新型捕收剂BK410在某萤石矿中的应用

抑制剂BK410是一种在水中易弥散的液体，具有较好的低温流动性，黏性较小，与目前常用的油酸相比，具有分散性强、选择性好等特点。采用水玻璃作抑制剂、BK410作为捕收剂浮选回收某石英一方解石型萤石矿，可获得理想的选矿指标。

一、矿石性质

（一）矿石主要化学成分分析

矿石主要化学成分分析结果见表1。

表1    矿石主要化学成分分析结果

（二）矿物组成

矿石中的主要目的矿物为萤石，其它非金属矿物主要为石英，其次为长石、云母、石榴子石、方解石以及少量的磷灰石、白云石、黏土矿物、榍石等其它矿物；金属矿物主要为褐铁矿，其次为少量的闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿以及磁铁矿、赤铁矿、硬锰矿、方铅矿等其它矿物，矿石中的金属矿物种类虽然较多，但除褐铁矿外其它金属矿物含量都较低。

（三）矿石中主要矿物的嵌布特征

矿石中萤石主要以不规则状或粒状集合体的形式产出，嵌布粒度较粗，部分萤石与石英的嵌布关系密切共生，边界明显。部分石英、云母、长石、石榴子石以及方解石等其它脉石矿物以不规则状嵌布于萤石及其集合体中或沿其裂隙和颗粒间隙充填呈脉状产出，偶尔还可见褐铁矿等金属矿物嵌布其中。

石英是矿石中重要的矿物之一，同时也是影响萤石精矿质量的主要有害杂质之一。矿石中的石英主要呈不规则粒状以集合体的形式产出，有时呈自形、半自形晶结构。石英与萤石嵌布关系比较密切，往往紧密共生，经常可见石英以包体形式嵌布在萤石集合体中，有时可见其以脉状穿插在萤石裂隙及其颗粒间隙中，此外也有部分萤石以不规则状或脉状形式嵌布于石英中。

方解石是矿石中最主要的碳酸盐类矿物，也是影响萤石精矿质量的重要有害杂质之一。矿石中的方解石主要以不规则状的形式产出，嵌布于萤石和石英之中。方解石的嵌布粒度比萤石细，分布不均匀，一般多分布在50～100μm。

二、选矿试验研究

由工艺矿物学研究可知，矿石中CaF₂的含量较高，达64.26%；矿石中有害杂质成分SiO₂、CaCO₃含量也都比较高，其中SiO₂含量为28.44%，CaCO₃含量为128%，属于石英－方解石－萤石矿。萤石精矿降硅，磨矿是关键，必须通过磨矿使萤石与石英单体解离才能通过浮选使萤石与石英分离，如磨矿粒度过粗，磨矿产品中尚有萤石和石英的连生体，粗精矿含硅高。萤石和方解石均为含钙矿物，用脂肪酸类作捕收剂它们均能浮游。因此，萤石与方解石浮选分离是比较难的课题，必须采用合适的调整剂配合捕收剂使用才能达到较好的结果。

（一）磨矿细度试验

在粗选碳酸钠用量2.0kg/t，水玻璃用量2.0kg/t，BK410用量200g/t条件下进行磨矿细度试验，试验结果见图1。从图1可以看出，随磨矿细度的增加，萤石粗精矿回收率变化不大，而粗精矿品位逐渐提高。从萤石粗精矿的品位和回收率方面综合考虑，磨矿细度以70%－74μm为宜。

图1  磨矿细度试验结果

1－CaF₂品位；2－CaF₂回收率；下同

（二）碳酸钠用量试验

在磨矿细度70% －74μm，粗选水玻璃用量2.0kg/t，捕收剂BK410用量200g/t条件下，进行了粗选碳酸钠用量试验，试验结果见图2。从图2可以看出，随着碳酸钠用量的增加，萤石粗精矿品位和回收率都逐渐增加，但当碳酸钠用量大于2.0kg/t时，萤石粗精矿回收率趋于平稳，而品位下降。因此，碳酸钠用量以2.0kg/t为宜。

图2  碳酸钠用量试验结果

（三）水玻璃用量试验

在磨矿细度70% －74μm，粗选碳酸钠用量2.0kg/t，捕收剂BK410用量200g/t条件下，进行了粗选水玻璃用量试验，试验结果见图3。从图3可以看出，随着水玻璃用量的增加，萤石粗精矿品位逐渐提高，而回收率逐渐下降。综合考虑品位和回收率因素，水玻璃用量以2.0kg/t为宜。

图3  水玻璃用量试验结果

（四）萤石捕收剂种类试验

在磨矿细度70% －74μm，粗选碳酸钠用量2.0kg/t，水玻璃用量2.0kg/t条件下，进行了捕收剂种类试验，试验结果见表2。从表2可以看出，捕收剂BK410在选择性方面优于油酸，在捕收能力方面优于733，同时兼顾了粗精矿品位和回收率。因此，选用BK410作为该萤石矿的捕收剂。

表2    捕收剂种类试验结果

（五）BK410用量试验

在磨矿细度70%－74μm，粗选碳酸钠用量2.0kg/t，水玻璃用量2.0kg/t条件下，进行了捕收剂BK410用量试验，试验结果见图4。从图4可以看出，捕收剂BK410用量为150g/t时，可以兼顾粗精矿的品位和回收率。

图4  BK410用量试验结果

（六）再磨细度试验

由工艺矿物学可知，由于部分包体的嵌布粒度较细，单体充分解离比较困难，细磨是必要的。为此，进行了萤石粗精矿再磨细度试验，试验结果见图5。经镜下鉴定，再磨细度为90%－38μm，大部分萤石矿物已经解离，只有极少量萤石与白云石、石英以及方解石、黄铁矿连生。综合考虑，再磨细度以－38μm占90%为宜。

图5  再磨细度试验结果

（七）闭路试验结果

在条件试验基础上进行了中矿部分集中返回闭路试验，试验原则流程见图6，试验结果见表3。

图6  闭路试验原则流程

表3    闭路试验结果

三、结语

（一）试验萤石矿含CaF₂ 64.26%、SiO₂ 28.44%、CaCO₃ 1.28%，属于石英－方解石型萤石矿。矿石中的萤石和石英都以粗粒嵌布为主，其它杂质矿物长石、云母、石榴子石、方解石等多以中细粒嵌布为主；矿石中也有少量的石英、长石等杂质以微细粒包体形式嵌布于萤石中。

（二）本次研究以水玻璃为抑制剂、BK410为捕收剂，采用一次粗选、两次扫选、粗精矿一次再磨、七次精选工艺流程，可获得萤石精矿含CaF₂ 97.88%、SiO₂ 0.72%和CaCO₃ 0.71%，CaF₂回收率83.45%的浮选指标。