某低品位红柱石矿选矿工艺研究

某红柱石矿中红柱石含量为10%，该矿石组成结构复杂，属于难选低品位红柱石矿。红星机器通过对其矿细度、脱泥粒度试验及酸、碱性介质浮选工艺进行试验研究，终确定了其佳选矿工艺及选矿条件。

一、实验部分

1、试样性质

试样经肉眼观察呈深灰色，致密块状构造，斑杂结构，可见浅灰色柱状红柱石斑晶。该矿石中主要矿物为红柱石、云母类矿物（黑云母、绢云母）、石英、钠长石、其他炭铁质物。

2、选矿试剂

碳酸钠，分析纯；磷酸氢二钠，分析纯；油酸钠，分析纯；硫酸，分析纯；水玻璃，工业纯；石油磺酸钠，工业纯。

3、主要设备

红星机器棒磨机；红星机器球磨机；红星机器浮选机；红星机器高梯度磁选机。

二、结果与讨论

该红柱石矿表面强烈绢云母化，而且大量红柱石内部包裹微细粒炭质物或黑云母，属于难选红柱石矿。红柱石在磨矿过程中容易泥化，不同的磨矿介质对红柱石与脉石矿物的解离具有重要影响，为了综合考虑红柱石的品位和回收率，进行了球磨和棒磨的磨矿细度对比试验。原矿中的泥和磨矿过程中产生的次生泥会降低浮选药剂的选择性，因此，脱泥是浮选前的重要环节。通过脱泥粒度试验探究该红柱石矿的较优脱泥粒度。

红柱石浮选可以在碱性和酸性介质中进行，碱性介质浮选一般采用naCO3作为PH调整剂，用油酸、氧化石腊皂等脂肪酸类作为捕收剂；酸性介质浮选则采用H2SO4作为PH调整剂，矿浆PH为2.0～4.0，以石油磺酸盐为捕收剂。通过碱性与酸性介质浮选工艺的对比试验来探究较优的选别工艺。

1、磨矿细度试验

在磨矿浓度为70%，脱泥粒度为20μm，磨矿时间分别为4.0min、5.0min、6.0min、7.0min的条件下进行了球磨和棒磨的磨矿细度对比试验，试验结果采用粗选精矿指标进行评价，综合考虑精矿品位和回收率，采用选矿效率作为主要评价指标。试验结果显示，当磨矿时间从4.0min升到7.0min：在磨矿介质为钢球时，精矿al2O3品位先升高后降低，al2O3回收率依次升高，磨矿时间6.0min时选矿效率达到大为6.69%，此时－0.074mm含量达到82.38%，因此较优的球磨磨矿细度为－0.074mm占82.38%；在磨矿介质为钢棒时，精矿al2O3品位先升高后降低，al2O3回收率依次升高，磨矿时间6.0min时选矿效率达到大为6.93%，此时－0.074mm含量达到85.19%，因此较优的棒磨磨矿细度为－0.074mm占85.19%。

对比球磨和棒磨较优磨矿细度下的精矿指标可知，精矿al2O3品位、回收率和选矿效率均比较接近，球磨和棒磨效果相近。但针对该红柱石矿，球磨更容易产生泥化现象而使红柱石回收率降低，棒磨能使矿物粒度分布更加均匀，因此本试验确定的较优磨矿介质为钢棒。

2、脱泥粒度试验

在球磨机磨矿介质为钢棒，磨矿浓度为70%，磨矿细度为－0.074mm占85.19%，脱泥粒度分别为10μm、20μm、30μm、40μm的条件下，考察了脱泥粒度对浮选的影响，试验结果采用粗选精矿指标进行评价，综合考虑精矿品位和回收率，采用选矿效率作为主要评价指标。结果可知，当脱泥粒度从10μm升到40μm，选矿效率先升高后降低，在脱泥粒度为20μm时，选矿效率达到大为5.55%，因此较优的脱泥粒度为20μm。

3、酸、碱性介质浮选工艺对比试验

通过磨矿－脱泥－磁选－1粗5精1扫的工艺流程试验对比碱性介质和酸性介质的选别效果，磨矿介质为钢棒，脱泥粒度为20μm。

通过单因素试验确定碱性和酸性介质浮选的较优条件为：碱性介质浮选用naCO3为调整剂，调节矿浆PH＝7.5；磷酸氢二钠为抑制剂，用量560g/t；油酸钠为捕收剂，粗选用量2000g/t，扫选用量1000g/t，精选1用量1000g/t，精选2用量500g/t，精选3～5用量250g/t。酸性介质浮选用H2SO4为调整剂，调节矿浆PH在3.0～3.5；水玻璃为抑制剂，用量200g/t；石油磺酸钠为捕收剂，粗选、扫选用量5000g/t，精选1用量3000g/t，精选2用量2000g/t，精选3用量1000g/t，精选4用量500g/t，精选5用量250g/t。试验结果可知，碱性工艺的精矿产率为7.71%，al2O3品位为49.46%，红柱石回收率为60.39%；合中矿（中1～中5）al2O3品位为15.05%，al2O3回收率为9.42%。酸性工艺的精矿产率为6.87%，al2O3品位为49.21%，红柱石回收率为51.51%；合中矿al2O3品位为33.50%，al2O3回收率为13.45%。

对比碱性和酸性工艺的试验结果，碱性工艺的精矿产率比酸法的精矿产率高0.8%，红柱石回收率高8.9%。并且酸性介质浮选对设备腐蚀强，废水容易污染环境，综合考虑精矿指标及实际生产情况确定较优工艺为碱性介质浮选工艺。

4、开路流程试验

在确定的碱性介质浮选工艺的基础上，因为精矿品位未达到我国行业标准YB/t4032－2010中HZ－52级产品要求，因此继续增加精选次数以提高精矿品位，在上面试验基础上精选次数增加到8次，其中精选1～5条件不变，精选6～8油酸钠用量250g/t。试验结果可知，试样经过磨矿－脱泥－磁选－1粗8精1扫的开路流程试验，精矿al2O3品位达到了53.78%，红柱石含量达到了85.19%，但是精矿al2O3回收率较低只有13.92%，红柱石损失在中矿，因此需要中矿返回进行闭路试验提高红柱石回收率。

5、闭路流程试验

在磨矿－脱泥－磁选－1粗8精1扫的开路流程试验基础上，通过显微镜观察开路试验的中矿，发现中矿已单体解离，无连生体现象，因此无需再磨。合并后的中矿回收率有15.29%，而且品位与进入粗选时的精矿品位接近，因此为了进一步提高精矿回收率，开展了8次精选中矿合并返回到粗选的闭路试验。通过闭路流程获得al2O3品位为52.94%、红柱石含量为83.86%，红柱石回收率为54.09%的终精矿，达到了我国行业标准YB/t4032－2010中HZ－52级产品的要求。

通过以上选矿研究，终在在碱性介质浮选工艺的基础上进行了闭路试验，并且获得了具有较高品位和回收率的红柱石精矿，为该红柱石矿资源的综合利用提供了基础依据。