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品位
金属
综合
回收
技术研究
刘志超
有色金属(选矿部分)年第期 :收稿日期:基金项目:国家自然科学基金资助项目();中国核工业集团有限公司青年英才计划项目()作者简介:刘志超(),男,山东栖霞人,硕士,正高级工程师,主要从事放射性共伴生多金属矿选矿技术研究。通信作者:李春风(),男,河北邯郸人,硕士,高级工程师,主要从事矿物学和选矿技术研究。从低品位铀多金属矿中综合回收铅和铁技术研究刘志超,李春风,马嘉,李广,田宇晖,张新,张晨,武翠莲(核工业北京化工冶金研究院 北京 ;东北大学 资源与土木工程学院,沈阳 )摘要:华阳川铀多金属矿中有价金属品位均较低,通过选矿大幅度提高铀品位并综合回收伴生金属,方可使该矿床具备开发价值。针对矿石中伴生的铅和铁,开展了综合回收选矿试验研究,首先通过重选将各有价金属预富集在重选精矿中,然后采用铅硫混合浮选铅硫分离工艺回收铅,通过添加铀矿物抑制剂、强磁脱铀等方式降低铅精矿中铀含量,最后采用弱磁选从选铅尾矿中回收铁,通过多次精选提高铁品位、降低铀含量。最终获得的铅精矿中铅品位 、铀含量 ;铁精中铁品位 、铀含量 ,经检测铅精矿、铁精矿和重选尾矿中的放射性均达标,铅精矿和铁精矿可以直接出售,重选尾矿可以按照普通尾矿处置。关键词:综合回收;浮选;铅精矿;磁选;铁精矿;放射性中图分类号:文献标志码:文章编号:(),(.,;.,):,:;年第期刘志超等:从低品位铀多金属矿中综合回收铅和铁技术研究陕西华阳川铀多金属矿是一个以铀为主,伴生多种金属元素的低品位特大型综合矿床。矿石中有价金属品位均较低,其中铀品位为 、铌品位 、铅品位 ,铁品位 。矿床中主要有价金属铀的储量达到特大型规模,但铀不仅品位低,而且主要赋存于难碎解的铌钛铀矿中,决定了其直接水冶回收成本高,经济上不可行。只有通过选矿方法大幅度提高矿石中铀品位,降低后续水冶提铀的矿石量,并同时回收伴生的有价金属,提高矿床的综合利用价值,该矿床才可能具备开发价值。矿石中有用矿物与脉石矿物之间存在较大的比重差,利用重选可以先将大部分有价金属预先富集于重选精矿中,其中可综合回收的矿物主要有铌钛铀矿、方铅矿和磁铁矿,需要采用不同的选矿工艺进行分离。由于矿石中有放射性元素铀,在选矿综合回收铅和铁矿时,选矿产品中的放射性容易超标。因此,在综合回收铅和铁时,不仅要提高精矿中铅和铁的品位,还要降低精矿中铀的含量,保证放射性能够符合国标 的要求。本研究首先通过重选将大部分有价金属富集于重选精矿,然后根据重选精矿中有用矿物的特性,采取浮选和磁选的方法分步回收方铅矿和磁铁矿,在保证精矿品位的同时,采用粗精矿再磨、强磁脱铀、多次精选、添加铀矿物抑制剂等方法脱除选矿产品的放射性,得到品位和放射性均合格的铅精矿及铁精矿,进而提高矿床的综合经济效益,为该矿床的开发利用提供技术支持。矿石性质 矿石主要化学成分分析对矿石中主要化学成分进行了分析,分析结果见表。由表可知,矿石中的主要有用元素为铀、铌、铅、铁 等,其 含 量 分 别 为 、。表矿石中主要化学成分分析结果 组分 含量 组分 含量 矿石主要矿物组成矿石中矿物种类繁多,金属矿物主要有铌钛铀矿、方铅矿、白铅矿、沥青铀矿、磁铁矿、氟碳铈矿、褐钇铌矿、榍石等,脉石矿物主要有石英、钾长石、方解石、白云石、斜长石、天青石、云母、霓辉石、褐铁矿、钛铁矿、黄铁矿、重晶石、高岭石、褐帘石、石榴子石、角闪石、绿帘石、磷灰石、绿泥石等。矿石中主要元素的赋存状态 的赋存于铌钛铀矿中,赋存于沥青铀矿中,其余以类质同象或吸附形式赋存于独居石、褐帘石、磷灰石、榍石中;的 赋存于铌钛铀矿中,赋存于褐钇铌矿、榍石中,其余以类质同象或吸附形式赋存于独居石、褐帘石、磷灰石、榍石中;的铅赋存于方铅矿,其次赋存于白铅矿和铅钒;的铁赋存于磁铁矿中,其余的赋存于褐铁矿、钛铁矿和黄铁矿中。