包钢选矿厂磁矿系列尾矿中回收精矿的工艺研究矿物加工工程专业毕业设计毕业论文.doc

内蒙古科技大学毕业论文包钢选矿厂磁矿系列尾矿中回收精矿的工艺研究摘 要长期以来，氧化矿系列流程中的强磁中矿和强磁尾矿一直作为包钢稀土精矿生产的主要原料，而磁矿系列尾矿中的稀土资源一直不能充分回收利用，这部分资源都排入尾矿坝中，使稀土资源受到了极大的浪费。磁矿系列尾矿中稀土品位一般ReO为6.0-7.5%,每年的排放量大约为200多万吨，是一种宝贵的稀土资源，对磁矿系列尾矿中回收稀土精矿进行立项研究，目的是通过实验室研究，对这种试样特性，浮选工艺流程、工艺条件和药剂组合进行较系统的研究并应用于工业生产。试验所取试样ReO为7.4%，经一粗两精，获得稀土精矿品位为50.32%，作业回收率68.54%;套试试样为6.33%。经一粗两精作业，获得的稀土精矿品位为53.70%，作业回收率为66.03%。同时在试验过程中合成出较好的稀土捕收剂XP-2和相应的起泡剂XF-2。在对工艺过程研究的同时，对弱磁尾矿中稀土矿物及稀土精矿中的稀土矿物进行了工艺特征的研究，为以后的研究提供了理论指导。关键词：白云鄂博矿，弱磁选尾矿，稀土，浮选The research on segregating and recovering rare-earth from weak-magnetic separation tails Baotou Steel Concentrating MillAbstractFor a long time, the strong magnetic middling mineral and tailer mineral in the oxidize mineral series has been the main raw material for produce soil concentrate mineral to produce in Baotou steel company, but the sparse soil resources in the magnetic tailer mineral cant recover exploitation well for long, these resources all line up into the tailer mineral dam, which make the sparse soil resources tremendous waste. Sparse soil grade in the magnetic mineral series tail mineral ReO usually is 6.0-7.5%, and every year exhaust about 2000 thousand tons, these are precious resources, to research recovering the sparse soil concentrate mineral from the tailer mineral of the magnetic mineral series, the purpose is from research in the lab, for the sparse soil characteristic, float choose and apply to produce in the industry.The sample ReO taken to research is 7.47%, through one raw two concentrate sparse soil, acquire the sparse soil of concentrate mineral grade is 50.32%, the operation recovery rate is 68.54%; the sample ReO taken to research is 6.33%. Through one raw two concentrate operation, acquire the sparse the soil concentrate the mineral is 53.70%, the operation recovery rate is 66.03%. In the meantime