盘点萤石矿石的几种类型及其选矿方法

盘点萤石矿的四种类型及其选矿方法 萤石资源分布 萤石又名氟石，主要化学成分为CaF2，相对密度3.0‐3.2，莫氏硬度为4，性脆，熔点为1270-1350℃。萤石是一种较常见的矿物，分布广泛。根据美国地质调查局2015年统计，全球查明的萤石矿资源约5亿吨，查明的储量约为2.5亿吨，中国的萤石储量居世界第三，仅次于南非、墨西哥。 表1-1 全球萤石矿生产与储量状况 国家 2014年生产量（t/年） 2015年生产量（t/年） 储量(t) 美国 NA NA 4000 中国 3800 3800 24000 德国 60 60 NA 伊朗 90 90 3400 哈萨克斯坦 110 100 NA 肯尼亚 70 63 5000 墨西哥 1110 1100 32000 蒙古国 375 375 22000 摩洛哥 75 75 580 纳米比亚 65 — NA 南非 285 200 41000 西班牙 98 95 6000 英国 77 70 NA 其他国家 177 210 110000 全球总量 6390 6250 250000         注：储量以CaF2计，数据来源于U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2016。 我国萤石资源总体呈现东多西少、南多北少态势，在全国27个省(区)均有分布，但集中分布在湘、浙、蒙、赣、闽、豫等省区。我国单一型萤石矿床多，储量少；共伴生型矿床数少而储量大。在单一萤石矿中，CaF2品位一般在35%—40%，其中品位大于65%的萤石矿石可直接作为冶金级富矿的储量仅占单一萤石矿床总储量的20%。与金属矿床伴生的萤石矿，矿石中CaF2品位一般只有7%—20%。伴生型萤石矿床虽然资源量大，但品位较低，常在主矿种开采时综合回收利用。我国的大中型萤石矿区有浙江武义、湖南柿竹园、河北江安、江西德安、内蒙古苏莫查干敖包、贵州晴隆大厂等。 萤石利用现状 萤石作为一种具有战略意义的非金属原料应用广泛。萤石按其品位和用途可分为三类：（1）用于化工行业的酸级萤石，萤石质量分数大于97%；（2）用于炼钢和电解铝的冶金级萤石，萤石质量分数在65%—85%；（3）建材行业用于制作玻璃和陶瓷的陶瓷级萤石，萤石质量分数85%-95%。目前，中国的萤石主要消费结构为炼钢占13%，炼铝占8%，氟化学工业占29%,水泥和玻璃工业占40%，其他占10%。氢氟酸是萤石等含氟资源实现化学深加工，发展氟化工的关键中间产品。随着中国氟化工行业的快速发展，需要制酸级萤石资源会越来越多。 萤石矿类型及其选矿方法 根据脉石矿物的不同，萤石矿可以分为四种类型，即石英型萤石矿、碳酸盐型萤石矿、重晶石型萤石矿以及硫化矿型萤石矿。 （1） 石英型萤石矿：主要矿物为萤石、石英，萤石含量可达 80％一90％ 。含少量方解石、重晶石和硫化物 。 （2） 碳酸盐型萤石矿：主要矿物为萤石、方解石。方解石含量可达 30％以上，有少量石英，有时组成石英一方解石一萤石型矿石。 （3） 重晶石型萤石矿：主要矿物为重晶石、萤石，重晶石含量达 10％ ～40％。该类型矿石常伴有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等硫化物，有时石英含量增加，组成石英一重晶石一萤石型矿石。 （4） 硫化矿型萤石矿：其矿物组成基本与石英一萤石相同，但含较多的金属硫化物，有时铅、锌含量可达工业品位。 对于石英型萤石矿，主要是精矿降硅。对于细粒嵌布的石英型萤石矿一般采用油酸或氧化石蜡皂作为捕收剂，碳酸钠作为矿浆 pH 值调整剂，水玻璃作为抑制剂，采用阶段磨矿阶段选别的工艺流程，经过多次精选即可得到高品质的萤石精矿。 对于碳酸盐型萤石矿，由于萤石与方解石矿物中都含有钙离子且两者的溶解性相似，在溶液中共存时存在矿物之间的相互转化，造成了萤石与方解石较难分离。一般采用水玻璃或盐化水玻璃或酸化水玻璃抑制碳酸盐，油酸或者其他脂肪酸作为萤石的捕收剂；在pH值为8～9.5的范围内，方解石和萤石都可以被油酸很好的捕收，需采用抑制剂调整这两种矿物可浮性的差异，从而实现二者的分选。 对于重晶石型萤石矿，由于重晶石和萤石的可浮性相近，萤石与重晶石的分离也是萤石浮选过程中的难点。一般采用碳酸钠为调整剂，水玻璃为脉石抑制剂，油酸作为捕收剂，混合浮选获得萤石和重晶石的混合精矿，然后对混合精矿进行萤石和重晶石浮选分离。萤石与重晶石分离有两种方法 ：一是抑制重晶石浮选萤石，二是抑制萤石浮选重晶石。研究发现三价阳离子如 Al3+、Fe3+对重晶石有抑制作用，而对萤石有活化作用，反之二价的钡盐和铅盐可以活化重晶石抑制萤石。 对于硫化矿型萤石矿，采用黄药或黑药等先浮出硫化物，再用脂肪酸类捕收剂浮出萤石精矿。 结语 我国萤石矿资源储量丰富，但平均品位低，选别难度较大。在萤石矿选矿方面，阶段磨矿、阶段选别、多次精选是萤石浮选的主体流程。但该流程存在结构复杂，占地面积广、能耗大等缺点，因此，简化选矿工艺流程结构，探索新型浮选工艺和浮选设备是萤石分选的重要研究方向。浮选柱以其选矿效率高，富集比大；设备结构简单，工艺流程简化；占地面积小，设备投资费用低；自动化程度高，操作和维护简单等优点而备受重视，已在国内外多个萤石矿山得到成功应用，是一种应用前景广阔的新型节能设备。