿库容仅够正常使用2~3 a ，周边已无建设尾矿库的场地。该尾矿库已构成所在地区重大危险源，每年汛期都被列为重点监管对象，一旦溃坝将严重危及库下矿井、选矿厂及居民生命财产安全。此外，每年尾矿库维护费用200多万元。结合矿山实际情况，为实现在原地利用该尾矿中有用矿物及有用组分，在最大经济效益前提下合理回收利用各种非金属矿物资源。首先研究其中较为显著的金云母

从选钼尾矿中回收金云母试验研究

张乾伟 任瑞晨 李彩霞

（辽宁工程技术大学 矿物加工利用与设计研究院，辽宁 阜新 123000）

摘 要 以辽宁某钼矿选矿厂尾矿产品为研究对象，

利用浮选方法分选出金云母精矿，从选矿生产方面对该尾矿中金云母浮选可行工艺进行了分析，经过1次精选、1次扫选即可实现精选金云母回收率40%、品位9.5%以上，扫选金云母回收率20%、品位7.0%以上。本试验研究对选钼尾矿综合利用以彻底消除尾矿库库满的隐患，为选钼尾矿金云母的浮选实践提供了理论和试验依据。

关键词 选钼尾矿 尾矿库 金云母 浮选

中图分类号：

TD926.4+2;TD977 文献标识码：A 文章编号：1000-8098(2013)02-0072-03Experimental Research on Recovery of Phlogopite from Molybdenum Tailings

Zhang Qianwei Ren Ruichen Li Caixia

(Mineral Processing and Utilization Design Institute, Liaoning Technical University, Fuxin, Liaoning 123000)

Abstract Taking tailings from a molybdenum ore concentration plant in Liaoning province as the research object, the phlogopite was separated from the tailings of molybdenum ore concentration plant by ? otation method, and the feasible ? otation process of phlogopite was analyzed from the perspective of actual dressing production, after one concentrating and scavenger ? otation, the yield of recovery and grade of concentrated phlogopite could be reached above 40% and 9.5%, and the yield of recovery and grade of scavenged phlogopite could be reached above 20% and 7.0%. The experimental research is as a part of the comprehensive utilization of molybdenum tailings in order to completely eliminate the hidden danger of the full of tailings pond, which provides the theoretical and experimental basis for the selected for phlogopite ? otation from molybdenum tailings.

Key words molybdenum tailings tailings pond phlogopite ? otation

收稿日期：2013-01-23

基金项目：辽宁省科技厅计划项目(2009402008)；辽宁省教育厅重点实验室基金(Ls2010072)。

回收方法。金云母是含镁、钾的铝硅酸盐，广泛应用于建材、消防、造纸、橡胶、珠光颜料等化工工业，是一种重要的矿物原料。1 实验部分

1.1 试样性质 试验原料为辽宁某选钼尾矿，外观以银灰色为主，有斑驳杂色，碎散片状、颗粒状。利用实验室用系列标准筛对其取样200 g 进行小筛分，粒度组成见表1。

表1 选钼尾矿粒度组成

粒级范围

/mm 产率/%

试验1试验2试验3平均值+0.3550.600.330.640.52-0.355~+0.17737.5437.8536.1037.16-0.177~+0.14720.5420.3820.0020.31-0.147~+0.09912.6612.5812.2612.50-0.099~+0.07414.7014.1814.7614.55-0.074~+0.464

12.0412.7514.4113.07-0.464 1.91 1.93 1.84 1.89累计

100.00

100.00

100.00

100.00

由表1可看出，该钼尾矿主导粒度为0.355~ 0.074 mm，含量约为84.52%。金云母最大粒度为2~3 mm。粒度大于1.5 mm的碎金云母由于片状粒径较大，不利于矿化、形成稳定的矿化起泡，且有部分连生体存在，需要进一步解离，故有必要对其进行进一步磨矿，为最大程度保持其片径比，可采用棒磨磨矿。

为确定该尾矿组成，以利于确定不同分选方案，利用X射线衍射仪对其进行岩矿分析测试。测试条件为电压：40 kV；电流：40 mA；靶型：Cu靶；起始角：5

。；终止角：85。；扫描速度：0.5 s；积分时间：0.02 s。通过对其进行XRD分析可知，该尾矿主要非金属矿物包括：透辉石，31.8%；钠长石，22.5%；金云母，19.5%；蛇纹石，9.8%；橄榄石，9.9%；蒙脱石，6.4%。