synthesize better sparse soil collector XP-2 during the period of experiment with correspond of forming agent XF-2.In the meantime of the produce process research, to carry on the research of the craft of the weak magnetic the sparse soil tailer mineral and in the sparse soil concentrate mineral, providing the theories instruction for the later research.Key Words: Baiyunebo deposit, weak magnetic separation tails, rare-earth, flotation目 录摘 要IAbstractII第一章 引 言11.1 研究的背景11.2 研究的方法及意义1第二章 白云鄂博稀土资源利用及应用现状32.1 包钢铁稀土选矿流程中稀土资源回收现状32.1.1 选矿厂入选矿石中稀土资源状况32.1.2 包钢白云鄂博矿石铁稀土选别流程及分布状况32.2 白云鄂博稀土的地位及应用42.2.1 中国稀土的国际地位42.2.2 包钢白云鄂博稀土资源在全球的地位42.2.3 稀土的应用7第三章 白云鄂博矿床稀土矿物的特征83.1 氟碳铈矿的矿物特征83.1.1 氟碳铈矿的磁性特性83.1.2 氟碳铈矿化学键极性及原子有效电荷计算结果83.2 独居石矿的矿物特性93.2.1 磁性特性93.2.2 化学键特性93.2.3 独居石的表面特性93.3 氟碳铈矿和独居石矿的共生关系10第四章 磁矿系列中稀土矿物的工艺特征114.1 磁矿系列流程中稀土矿物的分布114.2 磁矿系列中稀土矿物的分选行为114.3 稀土在弱磁尾矿中的赋存状态机解离度特征114.3.1 稀土在弱磁尾矿中的赋存状态114.3.2 弱磁尾矿中稀土矿物的嵌布粒度及解离度特征124.4 稀土在弱磁尾矿中的分布134.4.1 稀土在弱磁尾矿不同磨矿粒级中的含量特征134.4.2 稀土在弱磁尾矿不同粒级产品中的分布状况144.5 磁矿系列弱磁尾矿中稀土回收的可行性分析15第五章 磁矿系列尾矿回收稀土的实验室研究175.1 试料性质175.2 工艺条件试验185.2.1 试验流程的确定185.2.2 试验药剂的选择195.2.3 试验设备205.2.4 浮选条件试验205.3 稀土浮选稳定试验235.4 套试试验245.5 精矿产品分析255.5.1稀土在浮选流程中的走向及分布状况255.5.2稀土浮选流程各产品多元素分析255.5.3 稀土浮选各流程产品矿物组成275.6产品成本估算275.7稀土在稀土精矿中的工艺特征285.7.1稀土矿物在稀土精矿中的解离度特征285.7.2稀土含量在稀土精矿中随粒级变化特征295.7.3稀土在稀土精矿不同粒级中的分布特征295.8小结30结 论32参考文献33致 谢3433第一章 引 言1.1 研究的背景内蒙古包头白云鄂博矿是一个以铁、稀土、铌和萤石为主，并含有磷、钾、钪等多种金属共生的大型矿床1。白云鄂博矿区的稀土资源十分丰富，储量居世界第一位。现行开采的主矿、东矿铁矿石的稀土品位（稀土氧化物ReO含量）在5%以上，是包钢矿石的一大特色。目前,白云鄂博矿稀土氧化物工业储量占全国的90%,占世界的80%,因此,白云鄂博矿是我过稀土工业主要的原料基地，其稀土的生产水平直接影响了我过稀土工业的发展。近几年来随着稀土行业技术的发展和利用，中国稀土开发的注意力集中到白云鄂博铁矿这个世界上最大的稀土矿的综合回收利用上来。因此，在对矿石进行选矿处理生产精矿的同时，使稀土得到综合回收，对资源的合理利用和经济效益的提高都有着很重要的意义。1.2研究的方法及意义矿石中所含稀土95%以上呈独立矿物存在，这就为稀土的回收提供了可能性。但是，由于矿石性质复杂，也为回收稀土带来了诸多不利因素。首先，矿石的矿物组成复杂。稀土矿物有十余种，以氟碳铈矿为代表的氟碳酸盐稀土矿物和独居石为主。其他矿物的种类较多，如铁矿物、萤石、白云石、方解石、磷灰石、重晶石、硅酸盐矿物、硫化矿物等等。