２０１３年增刊 有色金属（选矿部分） ・１７３・ ｄｏｉ：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１６７１－９４９２．２０１３．ｚ１．０４３ 钽铌尾矿资源综合利用 雷存友，肖春莲 （中国瑞林工程技术有限公司，南昌３３００３１） 摘 要：针对我国钽铌尾矿资源富含长石、锂云母的特点，开发出综合利用钽铌尾矿资源的选矿先进技术，并在设计、 生产中推广使用，使钽铌尾矿资源的综合利用率达到９３％以上，基本实现无尾排放，为我国钽铌尾矿资源的利用开辟了新的 途径。 关键词：钽铌尾矿；锂云母；锂长石；综合利用 中图分类号：ＴＤ９８３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１—９４９２（２０１３）ＳＯ一０１７３—０４ 江西省有丰富的钽铌矿资源，钽铌矿属钠长石 从表１、２中可以看出，重选法回收钽铌，产 化锂云母化花岗岩型矿石，主要含钽铌矿物为富锰 出的精矿不足ｌ％，大部分尾矿以长石、石英、云 钽铌铁矿及细晶石，主要脉石矿物为云母、长石和 母赋存。尾矿中含量最多的是锂云母和长石，其次 石英等…。钽铌矿的回收采用重一磁联合工艺居 是石英、岩屑和电气石＿４ｊ。铁元素主要赋存在绢云 多［２－３］，由于原矿中钽铌的品位非常低，精矿产率 母、岩屑和白云母中Ｅ４｝，而长石中含量较少，这 不到１％，生产中产生的尾矿量几乎与原矿相同， 有利于提高长石精矿的质量。因为铁金属离子经高 如果不加以利用，进行尾矿库堆存，对环境和安全 温焙烧后，会形成深色的斑点，影响长石产品的质 会造成严重问题。尾矿中主要成分是锂云母、长石 量［ 。故在制定长石回收利用流程时，必须设置 和石英，随着锂云母精矿和长石粉产品在市场应用 铁杂质脱除作业，消除铁离子对长石产品质量的 的日益广泛及回收工艺的不断成熟［１］，锂云母、 影响。 长石和石英这些成分得到很好的利用，不但提高了 考虑到重选尾矿含有大量的锂云母资源，通常 资源利用率，而且为企业创造了很好的经济效益。 采用浮选法进行回收。钽铌矿重选尾矿浮选后的矿 １钽铌尾矿性质分析 物组成及铁的赋存状态如表３所示。 我国钽铌矿床以花岗岩型及花岗伟晶岩型为 表３某钽铌矿重选尾矿浮选后其中铁的赋存状态 主，主要脉石矿物为长石、石英、云母。某钽铌矿 矿物 长石 石英锂云母岩屑 电气石其他合计 含量 ８Ｏ．７７ １４．９８ １．Ｏ５ １．９８ ０．０４ １．１８ １００．０ 原矿矿物组成见表１，其重选尾矿试样的矿物组成 ＴＦｅ ０．０５６ ０．Ｏ１３ ０．８２０ ４．８６０ １．０６０ ０．８６０ ０．１９９ 及铁赋存状态见表２ ｌ４］。 铁分配率２２．７０ Ｏ．８５ ６．７９ ６０．４８ Ｏ－２１ ８．９８ ｍ０．０ 表１ 某钽铌矿原矿矿物组成 ／％ 从表３可见，采用浮选工艺处理重选尾矿，不 矿物名称 含量 矿物名称 含量 矿物名称含量 富锰铌钽铁矿 Ｏ．０１６８ 长石 ６１．２３８４ 钛铁矿０．００１０ 但可以回收锂云母精矿产品，还可以脱除部分铁离 细晶石０．００７２ 石英 ２３．６２８２ 锰矿物０．００７０ 子对长石产品的污染，提高长石精矿产品的质量。 含钽锡石 ０．００８６ 黄玉 １．１３５１ 磷灰石０．００３０ 理云母（含锂白云母）１３．９４０７ 磁铁矿、赤铁矿０．０１４０ 合计 １００．０ ２钽铌尾矿综合回收工艺研究 表２某钽铌矿重选尾矿试样的矿物组成及铁赋存状态 ２．１浮选回收锂云母 矿物 长石 石英白云母锂云母岩屑电气石合计 １）新型复合捕收剂ＨＴ与椰油胺配比浮选锂 含量 ６０．Ｏ６ ２２．２７ ３．２２ １２．４３ １．９８ ０．０４ １００．０ 云母 ｒｉｆｅ ０．０８７９ ０．