萤石又称氟石，是自然界含氟最高的非金属矿物，主要应用于化工、冶金、玻璃、陶瓷等行业。自然界中萤石常与方解石、石英、重晶石、高岭石等多种矿物共生，与其他矿物的共生类型直接影响其在冶炼、水泥等行业的利用价值。
萤石矿主要有3种类型，即石英-萤石型、重晶石-萤石型、方解石-萤石型，其分选方法对其最终用途起到了决定性作用。对于以石英为主要脉石的石英-萤石型矿石，由于其矿物组成相对简单，故多采用一次磨矿粗选，粗精矿再磨，多次精选的工艺流程。通常情况下药剂制度采用硫酸或碳酸钠作为pH调整剂、水玻璃作为石英等脉石的主要抑制剂，捕收剂则选用油酸，这样即可使萤石和石英等脉石得到较好的分离，获得合格的萤石精矿产品。在浮选过程中，要注意避免金属离子，如Ca2+、Fe3+、Mg2+等对石英及其他硅酸盐矿物的活化，同时要控制精矿中SiO2的质量分数。
1、原矿性质
试验矿样取自湖南省株洲市境内某石英型萤石矿，原矿品位为30%，主要脉石矿物为石英，其次为方解石、长石、云母。
根据试样的矿石性质特征，试样属于矿石嵌布粒度较细的石英型萤石矿，为保证萤石精矿的质量，采用分段磨矿、萤石多次精选的浮选工艺流程。
2、粗选条件试验
粗选试验流程见图1，其中pH调整剂为碳酸钠，抑制剂选用水玻璃，捕收剂选用油酸。
(1)粗选磨矿细度试验
磨矿时间分别为1、3、5、7min，磨矿细度试验结果见图2。
粗选条件为：碳酸钠200g/t，水玻璃100g/t，捕收剂油酸400g/t，浮选刮泡时间为5min，粗选磨矿细度试验结果如图3。
由图3可知，随着磨矿细度的增加，粗选精矿品位基本保持不变，但回收率逐渐减小。对于石英型萤石矿，由于石英比萤石的硬度大，阶段磨矿阶段选别对于脱硅具有十分重要的意义，所以粗选在较粗的细度条件下进行对于脱硅有利，选择粗选磨矿时间为1min，磨矿细度为-0.074mm占42.52%。
(2)粗选碳酸钠用量试验
粗选保持磨矿时间1min，水玻璃400g/t，捕收剂400g/t，改变碳酸钠用量，试验结果见图4。
由图4可知，随着碳酸钠用量的增加，萤石的品位随之增大、回收率降低，当碳酸钠用量达到400g/t时，品位达到最大、回收率降到最低，此后继续增大碳酸钠用量，萤石品位降低，回收率增大。为了在粗选过程中同时满足品位与回收率的要求，选择碳酸钠用量为200g/t，此时粗选萤石精矿品位为76.33%、回收率为76.38%。
(3)抑制剂种类探索试验
由于试样属于石英型萤石矿，石英质量分数较高，石英容易被金属离子活化或者由于泡沫夹带而进入精矿产品中，所以选择合适的抑制剂对于萤石与石英的浮选分离十分必要。
①单一抑制剂试验
单一抑制剂选用了氟硅酸钠、柠檬酸、梭甲基纤维素、六偏磷酸钠4种。试验结果见表1。
试验发现，柠檬酸与六偏磷酸钠的作用效果相对较好，但是在与水玻璃复配的试验中效果不理想，同时六偏磷酸钠在后期精选段对于萤石的抑制效果强烈，所以没有采用。
②水玻璃与无机药剂作用试验
将水玻璃与几种无机药剂混合之后制备得到盐化水玻璃或者氧化水玻璃，探究无机药剂加入后水玻璃的作用效果，试验结果见表2。
由试验结果可知，水玻璃与无机盐复配对于浮选效果的改善不理想。
③水玻璃与有机药剂作用试验
将水玻璃与表3所示几种有机药剂进行复配，探究有机药剂加入后水玻璃的作用效果。试验结果见表3。
由表3可见，加入糊精之后，可以在不降低精矿品位的情况下使萤石的回收率得到较大提高，粗选萤石精矿品位由76.33%降低到71.53%，而回收率由76.38%提高到95.63%，说明在矿浆中加入一定量的糊精对于提高粗选萤石精矿的回收率具有较好的效果，所以选择水玻璃与糊精复配作为抑制剂。
(4)捕收剂用量试验
磨矿1min，碳酸钠200g/t，水玻璃400 g/t，糊精80 g/t，改变捕收剂用量，试验结果见图5。
由图5可知，当捕收剂用量增大时精矿品位变化较小而回收率变化较大，当捕收剂用量为400g/t时，精矿的品位和回收率都较高，所以捕收剂用量选择400g/t。此时粗选萤石精矿品位为71.53%，回收率为95.63%。
3、精选试验
(1)精1试验
精1浮选时不添加任何药剂，通过一系列浮选试验后认为精1的空自药剂制度对于后续的精选提升精矿品位更有效果。
(2)再磨时间试验
精1之后的浮选精矿进入再磨磨机内。“粗磨-粗选”的目的是在较粗的粒度下脱除萤石矿中的大部分石英，因为此时如果磨矿粒度过细会使微细粒石英进入后续精选作业，难于脱除。“再磨-精选”的目的是使嵌布粒度较细的萤石单矿物充分解离并得到浮选回收。再磨时间试验结果见图6。
由试验结果可知，再磨时间为2min时效果最好。
(3)浮选全流程开路试验
开路全流程采用1次粗选、7次精选、精1精矿再磨流程，药剂制度同图7。开路流程试验结果见表4。
由表4可知，采用开路浮选流程以及药剂制度，可以获得CaF2品位97.31%，回收率64.33%的精矿产品。
(4)浮选全流程闭路试验
通过分析开路试验结果，闭路全流程采用1粗1扫7精中矿顺序返回流程。闭路全流程图如图7，闭路试验结果见表5。
由表5可知，通过所选工艺流程以及药剂制度，可以得到CaF2品位96.45%，回收率79.71%的最终精矿，萤石精矿质量达到国家一级标准。
4、结论
(1)该萤石矿属于石英型低品位萤石矿，主要可回收矿物为萤石，品位为30%，主要脉石矿物为石英，其次为方解石、长石、云母等。
(2)根据该萤石矿的性质，通过对粗选磨矿时间，调整剂、捕收剂用量，尤其是抑制剂种类以及再磨时间的系统试验，最终确定粗选磨矿细度为-200目占42.52%，以水玻璃+糊精作为抑制剂，油酸作为捕收剂，采用1粗1扫7精，精1精矿再磨，中矿顺序返回的闭路流程，可以得到CaF2品位96.45%，回收率79.71%的萤石精矿。
(3)通过单一抑制剂试验，水玻璃与无机抑制剂复配以及水玻璃与有机抑制剂复配试验发现，水玻璃与糊精复配之后作为抑制剂可以在不影响萤石精矿品位的前提下使粗选萤石的回收率得到较大程度的提升。
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