简单的选矿工艺很难使稀土矿物与多种其他矿物实现分离。其次，矿石中矿物嵌布粒度细。稀土矿物的粒度一般为5-70um，大多在40um一下。矿石磨至-200目占86%时，稀土矿物的单体解离度只有66.8%左右。粒度细，使选矿方法的选择受到限制，造成分选效率降低。再者，白云鄂博矿石分为多种类型，入选矿石的矿物组成变化较大，工艺过程较难稳定，选矿工艺流程必须具有较强的适应性。还有，选矿工艺必须同时考虑稀土与铁的综合回收，稀土选矿工艺并不具有独立性，须与选铁工艺有机地相互配合，协调一致。白云鄂博是世界著名的大型多金属共生矿床，由于其矿物组分多样复杂，给选矿工艺带来了很多困难，很难用一次性的选矿工艺流程使白云鄂博的资源得到有效的利用。众所周知，包钢选矿厂是为选铁而设计的，稀土作为矿石中与铁的伴生资源，只能在选铁过程中加以回收，它并不具备独立选别的条件。所以白云鄂博矿床中稀土的利用率是极低的，目前白云鄂博稀土总回收率不足10%，且选稀土的主要原料是氧化矿系列流程中的强磁中矿及部分强磁尾矿，而选矿厂的另一大选铁系列-磁矿系列中的稀土基本上随尾矿一同被排入尾矿坝，造成了稀土资源的巨大浪费。如果按每年从白云铁矿输入磁矿矿石400万吨，矿石稀土品位4%计算,每年大约有16万吨的稀土流失于磁矿系列中。从稀土在磁矿系列中的分布与走向看，稀土主要分布于弱磁尾矿中，在弱磁尾矿中的分布率占入选磁矿稀土的90%以上，且在弱磁尾矿中经选铁后稀土品位可达7%左右，其相对入选原矿具有较明显的富集，富集率在160%以上，这样就为在弱磁尾矿中回收稀土提供了有利的条件。虽然磁矿系列弱磁尾矿ReO品位较低（为6.5%），且可浮性不如氧化矿系列中的强磁中矿和强磁尾矿，但由于其矿量大，矿物表面没有被化学药剂污染2，因此，以磁矿系列弱磁尾矿为回收稀土精矿，充分利用已开采的白云鄂博矿产资源，减少稀土尾矿的总排放量，符合国家可持续发展战略及固体废物污染控制的“减量化、资源化和无害化”政策，对保护白云鄂博矿产资源，造福子孙后代，具有深远意义。同时，由于新药剂的研制和成功的使用，推动了稀土选矿浮选技术的发展和进步，使从磁矿系列尾矿中回收稀土矿物，成为可能。第二章 白云鄂博稀土资源利用及应用现状2.1 包钢铁稀土选矿流程中稀土资源回收现状2.1.1 选矿厂入选矿石中稀土资源状况 包钢选矿厂处理矿石772.86万吨，稀土氧化物平均含量为5.62%，生产铁精矿281.82万吨。铁精矿中含稀土氧化物0.74%,见表2.1。表2.1 选矿厂2000年入选铁矿石状况项 目氧化矿石磁铁矿石矿石总量矿石总量(万吨)377.16395.70772.86稀土品位(ReO%)6.954.355.62稀土氧化物(万吨)26.2117.2143.42从表2.1中可见，年进入包钢铁稀土选矿流程中的稀土氧化物含量达43万吨，而生产出的稀土精矿中稀土氧化物矿量不足4万吨，即选矿流程中稀土回收率不足10%。2.1.2 包钢白云鄂博矿石铁稀土选别流程及分布状况包钢白云鄂博矿石铁稀土选别流程见图2.1，选矿厂选别流程中各产品中稀土现况见图2.2。从图2.1和图2.2中看出，目前包钢（包括稀土高科）主要从选矿厂氧化矿流程中生产的强磁中矿和强磁尾矿中回收稀土精矿，这两种产品中稀土氧化物量约占可利用稀土总量的51%；而氧化矿系列铁反浮选的尾矿中含ReO10%，磁矿铁系列弱磁尾矿中ReO6.5%，这两种产品中稀土氧化物量约占可利用稀土总量的49%，几乎还没有被利用。因此提高包钢选矿厂流程中的稀土回收率，增加稀土精矿产量，既是必要的又是可行的。选矿厂各含稀土副产品的稀土利用状况见表2.2。表2.2 选矿厂各含稀土副产品的稀土利用状况 序号 副产品名称 年产量（万吨） ReO% 稀土氧化物（万吨）生产出稀土精矿中ReO量（万吨） 稀土回收率1强磁中矿62.7311.887.452.2530.202强磁尾矿144.527.5010.841.1010.15 3氧化矿铁反浮选尾矿 30.91 10.00 3.09 0.00 0.004磁铁矿磁选尾矿224.746.5014.610.453.085合计462.907.7735.993.0810.562.2 白云鄂博稀土的地位及应用2.2.1 中国稀土的国际地位中国拥有得天独厚的稀土资源，并已成为全球最大的稀土供应者。中国提供了世界稀土总消费的75%。美国是全球最大的稀土消费国，其稀土进口主要来自中国。日本是全球单一稀土最大的消费国，其稀土进口的60%以上来自中国。