凉山地区稀土资源主要分布在冕宁县牦牛坪稀土矿区,其次在德昌稀土矿区。年处理原矿石15~20万吨,年产稀土精矿1万吨。
一、矿山及矿石性质
牦牛坪稀土矿是四川省地矿局109地质队于1985~1986年开展铅、锌矿点检查时,在普查工作中发现的。该矿床系碱性伟晶岩-方解石碳酸盐稀土矿床,稀土矿物以氟碳铈矿为主,少量硅钛铈矿及氟碳钙铈矿,伴生矿物主要为重晶石、萤石、铁、锰矿物等,少量方铅矿。1994年矿区普查(含详查)地质报告指出, C+D+E级储量为214. 6万吨(REO),工业储量100万吨。稀土平均品位3.70 %,是一个大型稀土矿床,其稀土元素配分中铕、钇等中、重稀土较同类型矿山品位高。该矿床稀土矿物中稀土元素配分见表1。
矿石从粒度上分为块矿和粉状矿,块矿的矿物嵌布粒度粗,一般>1.0 mm,其中氟碳铈矿一般在1~5mm,粒度极粗,易磨,单体解离度好。粉状矿石是原岩风化的产物,风化比较彻底,局部风化深度达300m,形成占矿石20%左右的黑色风化矿泥,它们是铁锰非晶质氧化物集合体。黑色风化物矿泥的粒度80%在-320目以下,含REO2 %~7%,含铕、钇较高。牦牛坪原矿石主要化学成分见表1。
表1 牦牛坪矿石主要化学成分表(%)
二、矿石选矿工艺及技术指标
牦牛坪采出的矿石是块矿与粉状自然存在的混合矿石,其中的黑色矿泥影响稀土矿物浮选,因此,在浮选前脱泥很重要。
由于该矿石易磨易选,在牦牛坪稀土矿发现初期(80年代末期),稀土精矿市场看好,曾建有100多个小型采矿及选矿厂。
矿山被乱采乱挖,小选矿厂遍地开花。1995年经整顿减少到39年选矿厂(到2000年初计划减少到20个),有代表性的选矿工艺流程有三种。
(一)单一重选工艺。原矿石磨矿至-200目62 %经水力分级箱分成四级 ,分别在刻槽矿泥摇床上分选,可得到含 REO30%、50%、60%三种氟碳铈矿精矿,重选总的作业回收率75%。
(二)磁选-重选联合工艺流程。含 REO3.2%的原矿石磨矿后经磁选(弱磁选、强磁选)得到含 REO5.64%的磁性产品,磁选作业回收率74.2%(产率42%),磁选粗精矿经水力分级箱分为4级 ,分别摇床重选,重选总精矿含 REO52.3 %,产率 3.56%,稀土回收率 55%左右。
(三)重选-浮选工艺流程。原矿石第一段磨至-200目占50%,经水力分级箱分为四级,分别经摇床重选(脱除矿泥及部份轻比重脉石)得含 REO3 0 %的重选粗精矿,稀土回收率 74.50%。
该粗精矿再磨至-200目占70%,用碳酸钠、水玻璃、C5~9羟肟酸组合药剂浮选,经一粗、一扫、一精闭路流程浮选 ,获得含REO50%~60%的稀土精矿,稀土回收率 50%~60%,工艺流程见图1。
图1 牦牛坪稀土矿重选—浮选工艺流程图
三种选矿工艺以重选—浮选工艺应用较多(如昌蓝稀土公司),效果较好,但是,稀土回收率都比较低。曾将重选粗精矿浮选药剂改为水玻璃、H2O5和磷苯二甲酸 1∶1混合使用的组合药剂在矿浆pH8~9条件下浮选,得到稀土精矿品位 69.09%,浮选作业回收率 89.82%,重选-浮选流程稀土回收率为 66.92%,选矿技术指标有了明显提高。