选矿试验与结果讨论 重选预富集试验矿石破 碎 至 ,用 棒 磨 机 将 矿 石 磨 至 ,先用螺旋溜槽预抛尾,螺旋溜槽精矿分成 、和 三个粒级,分别用摇床进一步分选。重选预富集试验流程见图,试验结果见表。由表可知,有价金属在重选精矿得到有效富集,重选精矿中、的回收率均大于,品位较原矿均富集了 倍以上,可以抛弃 的尾矿。图重选预富集试验流程 有色金属(选矿部分)年第期表重选预富集试验结果 产品名称产率品位回收率 重选精矿 重选尾矿 原矿 浮选回收铅试验重选精矿中主要的硫化物是方铅矿和黄铁矿,两者均属于易浮选硫化矿,浮选回收方铅矿时先将方铅矿和黄铁矿同时浮选上来,然后再进行铅硫分离和放射性脱除,得到放射性和铅品位均合格的铅精矿。铅硫混合浮选条件试验 磨矿细度试验为了使矿物充分单体解离,对重选精矿进行了再磨,为了考察不同磨矿细度条件下铅的浮选效果,固定捕收剂乙硫氮用量 ,起泡剂松醇油用量,采用一次粗选作业,进行了磨矿细度试验,试验结果见图。由图可知,在磨矿细度 占 时,精矿中铅品位和回收率均最高。综 合 比 较,确 定 重 选 粗 精 矿 再 磨 细 度 为 占。图磨矿细度试验结果 捕收剂种类试验为选择合适的捕收剂,固定捕收剂用量 ,起泡剂松醇油用量,采用一次粗选作业,进行了捕收剂种类对比试验,试验结果见图。由图可知,与其他捕收剂相比,乙硫氮对铅具有更强的捕收能力和良好的选择性,精矿铅品位和回收率均最高。因此,选择乙硫氮作为铅浮选捕收剂。图不同种类捕收剂试验结果 铅硫混合浮选闭路试验根据条件试验确定的铅硫混合浮选参数,采用“一次粗选、一次扫选、两次精选、中矿顺序返回”的浮选工艺流程,进行了铅硫混合浮选闭路试验,考察铅硫混合浮选效果。固定磨矿细度 占,粗 选 捕 收 剂 乙 硫 氮 用 量 ,松 醇 油,扫选乙硫氮 ,试验流程见图,试验结果见表。由表可知,铅硫混合精矿中铅品位仅图铅硫混合浮选闭路试验流程 年第期刘志超等:从低品位铀多金属矿中综合回收铅和铁技术研究表铅硫混合浮选闭路试验结果 选矿产品作业产率品位作业回收率 铅硫混合精矿 尾矿 给矿 ,硫品位较高,为 ,需要进一步进行铅硫分离,此外,精矿中铀品位也较高,为 ,需要进一步脱除放射性。铅硫分离及放射性脱除试验 再磨细度试验为了使铅矿物与脉石矿物进一步解离,对铅硫混合精矿进行了再磨,为考察不同磨矿细度下对铅硫分离效果的影响,固定黄铁矿抑制剂石灰用量为,铀矿物抑制剂淀粉用量为,采用一次粗选作业,进行了再磨细度试验,试验结果见图。由图可知,随着再磨细度的增加,铅品位随之增加,铅回收率先升高后降低,铀品位总体呈下降趋势,综 合 考 虑,确 定 再 磨 细 度 为 占,此时铅品位 ,回收 率 ,铀含量 。铀矿物抑制剂种类试验为了对比不同种类抑制剂对铀矿物的抑制效果,固定磨矿细度 占,黄铁矿抑制图再磨细度试验结果 剂石灰用量,铀矿物抑制剂用量为 ,采用一次粗选作业,进行了铀矿物抑制剂种类试验,试验结果见表。由表可知,三种抑制剂中淀粉对铀矿物的抑制效果最好,并且铅粗精矿中铅的回收率最高。因此,确定采用淀粉作为铀矿物的抑制剂。表铀矿物抑制剂种类试验结果 抑制剂种类产品名称作业产率品位作业回收率 六偏磷酸钠铅粗精矿 淀粉铅粗精矿 羧甲基纤维素铅粗精矿 铅硫分离与放射性脱除闭路试验在铅硫分离浮选时,添加铀矿物抑制剂,可以同时实现提高铅品位和降低铅精矿中放射性含量的目的。针对铅硫混合精矿,采用一次粗选、两次精选、中矿顺序返回的工艺流程进行了闭路试验,试验流程见图,试验结果见表。由表可知,通过添加黄铁矿和铀矿物抑制剂,经过多次精选,可以有效提高铅精矿中铅品位,降低铀含量。铅精矿中铅品 位 、回 收 率 ,铀 含 量 可 降至 。强磁脱除放射性试验矿石中的主要铀矿物为铌钛铀矿,具有弱磁性,固定磁场强度为 ,采用一次磁选作业进一步脱除了铅精矿中的铀,试验结果见表。