中国稀土出口占稀土总产值的70%左右，中国稀土依然成为外向型产业。随着全球知识经济的发展，国际稀土工业也将相应快速发展，受高科技术产业迅速发展的拉动，对稀土材料的需求，将会迅速增加，在国际市场上，中国不但将继续主导稀土原料市场，而且将在新材料供应方面起着越来越重要的作用3。2.2.2 包钢白云鄂博稀土资源在全球的地位根据美国地质调查局2000年报道，全世界目前已探明稀土工业储量为6265万吨，其中我国已探明稀土工业储量为3600万吨。除我国外，稀土资源主要分布在前苏联、美国、澳大利亚、印度、加拿大、巴西、马来西亚、泰国、斯里兰卡、扎伊尔等国家。具体分布情况见表2.3。表2.3 世界稀土工业储量、2000年开采量及分布 单位：万吨国别中国前苏联美国澳大利亚印度其他总计工业储量360060013005201101656295比重%57.209.5020.78.301.702.60100开采储量7.60.200.50.00.270.1778.407比重%86.362.385.950.003.212.10100图2.1 包钢铁-稀土选别流程图图2.2 2000年选矿厂稀土资源在流程中的分布中国稀土资源主要分布在内蒙古、四川、山东、湖南、江西、广西、福建、台湾省区。具体分布情况见表2.4。表2.4 中国稀土工业储量、2000年开采量及分布 单位：万吨省、区内蒙古四川山东南方五省其他总计工业储量330010010901003600比重%91.602.800.302.502.80100开采储量4.061.250.01.950.07.26比重%55.917.20.026.90.0100世界稀土在中国，中国稀土在包头，包头稀土在包钢。由以上两表不难看出，包钢（集团）公司的稀土资源在世界和中国的地位是：工业储量3300万吨，占世界工业储量的52.42%，占我国储量的91.60%；2000年开采量3.15万吨，占世界2000年稀土开采的37.47，占我国2000年稀土开采量的43.39%4。2.2.3 稀土的应用 （1）稀土作为微量元素对畜禽生长发繁殖及生产性能具有明显的促进作业，并安全无毒，无残留，是一种良好的新型添加剂。（2）液态的稀土元素不易挥发，在钢液中具有较强的化学性能，能与O、S等有害杂质作用生成高熔点产物，实现钢液的深脱O、S。与P、As、Sn、Sb、Pb等低熔点杂质交互作用，降低其对钢材料的危害。（3）稀土或放射性稀土金属化合物由于对动植物有着各种各样的生物活性而一直受到人们广泛的关注。例如，放射性稀土金属153Sm离子的化合物常常被用于大脑、肝、肺、心和骨组织等肿瘤的治疗；稀土金属Eu3+由于能够发出特殊的荧光，其化合物常常被用于各种疾病的诊断；Gd3+由于具有最多的（7个）单电子，其化合物常常被用作核磁共振成像诊断的照影剂。 （4）我国自己生产的各种稀土产品，正被广泛用来做玻璃抛光材料、激光材料、发光材料、电子材料、电光原材料、稀土永磁材料，并用来制造具有特种性能的稀土玻璃。在陶瓷工业中，已经使用含稀土的“镨黄”，制造出了色彩鲜艳柔和、呈色均匀的美术陶瓷和日用卫生陶瓷制品。随着我国石油工业的高速度发展，稀土还被大量用来制作石油化学工业中的催化剂和添加剂。（5）钪和的钇低比重（3和4.5），可以用作飞行设备的材料。（6）稀土的高分子集合物制成的光学塑料，极大提高了光学塑料的应用价值和范围。（7）稀土的研究，已经到了建立每种元素物理化学和金属学的时期，稀土元素特殊的电子层结构，使它们在光电磁和化学性上表现出优异的性能，在高科技领域将发挥重要的作用。特别重要的是，随着稀土金属新性质的发现，必将引起稀土金属应用的崭新方向。第三章 白云鄂博矿床稀土矿物的特征白云鄂博矿床中已发现的稀土矿物及其变种达28种，其中以氟碳铈矿和独居石矿为主。稀土配分属于以铈为高峰的强铈族稀土选择配分型。3.1 氟碳铈矿的矿物特征氟碳铈矿是主、东矿体内分布最广的稀土矿物，除透辉石外，在矿区各类型的矿石中均有产出，常呈细粒浸染状或条带状产于各类矿石中。氟碳铈矿常呈黄色、浅黄色或褐黄色，玻璃光泽，多呈极细小的集合体，粒度一般小于0.1mm。3.1.1 氟碳铈矿的磁性特性氟碳铈矿的比磁化率为9.9810-6cm3/g26。3.1.2 氟碳铈矿化学键极性及原子有效电荷计算结果氟碳铈矿化学键极性及原子有效电荷结果见表3.1。化学键中离子百分数见表3.2。