钽铁矿－铌铁矿花岗岩原生矿石选厂设计

    宜春钽铌矿选矿厂     宜春钽铌矿位于江西省宜春市境内，系一钠长石化－云英岩化－锂云母化花岗岩含钽铌、锂、铷、铯多种稀有金属的大型矿床。矿石含（TaNb）₂O₅0.03%（Ta∶Nb＝1.8∶1）、Li₂O0.861％，Rb₂O0.284％，Cs₂O0.07％。钽铌矿物主要是富锰铌钽铁矿、细晶石、含钽锡石。锂主要是锂云母，铍主要是绿柱石，磷铍钠石。铷铯大部分赋存在锂云母中。脉石主要有长石、石英。其他少量矿物有黄玉、磁铁矿、赤铁矿、钛铁矿、锰矿物和磷灰石等。矿物粒晶：富锰铌钽铁矿和含钽锡石，一般为0.3～0.1毫米，细晶石一般为0.2～0.08毫米。该矿是我国目前钽铌、锂和玻璃、陶瓷工业的重要原料基地。     选矿厂规模1500吨/日。选矿流程如图1所示。分洗矿破碎段，磨矿重选段，原生细泥段，次生细泥段，锂云母浮选车间，长石粉回收车间六个部分。矿石（－800毫米）经振动给矿筛洗机洗矿，筛上物料（＞130毫米）用鄂式破碎机粗碎、标准圆锥破碎机中碎、短头圆锥破碎机细碎，最终破碎粒度为－25毫米。筛下物料（＜130毫米）给入振动筛和螺旋分级机。螺旋分级机溢流（＜0.2毫米）送给原生矿泥段，经过浓缩、脱泥、分级、用摇床选别。螺旋分级机沉砂（＞0.2毫米）与细碎产品一道送入棒磨机，磨矿粒度为－0.5毫米，与ZS直线筛构成闭路。小于0.5毫米物料给入磁选机选出铁矿物和铁屑。非磁性物料给到螺旋分级机，螺旋沉砂经过螺旋溜槽－摇床选别，选出一部分钽铌精矿。尾矿送入球磨机，再磨至0.2毫米，与螺旋溢流（－0.2毫米）合并，经磁选、脱泥和水力分级机分级，矿泥（次生矿泥和原生矿泥合并）用离心选矿机粗选，皮带溜槽精选，皮带溜槽尾矿用摇床扫选。分级机1～4级物料用螺旋溜槽－摇床分选、选出钽铌精矿。尾矿给入φ250毫米旋流器脱除细泥，旋流器底流用混合胺作捕收剂，选出锂云母精矿。浮选尾矿即长石粉，是玻璃陶瓷的优质原料。     生产指标：钽铌精矿品位44.91％（TaNb）₂O₅，回收率45.6％；锂云母精矿品位4％～4.5％Li₂O，作业回收率60％左右，不回收了长石粉。     栗木矿新木锡－钽铌－钨选矿厂     栗木矿位于广西壮族自治区境内。系一锡、钽铌、钨花岗岩多金属矿床。矿石含Sn0.1377％,（TaNb）₂O₅0.0229%（Ta∶Nb＝1∶1），WO₃0.0257％。锡矿物主要是锡石，少量是黝锡矿和胶态锡。钽铌矿物主要是铌锰矿、锰钽矿、铌铁矿、细晶石。钨矿物主要是黑钨矿。脉石主要有石英、长石。矿物晶粒：锡石一般在0.2毫米以下，钽铌矿物和黑钨矿一般在0.1～0.05毫米。采用选冶联合流程生产精锡、氟钽酸钾、氧化钽、钽粉、氢氧化铌、氧化铌、促钨酸铵、氧化钨等产品。整个工艺由粗选厂、精选厂（含锡火冶工段）、水冶厂三个部分组成。是我国第一座钽铌采－选－冶联合企业。 

