阿拉克萨水钡锶黄绿石矿选矿厂

    阿拉克萨铌矿位于巴西阿拉沙（Araxa）市南米纳斯吉拉斯（Minas Gerais）境内。系一碳酸盐岩复合矿床。矿石主要由针铁矿、褐铁矿、磁铁矿、重晶石、独居石、钛铁矿、磷钡铝石、石英和水钡锶黄绿石（即钡黄绿石、含Nb₂O₅63.42％、Ta₂O₅0.15％、BaO16.51％）等矿物组成。原矿含Nb₂O₅2.5％～3％、Re₂O₃4.44%、ThO₂0.13%、TiO₂3.6%、ZrO₂0.2%。水钡锶黄绿石晶粒较细，一般不超过1毫米。该矿铌（Nb₂O₅）的储量占世界铌资源量的70％以上，是世界最大的铌资源基地。目前边界品位（Nb₂O₅）控制在2％左右。正在开采的是铌富集矿体，位于该结构的中心部分，由碳酸盐基岩深度风化和强烈的残余富集而成。选矿厂给矿品位（Nb₂O₅）为3％，采用选－冶联合联程，产出氧化铌和铌铁。整个工艺为选矿、浸出和铌冶炼三部份组成。     选矿     选矿厂规模为3500吨/日，年产黄绿石精矿42000吨。选矿设备流程如图1所示。矿石先经过50毫米的2.1×4.2米Faco（A.C.）型振动筛，筛上物料（大于50毫米，其产率不到给矿的10％）给到黑增曼（Hazemag）冲击式破碎机，破碎到－50毫米，与振动筛筛下物料（小于50毫米）合并给入球磨机，磨到95％－150目（0.104毫米），球磨机与φ508毫米旋流器构成闭路。旋流器溢流用双筒弱磁选机选出磁铁矿。非磁性产品送入脱泥工段。由于矿泥对黄绿石浮选影响较大，而大部份铌又是富集于37～5微米粒级中，因此有效地脱除－5微米细泥对浮选作业是十分重要的。故采用三段旋流器脱泥，每一脱泥段都带有再脱泥作业。第一段脱泥用一组φ381毫米旋流器，旋流器底流给入擦洗机经过擦洗后用另一组φ102毫米旋流器进行第二段脱泥，第二段脱泥和第一段脱泥一样经过擦洗和再脱泥。φ381毫米再脱泥旋流器底流和φ102毫米旋流器底流就是主浮选回路粗选槽的给矿。φ102毫米旋流器溢流送入第三段旋流器（φ25毫米）进行脱泥和再脱泥，但不需再经过擦洗，φ25毫米旋流器底流即是细粒浮选回路粗选槽的给矿。 

 图1  阿拉克萨钡黄绿石选矿厂设备流程     黄绿石浮选用胺类阳离子捕收剂，一种润湿剂和氟硅酸钠调浆15分钟，氟硅酸钠作黄绿石活化剂，加入盐酸控制pH2.5～3.5，对主浮选回路粗选槽给矿进行一次粗选，四次精选。对细粒浮选粗选槽给矿进行一次粗选，一次精选。获得浮选总精矿Nb₂O₅55%～60%，P0.3%～0.8%，S0.02%～0.2%，Pb0.1%～0.2%，Fe₂O₃2%～8%，SiO₂0.1%～0.5%，ThO₂2%～3%，U₃O₈0.05%～0.1%，BaO15%～18%，CaO0%～0.2%,选矿回收率约70％。由于磷、硫、铅含量较高，需送浸出厂进一步处理。     浸出     浸出厂采用添加氯化钙高温焙烧使氯化铅挥发，钙取代水钡锶黄绿石晶格中的钡，生成氯化钡，然后用盐酸清洗以溶解磷和硫。浸出流程如图2。浮选精矿先经过过滤，滤饼与25％氯化钙、5％石灰混匀，在回转窑中以800～900℃温度进行焙烧。焙烧过的物料经冷却后，用5％的盐酸以50％的固体浓度进行浸出、过滤，这一步分两段进行。浸渣用水洗涤，浓度为50％，经过滤、干燥，获得的浸出精矿含Nb₂O₅59％～65％、P0.05％～0.1％、S0.01％～0.05％、Pb0.01％～0.05％、Fe₂O₃2％～8％、SiO₂0.1％～0.5％、ThO₂2％～3％、U₃O₈0.05％～0.1％、BaO1%～3%、CaO15%～20%。

图2  阿拉沙水钡锶黄绿石浸出厂流程     在焙烧中排出的PbCl₂和HCl，通过冷却塔、文丘里管和回收塔回收。捕集的全部气体粉尘送入一台13.72米浓缩机，浓缩机沉砂给入过滤机，滤饼返回到流程起点；而含有盐酸和氯化铅的溢流和浸出厂全部废水，经过石灰乳处理后送入尾矿池。     铌冶炼     铌冶炼分铌铁生产和氧化铌生产两部分。     铌铁生产：采用间歇铝热还原工艺。炉料配比按黄绿石浸出精矿占61.54％，氧化铁占13.68％、铝粉20.51％、萤石2.56％、石为1.71％。每批炉料先在旋转混料器中混合90分钟，然后装入内衬镁砂的钢筒反应器中，反应器直径3.7米，高1.8米，放在圆型的凹坑上面，凹坑用石灰和萤石作内衬，预先在硅砂床中制备好。反应器外层底部用砂堤密封，反应物料装好后，上面放上氯酸钾和铝粉，用火点燃，反应自动进行15分钟，反应温度最高可达2400℃，反应完后冷却16小时，把渣除去，底部铌铁再冷却几小时后取出，在空气中放置12小时，然后用鄂式破碎机破碎到小于100毫米，贮藏于1000千克钢容器中。还原后炉渣成分是：Al₂O₃48%，CaO25％、TiO₂4％、BaO2％、Re₂O₃4％、Nb₂O₅痕量、ThO₂2%、U₃O₈0.05%。     氧化铌的生产：1979年建成一座生产氧化铌的工厂，1981年该公司研军究出一种方法（方法未见报导）建成一座生产光学和电子学用的高纯氧化铌工厂，1982年开始建设超纯晶体氧化铌的试验厂，同时用工业氧化铌生产高纯铌铁和镍铌。