表3.1 氟碳铈矿化学键极性及原子有效电荷结果化学键极性强度系数标记有效电荷的化学式Ce-O（A）0.968 Ce+2.74-C+0.865O（A）-0.83O-1.052(B)F-0.75Ce-O（B）0.965Ce-F0.98Ce-O（A）0.494Ce-O（B）0.453表3.2 化学键中离子百分数化学键Ce-OCe-FC-O离子键百分数74.087.123.33.2 独居石矿的矿物特性独居石是白云鄂博矿区分布最广泛的稀土矿物，在各类型矿石中均有产出，多呈浸染状、细脉浸染或粗粒不规则状分布。浅黄色，有时为褐色，粒度在0.004-3mm，一般小于0.1mm，其化学成分为磷酸稀土。白云鄂博独居石的特点是富含轻稀土而贫含钍，轻稀土中以铈、镧、钕三者为最富5。3.2.1 磁性特性独居石矿的比磁化率为11.32106cm3/g。3.2.2 化学键特性独居石化学键极性及原子有效电荷计算结果见表3.3。化学键中离子百分数见表3.4。表3.3 独居石化学键极性及原子有效电荷计算结果化学键极性强度系数标记有效电荷的化学式Ce-O（A）0.96 Ce+2.74P+1.44O（A）-1.23O-0.963(B)Ce-O（B）0.963P-O（A）0.485P-O（B）0.524表3.4 化学键中离子百分数化学键Ce-OP-O离子键百分数74.032.33.2.3 独居石的表面特性独居石表面元素分布见表3.5表3.5 独居石表面元素分布元素CeLaCaPOC原子百分数%16.1317.495.2728.4131.141.55重量百分比%35.8938.583.3513.987.910.30独居石表面化学组成为：（Ce2.072La0.677P3.649O4）独居石表面元素分布与化学组成比较具有富铈、镧和磷的特征。3.3 氟碳铈矿和独居石矿的共生关系研究表明：氟碳铈镧矿和独居石矿这间存在着紧密的共生关系，镧、钕、铈一起出现，它们即赋存于氟碳铈镧矿中，也赋存与独居石矿中。第四章 磁矿系列中稀土矿物的工艺特征4.1 磁矿系列流程中稀土矿物的分布磁矿系列流程产品中稀土含量见表4.1，稀土矿物在磁矿系列流程中的分布见表4.26。表4.1 磁矿系列流程产品中稀土含量(%)产品名称稀土矿物原矿弱精弱尾氟碳铈矿3.310.564.87独居石1.220.292.37表4.2 稀土矿物在磁矿系列流程中的分布(%)产品名称稀土矿物原矿弱精弱尾氟碳铈矿1007.2692.74独居石1008.0891.924.2 磁矿系列中稀土矿物的分选行为氟碳铈矿：在磁铁矿选矿流程中，92.74%的氟碳铈矿进入磁选尾矿，7.26%进入浮选铁精矿。独居石：在磁选过程中，独居石91.92%进入尾矿，8.08%进入弱磁精矿。所以，稀土矿物在磁矿系列的尾矿中得到有效富集。4.3 稀土在弱磁尾矿中的赋存状态机解离度特征4.3.1 稀土在弱磁尾矿中的赋存状态通过显微镜下观测，结合矿物定量及元素平衡计算，见表4.3，分析了磁矿系列尾矿中稀土的分布、分配情况。通过表4.3可以看出，稀土主要赋存在氟碳铈矿和独居石两种矿物中，其分布率分别为60.98%和36.59%，二者之间的比例约为2:1.，其余的稀土则主要分布在铁矿物和其他脉石矿物之中。这种分布形式非常有利于稀土的选别7。表4.3 磁矿系列弱磁尾矿中稀土元素平衡计算结果矿物名称矿物含量（%）ReO含量（%）分布量（%）分布率（%）磁铁矿赤铁矿黄铁矿氟碳铈矿独居石钠辉石钠闪石云母类矿石长石石英萤石白云似乎重晶石磷灰石锰矿物其他矿物1.50.040.00060.0110.500.312.406.9072.735.018460.984.3070.033.011336.5910.507.800.2460.019190.234.300.3010.012940.163.101.000.0120.00010.0019.200.3670.07060.8616.300.0550.00900.103.900.0110.00040.014.600.1980.05510.673.200.50合计1008.23原矿7.47平衡系数=7.47/8.23=0.9084.3.2 弱磁尾矿中稀土矿物的嵌布粒度及解离度特征弱磁尾矿原样及各不同粒级产品中稀土矿物的解离度分析测定结果见表4.4。