此外该尾矿中还有少量黑云母、石榴子石、方解石、石英；金属类矿物主要有辉钼矿、黄铁矿、蓝铜矿；黑色矿物磁铁矿等。由尾矿主要非金属矿物成分及其物理化学性质可知，透辉石、钠长石、方解石可作陶瓷助熔剂，可显著降低陶瓷的烧结烧成温度，有助于实现其低温快烧。蒙脱石为黏土类矿物，经磨矿后易在水中分散，最小分散粒径达2 μm，在浮选过程中易消耗浮选药剂，使浮选环境恶化，影响浮选精矿指标，故在浮选之前可用小直径水力旋流器脱除。此外，尾矿中金云母等大部分为硅酸盐矿物，需确定合适的抑制剂及用量，既保证适当抑制其他硅酸盐矿物，又利于金云母浮选。

1.2 试剂及仪器设备

试剂：水玻璃，1.395 g/cm3，工业级；丁基黄原药，5%，工业级；SK9011（乳化），5%，工业级；油酸钠，5%，化学纯；烷基胺，2%，十二胺与盐酸质量比为1∶1。

仪器设备：XFD实验室用1 L浮选机；棒磨机，实验室自制；小直径水力旋流器（Φ75 mm）；系列标准筛；实验室用pH计等。

2 结果与讨论

对该钼矿尾矿利用棒磨机进行磨矿，在磨矿介质（磨棒直径20 mm、10 mm与8 mm比例为2∶10∶8）确定前提下，根据磨矿时间与磨矿粒度关系曲线，得出在磨矿时间为25 min时，依靠石英、橄榄石、石榴石等矿物的“磨介”作用，有利于金云母的分层、解离，对应-0.074 mm含量为56.76%为佳，碎片状云母在+0.074 mm以上可见、和棒磨前相比表面积均减小明显。经Φ75 mm小直径水力旋流器1次脱泥后，其中+0.037 mm含量为70.89%的微细粒黏土矿物可以脱除。经磁选管在0.3 T磁感应强度条件下分选出磁铁矿，以实现“能收早收”，同时也有利于金云母浮选。

2.1 黄铁矿杂质脱除黄铁矿属于金属硫化物，在该钼矿尾矿中含量极少，不足1%，但仍需要脱除。此外该黄铁矿在1.3 T条件下仍不能进入磁选精矿，属于逆磁性或非磁性黄铁矿，故可用丁基黄原药作为捕收剂、SK9011作为起泡剂有效浮选脱除。

2.2 选钼尾矿金云母的浮选可行性分析脱除黄铁矿后，对于碎金云母的浮选常规方法包括：①酸性阳离子法：酸性条件下，以硫酸为调整剂、加入水玻璃抑制其他硅酸盐矿物，加入胺类和煤油的组合捕收剂、起泡剂，经粗选、精选可获得云母精矿[2]。②碱性阴、阳离子浮选法：磨矿（加入氢氧化钠利于矿泥的分散和除弃）后，经螺旋分选机预选，浮槽耙式分级机脱泥，矿浆用胺类捕收剂粗选，经3次精选得到最终云母精矿[3]。③其他方法：将含有云母的尾矿粉经旋流器或溜槽除去0.147 mm以上单矿物和岩屑后，调制成质量分数为20%~40%的矿浆，再依次加入抑制剂、调整剂和捕收剂，搅拌后浮选，经1次分选可得90% 以上纯度的云母，2次精选云母品位达99%以上[4]。

对于上述金云母在不同pH值下浮选，针对该钼矿尾矿需要考虑酸性介质条件的浮选，不符合此钼矿尾矿中金云母的实际情况，主要原因为：①钼尾矿中含有透辉石、蛇纹石、方解石等矿物，在强酸性条件下，方解石将发生溶解，H+将与透辉石矿物中的氧化钙结构、蛇纹石矿物中的氢氧镁层结构发生化学反应，不仅破坏矿物本身结构，而且反应持续进行将不断消耗H+，使浮选介质环境不稳定，浮选各项指标极差，甚至不能浮选。②强酸性介质条件下的浮选，对实际生产中的浮选设备和产品处理辅助设施的抗强酸腐蚀能力要求很高，对环境影响较大，也需要投入必要的保护措施。