由表图铅硫分离与放射性脱除闭路试验流程 有色金属(选矿部分)年第期表铅硫分离与放射性脱除闭路试验结果 产品名称作业产率品位作业回收率 铅精矿 浮铅尾矿 给矿 表强磁脱铀试验结果 产品名称作业产率品位作业回收率 强磁脱铀铅精矿 强磁含铀矿物 给矿 可知,通过强磁选可以进一步降低铅精矿中铀的含量,铀含量可降至 。磁选回收铁试验浮硫尾矿中有用矿物主要是磁铁矿和铌钛铀矿,利用弱磁选机回收磁铁矿 。矿石中的铌钛铀矿、晶质铀矿、独居石等铀矿物磁性弱,在弱磁场条件下不会进入磁性精矿,进入磁性精矿中铀矿物主要是夹带导致的,通过增加精选次数,可以降低铁精矿中铀含量。采用一粗一扫两精、中矿顺序返回的磁选工艺流程,粗选磁场强度 ,扫选磁场强度 ,精、精磁场强度均为 ,试验流程见图,试验结果见表。由表可知,通过磁选可以得到高品位铁精矿,并且铁精矿中铀的含量很低。铁精矿产率 ,铁品位 、回收率 ,铀含量 。图弱磁回收铁试验流程 表弱磁回收铁试验结果 产品名称作业产率品位作业回收率 铁精矿 选铁尾矿 给矿 精矿放射性检测为了验证综合回收的铅 精 矿、铁 精 矿以 及重选尾矿的放射性是否达标,对三种选矿产品的放射性分 别 进 行 了 检 测,检 测 方 法 依 据 国 家 标 准 ,放射性检测结果见表。由表可知,铅精矿、铁精矿和重选尾矿中的放射性符合我国 有 色 金 属 矿 产 品 的 天 然 放 射 性 限 值()中规 定 的 天 然 放 射 性 核 素 的限量值,达到放射性豁免标准,放射性合格。铅精矿和铁精矿可以直接出售,重选尾矿可以按照普通尾渣处置。表精矿放射性检测结果 ()检测项目 国家标准 铅精矿 铁精矿 重选尾矿 结论)通过重选可以将有价金属在重选精矿中有效富集,重选精矿中、的回收率均大于 年第期刘志超等:从低品位铀多金属矿中综合回收铅和铁技术研究,重选尾矿产率 ,选矿尾矿放射性能够降低至豁免水平,可以按照普通尾矿处置。)采用铅硫混合浮选铅硫分离浮选工艺,可以获得高品位铅精矿,通过添加铀矿物抑制剂、增加精选次数和强磁脱铀等方法,能够有效降低铅精矿中 铀 含 量,铅 精 矿 中 铅 品 位 ,铀 含 量 ;利用弱磁选可以有效回收磁铁矿,通过增加精选次数能够提高铁精矿品位和降低铀含量,铁精矿中铁品位 ,铀含量 。)实现了矿石中伴生金属的清洁综合回收,铅精矿和铁精矿经放射性检测,放射性合格,可以直接出售,提高了矿床经济价值。参考文献肖俊,刘成东,万建军,等 陕西华阳川铀多金属矿床矿石特征及铀的赋存状态 地质与勘探,():,():王 守 敬华 阳 川 铀 多 金 属 矿 有 用 元 素 赋 存 状 态 研究矿产保护与利用,():,():惠小朝,何升陕西华阳川铀、铌、铅多金属矿石工艺矿物学研究金属矿山,():,():武翠莲,刘志超,马嘉,等华阳川多金属矿床中铀的赋存状态研究 铀矿冶,():,():康清清,江宏君,李鹏,等 陕西华阳川铀铌铅矿床矿石矿物学特 征 东 华 理 工大学 学 报(自 然 科 学 版),():,():孟广寿,赵满常,李文霞,等低品位含铀铌钛矿选矿和综合利用的工艺研究 铀矿冶,():,():付强,肖仪武,方明山 从工艺矿物学角度探讨某低品位铀多金属矿预抛尾的可行性 有色金属(选矿部分),():,(),():张曙光,汤优优某高硫铅锌矿选矿工艺流程多方案研究 云南冶金,():,():刘占林,朱德兵,郭建东 某金精矿氰化尾渣回收金铜铅硫试验研究黄金,():,():张添富,韩俊伟,刘维,等某低品位含银铅锌硫化矿优先浮选研究有色金属(选矿部分),():,(),():,陈志强,刘超,罗传胜,等广西某低品位铅锌硫化矿选矿工艺优化研究有色金属(选矿部分),():,(),():胡红喜,龙卫刚,彭光继,等某低品位铅锌矿铅浮选工艺研究有色金属(选矿部分),():,(),():梁艳涛,李春辉 河北某低品位磁铁矿选矿试验 现代矿业,():,():李 煊 生,罗 良 飞云 南 某 低 品 位 磁 铁 矿 选 矿 试 验 研究矿冶工程,():,():(本文编辑刘水红)