表4.4 稀土矿物在弱磁尾矿中的解离度分析结果项目粒度（um）粒级产率（%）稀土单体（%）累积（%）稀土富连生体（%）累积（%）稀土贫连生体（%）累积（%）748.0516.481.3364.975.2318.551.49-74-+615.7529.963.0550.978.0119.072.59-61+484.8957.015.8435.179.887.822.97-48+4011.1658.5212.3732.5713.518.913.69-40+3012.6562.7620.3127.6017.009.645.18-30+2027.7682.2243.1315.0121.172.775.95-20+1016.0990.1857.639.4222.690.406.011013.1595.0070.604.0023.241.006.154.4 稀土在弱磁尾矿中的分布4.4.1 稀土在弱磁尾矿不同磨矿粒级中的含量特征稀土在弱磁尾矿不同粒级中的含量见表4.5及图4.1。表4.5 磁矿系列弱磁尾矿中REO及TFe在不同磨矿粒级中的品位粒度项目 +74 -74+61 -61+48 -48+40 -40+30 -30+20 -20+10 -10 弱磁尾矿ReO品位% 2.70 4.10 4.80 6.10 7.25 13.97 6.90 2.90 7.47TFe品位% 900 11.60 13.60 14.00 13.60 11.50 11.20 16.29 12.48从表4.5和图4.1可见看出，稀土含量随着粒级的变细有逐渐增高的趋势，当磨矿粒级达到-30+20um时，稀土含量较高，为13.97%，当粒级小于20um时，稀土的含量又逐渐降低。由此可见，稀土在-30+20um粒级见有明显的富集现象，且其富集率达18.7%，而其它粒级甚至出现贫化现象，稀土的这种在单一粒级中的富集有利于稀土的选别，在选别时应充分利用稀土的这一含量特征。图4.1 磁矿系列弱磁尾矿中ReO及TFe在不同磨矿粒级中的品位4.4.2 稀土在弱磁尾矿不同粒级产品中的分布状况稀土在弱磁尾矿不同粒级产品中的分布状况见表4.6和图4.2。表4.6 ReO在磁矿系列弱磁尾矿不同粒级中的分布特征粒级+74-74+61-61+48-48+40-40+30-30+20-20+10-10合计粒级产率 8.05 5.75 4.89 11.16 12.65 27.76 16.09 13.65 100.00ReO含量 2.70 4.10 4.80 6.10 7.25 13.97 6.90 2.90 48.72金属量 0.22 0.24 0.23 0.68 0.92 3.88 1.11 0.40 7.68占有%率 2.86 3.13 2.99 8.85 11.98 50.52 14.45 5.21 99.99由表4.6和图4.2可以看出，稀土在-48+10um粒级区间内，稀土的分布率为85.80%，而该区间粒级的产率为67.66%，表明稀土在该粒级区间有富集现象，富集系数为127%，可见该粒级区间应为稀土选别较理想的粒级；特别是在-30+20um粒级内，稀土的分布率最高，为50.52%，而其产率只有27.76%，稀土的富集现象最为明显，其富集率达18.2%，是稀土选别的最佳粒级。同时，从以往磁矿系列选铁的弱磁选给矿的粒级分析也可以看出，在-48+10um粒级区间内，同时也是铁的富集区间，铁同样在弱磁给矿-30+20um粒级内的品味及占有率最高，所以说在先期磨矿阶段应尽量增加-48+10um粒级的产率，尤其应增加-30+20um粒级的产率，这样不仅有利于前期的选铁作业，同时对从弱磁尾矿中回收利用稀土也非常有利。图4.2 ReO在磁矿系列弱磁尾矿不同粒级中的分布特征4.5 磁矿系列弱磁尾矿中稀土回收的可行性分析（1）保护白云鄂博矿床的稀土资源已成为目前包钢选矿的一项重要课题，从包钢现有磁矿系列选铁流程来看，按每年入选磁矿矿石400万吨，ReO品位4%计，则每年约有16万吨以上的稀土氧化物流入磁矿系列中，而这些稀土资源基本上没有得到利用，其中绝大多数（即90%以上）进入弱磁尾矿，并在弱磁尾矿中形成富集现象，其富集率在160%左右，为这部分稀土资源的回收利用提供了有利的选别条件。同时从弱磁尾矿中回收稀土也符合目前包钢的现状和国家的产业政策，既充分利用包钢现有的稀土资源，保护了白云鄂博有限的稀土资源，约由于其减少了运输和磨矿作业成本从而节约了能源，对包钢的发展有积极的意义。