图1  宜春钽铌矿选矿厂流程     粗选厂采用二段破碎、二段磨矿的跳汰－螺旋－摇床流程图2。矿石（300毫米）经筛孔为70毫米棒条筛，大于70毫米矿石送给400×600毫米颚式破碎机。粗碎产品中大于25毫米物料给入φ900毫米标准圆锥破碎机破碎至－25毫米，经过双层振动筛筛分，大于3毫米物料给入2100×3000毫米棒磨机，磨矿粒度0.3毫米，棒磨机与弧形筛、螺旋分级机构成闭路。小于0.3毫米物料给入梯形跳汰机，跳汰精矿用螺旋溜槽－摇床选出部分粗精矿，尾矿给入球磨机，再磨至0.15毫米。经分级斗分级，分级斗溢流（－0.15毫米）采用分级摇床。分级斗沉砂（＋0.15毫米）先用摇床选出部分精矿，丢弃部份尾矿，然后将摇床中矿返回磨矿回路，做到了“早收早丢”，避免了过磨碎。跳汰尾矿经过φ500毫米、φ300毫米、φ125毫米和φ75毫米旋流器分级、脱泥，旋流器沉砂用摇床选别，旋流器溢流用离心选矿机粗选、皮带溜槽精选，获得的锡－钽铌－钨总粗精矿含Sn12.54%，（TaNb）₂O₅1.641%，WO₃31.139％，粗选回收率：Sn52%～53%,（TaNb）₂O₅41%～42%，WO₃64%～65%，送精选厂进一步处理。尾矿为玻璃、陶瓷原料。

图2  栗木矿新木粗选厂流程     精选厂（含锡火冶工段）采用选冶联合流程（见图3）。来自粗选厂的锡－钽铌－钨混合粗精矿先用7％盐酸在温度80℃的条件下搅拌煮洗，然后经过水力分级机分级、水力旋流器脱泥和摇床选别等作业。摇床精选先用弱磁场磁选机除去铁矿物，然后用干式强磁选机分选出磁性和非磁性两组矿物。磁性矿物组为钽铌铁矿－黑钨矿（即钽铌－钨混合精矿）送水冶厂处理。非磁性矿物组为锡石－硫化矿物，再经浮游重选脱除硫化矿，所得锡精矿送火冶工段炼成精锡。锡渣中尚含（TaNb）₂O₅10％～12%,送给水冶厂处理。流程中产生的细泥，集中给入沉淀池，再经φ300毫米和φ125毫米旋流器分级，旋流器底流用弹簧摇床选别。旋流器溢流用圆分槽选别。选出的细泥精矿经过苏打焙烧、浸出，浸出渣送火冶厂处理，获得精锡和钽铌精渣。浸出的钨溶液经净化合成得合成白钨，与含钽铌锡渣一并送水冶厂处理。精选指标：精锡含Sn99.8%，回收率76％～85％；锡渣含（TaNb）₂O₅10％～12％。钽铌－黑钨混合精矿含：（TaNb）₂O₅17％、WO₃37％、Sn6％，回收率：（TaNb）₂O₅87％，WO₃90%。

图3  栗木矿精选厂流程     水冶厂     采用碳酸钠焙烧、氢氟酸分解、仲辛醇萃取工艺（图4）。整个工艺由富集段，钽铌萃取分离段，钨锡综合回收段三个部份组成。首先将钽铌－黑钨混合精矿和含钽铌锡渣送给富集段经过配料（精矿∶纯碱∶炭粉＝1∶0.4∶0.06；锡渣∶纯碱∶炭粉＝1∶0.25∶0.05）磨矿[(－0.15毫米)＞95％]，焙烧（800～900℃），磨矿，水煮浸出，过滤等工序。含钨溶液送钨锡综合回收段用镁盐净化法脱除磷、砷、硅，然后加氯化钙（CaCl₂）合成白钨矿，再用盐酸分解，氨净化，生产工业级氧化钨。滤渣用稀酸脱硅、盐酸煮、过滤等工序，其滤液经铁屑还原、电积，在阴极产生含Sn75％～85％的电积锡。渣即人造钽铌精矿、送萃取分离段用氢氟酸分解，仲辛醇萃取，钽铌进入有机相，加反铌剂2NH₂SO₄反萃取铌溶液，再加反钽剂纯水萃取钽溶液。铌溶液经氨沉、煅烧获得氧化铌（含Nb₂O₅98.72%）产品；钽溶液经氨沉、煅烧获得氧化钽（Ta₂O₅99.84%）和氟钽酸钾产品。水冶指标：氧化钽品位99.84％Ta₂O₅，氧化铌品位98.72％Nb₂O₅，钽铌水冶回收率85.97％；氧化钨品位99.8％WO₃，钨水冶回收率81％。

图4  栗木矿水冶厂流程