基于此，该钼尾矿浮选金云母拟采用中碱性条

从选钼尾矿中回收金云母试验研究张乾伟，任瑞晨，李彩霞

第36卷第2期 非金属矿 2013年3月

件，主要以水玻璃（Na 2SiO 3)为硅酸盐选择性抑制剂、油酸钠为捕收剂、烷基胺为起泡剂的浮选方法。类似文献[5]做过相关云母矿浮选试验研究，本研究中该方法在可控条件下可实现尾矿中金云母浮选回收。2.3 金云母的浮选流程 钼矿尾矿浮选入料300 g 、矿浆质量分数为25%、pH 值为8.4、浮选机主轴转速为1850 r/min 、矿浆温度为20 ℃，浮选药剂作用下，采用1次精选、1次扫选的试验工艺流程及添加药剂顺序、药剂量，见图1。

在pH 值大于7的条件下，水玻璃具有很强的抑制作用，因此可以控制水玻璃用量以抑制其他岛状、架状结构硅酸盐矿物，即实现选择性抑制。金云母为3层结构层状硅酸盐矿物，即层状硅氧骨干夹1层阳离子组成，其表面阳离子在溶解过程中可与H +发生交换，使其表面带有不依赖于pH 值较高的负电荷，本身易与阳离子捕收剂极性基团发生较强作用而疏水，难以吸附阴离子类捕收剂。但在碱性条件下，金云母表面阳离子与H +发生交换受到抑制，在发生溶解过程中裸露在表面的金属阳离子Al 3+与油酸根可形成化学吸附；且油酸根也可靠静电作用吸附在表面带正电（金属阳离子）的目的矿物表面，该吸附为物理吸附，不如化学吸附强烈。这2种形式对金云母的浮选行为起决定性作用。此外适当的矿浆质量分数也是金云母浮选的一个主要影响因素，矿浆质量分数过低时，在强搅拌作用下使已经与矿化起泡附着的金云母脱落，不利于金云母浮选。在该工艺流程及可选、可行、易购的药剂条件下，主要进行了浮选药剂用量的探索，最后得出各浮选药剂的最佳用量见图1。

图1 从钼尾矿中浮选金云母工艺流程图

经实验室金云母浮选试验，可得金云母精矿，称重、原子吸收分析结果见表2。

表2 金云母浮选试验结果

试验

金云母精矿I /%金云母精矿II /%产率回收率品位(K 2O)

产率回收率品位(K 2O)

17.9140.569.5 5.2626.97 6.928.4443.289.5 4.0320.677.13

7.70

39.48

9.6

6.67

34.21

5.5

由表2可知，在图1药剂制度、工艺流程及浮选操作条件下，该钼矿尾矿中金云母经1次精选、1次扫选可得最佳回收率为43.28%、K 2O 品位为9.5%的金云母精矿I ；回收率为20.67%、K 2O 品位为7.1%的金云母精矿II 。其中精矿I 可作为云母纸、珠光颜料等，精矿II 可作为塑料、橡胶填料等。3 结论

1.该选钼尾矿针对其组成对有用矿物实行“能收早收”，尽早回收金云母，经过1次精选、1次扫选可得回收率为43.28%、K 2O 品位为9.5%的金云母精矿I ；回收率为20.67%、K 2O 品位为7.1%的金云母精矿II ，实现了尾矿综合利用的第一步。对于浮选金云母的尾矿可分别回收镁橄榄石、石榴子石作为耐火耐磨材料，透辉石、钠长石、方解石、石英等可作为陶瓷原料加以回收、综合利用，可有效解决该选矿厂尾矿库库满，消除安全隐患，保护环境。

2.回收金云母过程中通过控制水玻璃用量选择性抑制其他架状、岛状结构硅酸盐矿物，浮选辉钼矿时亦是如此，长期将影响尾矿库中矿浆沉降、不利于选矿厂回水循环利用，因此浮选过程中必须加以控制或寻找其他替代药品。参考文献：

[1] 任瑞晨，李彩霞，王秀兰，等.矿物资源有价元素提取有益组分与有用矿物利用[J].辽宁工程技术大学学报：自然科学版，2009，28(9)：94-96.

[2] 黄曼，林海，刘国富，等.从金矿浮选尾矿中回收绢云母的试验研究[J].黄金，2006，27(3)：38-40.

[3] 《非金属工业手册》编辑委员会.非金属工业手册[M].北京：冶金工业出版社，1991：969.

[4] 张渊，李俊峰，张五荣.从含云母尾矿中回收云母的方法：中国，CN101185916 [P]. 2008-05-28.

[5] 封国富，

伊新辉，纪国平，等.用油酸浮选云母的方法：中国， CN101850303A [P]. 2010-10-06.