（2）从前面表4.3我们可知，弱磁尾矿中稀土主要是以氟碳铈矿和独居石两种矿物形式存在，在两种矿物中ReO的占有率为97.57%，只有少量稀土以微细包体形式或类质同像形式分散于铁矿物及其它脉石矿物中。稀土的这种赋存形式也为其回收利用提供了有利条件。（3）由于10um以下的粒级产率过大时，会使矿浆出现泥化，不利于稀土的选别作业，需通过脱泥作业，这样10um以下粒级中稀土矿物的解离虽然充分，但也难以利用，所以只能考虑回收10um以上粒级中的稀土单体和稀土富连生体。（4）从表4.4可以看出：稀土单体和稀土富连生体在弱磁尾矿不同粒级中的分布状况，以单体形式存在的稀土的占有率为70.60%，以富连生体形式存在的稀土的占有率为23.24%，二者合计为93.84%，如果再除10um以下粒级中的稀土不计，则在10um以上单体和富连生体形式存在的稀土在弱磁尾矿中的占有率86.33%，可视为从弱磁尾矿中选稀土的理论回收率，这样我们就可以理论上计算出当入选磁矿原矿每年400万吨，弱磁尾矿的产率为58%，弱磁精矿ReO品位为7%的情况下，理论可计算出每年可弱磁尾矿中回收品位为50%的稀土精矿的数量，计算方法如下：年成立矿石量弱磁尾矿产率弱磁尾矿ReO品位稀土理论收率50%，即400万吨58%7%86.3350%=28.04万吨，当然这只是理想产量，实际生产中不可能达到，但如果我们只要达到理论产量的10-15%，我们也可每年从弱磁尾矿中获得ReO品位为50%的稀土精矿3-4.5万吨左右。可见弱磁尾矿中的稀土资源是非常可观的，是包钢的又一大稀土资源库。第五章 磁矿系列尾矿回收稀土的实验室研究5.1 试料性质试验中试样取自包钢选矿产磁矿系列尾矿 ，试验所用试样的多元素分析的结果，矿物组成分析结果，稀土物相、铁物相、钙物相分析结果以及粒度分析结果见表5.1、表5.2、表5.3和表5.4。从试验的一系列分析结果看，该试料的粒度较细，细泥含量多，给浮选带来了一系列困难，同时稀土矿物主要为氟碳铈矿和独居石，含钙矿物如萤石、磷灰石等较多，稀土浮选必须解决好稀土矿物与萤石、方解石、磷灰石等矿物的分离，以便获得较好的分选效果。表5.1 试样多元素分析结果元素TFeFeOReOK2ONa2OCaOAL2O3Nb2O5TiO2含量（%）12.483.217.470.741.8220.881.320.1280.97元素MgOBaOMnOSiOPFS铁失含量（%）4.752.867.0516.721.299.751.339.02表5.2 试验矿物组成分析结果矿物名称磁铁矿赤铁矿黄铁矿氟碳铈矿独居石重晶石磷灰石含量（%）1.5010.502.406.904.303.904.60矿物名称辉铁矿云母碳酸盐类萤石石英长石锰矿物其他含量（%）18.304.3016.3019.204.103.200.50表5.3 稀土物相、铁物相、钙物相分析结果物相项目含量（%）占有率（%）稀土物相氟碳铈矿中稀土4.7764.46独居石中稀土2.7035.54合计7.47100.00铁物相磁性铁中铁1.088.56非磁性铁中铁7.0056.09硅酸盐中铁1.5012.02黄铁矿中铁2.9023.24合计12.48100.00钙物相碳酸盐5.1024.40氟化物15.8075.60合计20.90100.00表5.4 试样粒度分析结果粒度（mm）产率（%）稀土品位（%）稀土分布率（%）+0.0748.052.702.93-0.074+0.0615.754.103.20-0.061+0.0484.894.803.07-0.048+0.04011.166.109.07-0.040+0.03012.657.2512.27-0.03057.509.0669.46合计100.007.50100.005.2 工艺条件试验5.2.1 试验流程的确定试验采用常规的一粗两精开路浮选路程，采用水玻璃-捕收剂-起泡剂组合方案，流程见图5.1所示。图5.1 稀土浮选工艺流程图5.2.2 试验药剂的选择试验中，对浮选药剂组合方案进行了探索。首先采用的水玻璃-H205-J103浮选药剂组合方案进行了选别试验，由于这一药剂组合对于磁矿系列尾矿选择性差，选别指标不好，因而在试验中对捕收剂和起泡剂进行了药剂合成探索。药剂合成的重点放在改善捕收剂的选择性，降低成本等方面。试验中合成出XP-1、XP-2、XP-3等三种捕收剂，合成出XF1、XF-2两种起泡剂，通过选矿试验，筛选出水玻璃XP-2XF-2药剂组合进行稀土浮选试验，获得了较好的选别指标。这两类药剂组合的选别指标对比见表5.5。从中可以看出，在稀土精矿品位相同的条件下，采用水玻璃-XP-2-XF-2药剂组合比常用的水玻璃-H205-J103药剂组合回收率提高5%以上，既有明显的优势。表5.5 两种药剂组合选别指标对比药剂名称产品指标产率（%）品位（%）ReO回收率（%）ReO药剂用量（Kg/t） 水玻璃H205J103稀土精矿中矿2中矿1尾矿给矿9.355.1318.1967.33100.0050.1020.204.851.357.5162.3213.8511.7212.11100.00 水玻璃：5.75H205:1.90J103:0.125 水玻璃XP-2XF-2稀土精矿中矿2中矿1尾矿给矿10.188.6415.7265.46100.0050.3210.784.970.987.4768.5412.4510.448.57100.00 水玻璃：5.75XP-2:1.66XF-2:0.093755.2.3 试验设备浮选试验采用设备为：选用3立升机械搅拌式浮选机。配药使用自来水，浮选用水全部为选矿厂回水。5.2.4 浮选条件试验试验中首先对影响粗选的主要因素如矿浆PH值，水玻璃用量，捕收剂XP-2用量，浮选温度等进行了研究，确定出最佳的浮选工艺条件，然后在这些最佳的工艺条件下进行了稳定试验，获得最终的稳定试验结果。5.2.4.1 浮选PH值对回收指标的影响试验浮选PH值对回收指标的影响见表5.6。稀土浮选中，PH值是一重要的因素，只有调整到较为合适的PH值时，才能获得较好的选别指标，PH值的调整主要是靠加水玻璃实现的，结果见表5.6。从中可以看出，稀土浮选的最佳PH值为9左右。其他工艺条件：水玻璃用量5Kg/t,捕收剂XP-2用量1.2Kg/t,起泡剂用量0.09375Kg/t,浮选温度40,浮选浓度45%。表5.6 稀土浮选PH值试验结果产品名称产率（%）品位（%）ReO回收率（%）ReOPH粗精矿42.7416.2593.04 8尾矿57.260.906.96给矿100.007.47100.00粗精矿34.9419.4590.91 9尾矿65.061.059.09给矿100.007.48100.00粗精矿30.2821.2085.15 10尾矿69.721.6014.85给矿100.007.54100.00粗精矿24.3321.8070.39 11尾矿75.672.9529.61给矿100.007.53100.005.2.4.2 水玻璃用量对回收指标的影响试验水玻璃在稀土浮选中起着决定性作用，他的作用有两个，一个是抑制剂，抑制稀土以外的脉石矿物；另外，它又是PH只调整剂和矿泥的分散剂。水玻璃用量和浮选矿浆的PH值有密切关系。水玻璃用量必须和前面探索出的最佳PH值9相吻合。水玻璃试验结果见表5.7。从中可以看出，粗选水玻璃用量为5Kg/t时最好，其它工艺条件为：PH值为9，捕收剂XP-2用量1.2Kg/t，起泡剂用量0.09375Kg/t，浮选温度40，浮选浓度45%。表5.7 水玻璃用量试验结果产品名称产率（%）品位（%）ReO回收率（%）ReO用量（Kg/t）粗精矿43.2116.3093.99 3.0尾矿56.790.806.01给矿100.007.49100.00粗精矿38.4518.1092.31 4.0尾矿61.550.957.69给矿100.007.54100.00粗精矿35.4719.4091.37 5.0尾矿64.531.008.63给矿100.007.53100.00粗精矿29.5422.1587.32 6.0尾矿70.461.3512.681给矿100.007.49100.005.2.4.3 捕收剂XP-2用量对回收指标的影响试验捕收剂XP-2用量对回收指标的影响结果见表5.8。表5.8 捕收剂XP-2用量试验结果产品名称产率（%）品位（%）ReO回收率（%）ReO用量（Kg/t）粗精矿18.6325.5062.50 0.8尾矿81.373.5037.50给矿100.007.60100.00粗精矿27.6622.4581.93 1.0尾矿12.341.9018.07给矿100.007.58100.00粗精矿35.6219.1091.40 1.2尾矿64.381.008.60给矿100.007.44100.00粗精矿40.5317.3092.24 1.4尾矿59.471.07.76给矿100.007.601