０２０４ ０．８１６４ ０．８７９２ ４．４９０２ ０．８８１Ｏ ０．２８２２ 铁分配率１８．７１ １．６１ ９．３２ ３８．７３ ３１．５１ ０．１２ １００．０ 锂云母浮选通常采用单一椰油胺为捕收剂、以 收稿日期：２０１３—１０—２５ 作者简介：雷存友（１９６２一），男，江西瑞昌人，教授级高级工程师，矿物加工专业。 ・１７４・ 有色金属（选矿部分） ２０１３年增刊 盐酸作溶剂，酸胺比为１：１，在酸性条件下进行。 回收钽铌后的尾矿经旋流器脱泥后的物料，采用一 次粗选，直接产出最终锂云母精矿。该工艺存在的 主要问题是锂云母精矿品位低（Ｌｉ ０ ３．４１％左右）， 盐酸的使用要求工业生产设备防腐，安全隐患大， 工作环境差。为了提高锂云母精矿品位和回收率， 改善生产环境，江西理工大学开发出新型复合捕收 剂ＨＴ，与椰油胺混合使用，取得了很好的效果。 采用一次粗选一次精选一次扫选工艺，获得锂云母 精矿品位达４．３８％，提高了０．９７％，回收率达 ９０．５８％，提高了３２．４２％。同时原矿中的铷、铯能 富集在高品位锂云母中，实现了锂、铷、铯等资源 的高效回收。 ２）在碱性介质中采用铵类捕收剂浮选云母 广州有色金属研究院在碱性介质中采用铵类捕 收剂浮选某矿锂云母获得了良好的浮选指标［ 。 采用一次粗选、两次精选、两次扫选工艺，获得的 锂云母精矿品位Ｌｉ ０为３．１０％，Ｒｂ２０为１．０３％， 回收率Ｌｉ２０为８９．５１％，Ｒｂ２０为８５．９７％，且原矿 中的铷、铯主要富集在锂云母中，实现了锂、铷、 铯资源的高效回收。 ２．２分级除杂回收白云母 白云母是钽铌矿的常见矿物，是可综合利用的 矿物之一。张斌等人利用白云母的密度、粒度、形 状和耐磨等性质，遵循早收多收的原则，在矿石经 过磨矿分级后，采用细筛筛分一重选选别一隔渣清 洗一离心机脱水去泥工艺回收，改变了云母浮选工 艺，消除了浮选药剂的污染，获得白云母含量达 ９８％的高质量产品，是一项创新工艺Ｉ６．。缺点是回 收率较低，需结合其他工艺使用。 ２．３弱磁选一脉动高梯度强磁选联合脱除暗色矿物 重选尾矿经浮选锂云母后，大部分是长石资 源，如表３所示。由于有岩屑、电气石等暗色矿物 存在，致使长石产品在灼烧后，出现有色斑点，使 长石产品达不到质量要求。采用弱磁选一脉动高梯 度强磁选工艺去除这些暗色矿物，可使长石精矿产 品中Ｆｅ Ｏ 降至０．１５７％～０．１７１％，Ｍｎ含量低于 ０．０１０％，达到长石优质产品的质量标准。 ２．４浮选提纯长石产品 有关浮选提纯长石产品质量的研究较多，而研 究的焦点主要集中在氢氟酸的添加与否＿７］。如陈 雯等 对长石和石英分离进行过试验研究，认为 无氢氟酸条件下，可以将其分离；王毓华等＿９］对 某尾矿中长石和石英分离进行了研究，在添加少量 氢氟酸的条件下，实现了长石和石英的分离；刘长 淼等 ］进行了无氟有酸分离长石和石英的研究， 取得了成功。而于福顺＿１ｏ］对长石和石英分离的现 状进行了总结，认为无氟少酸分离长石和石英的流 程是可行的。 考虑到生产和管理成本，长石和石英的混合料 完全满足市场的需求，往往在生产中不进行分离， 直接销售。如宜春钽铌矿长期以来，将长石和石英 作为一种产品销售到玻璃和陶瓷行业。因此，浮选 提纯长石工艺在工业实践中很少应用。 ２．５分级分类回收长石 所谓分级分类回收长石，即浮选尾矿经螺旋分 级机分级、返砂过滤产出粗粒长石粉；选矿厂溢流 合并经旋流器浓缩、过滤产出细粒长石粉；综合回 收后的废弃物料经浓密机浓缩后进人压滤机，产出 低档锂长石产品。粗粒长石粉含Ｆｅ：０ ０．１６％、含 Ｍｎ低于０．０１０％；细粒长石粉含Ｆｅ ０，０．２５％，符 合长石产品质量标准，可作为陶瓷和特种玻璃原 料。研究表明，在玻璃、陶瓷生产中采用宜春钽铌 矿含锂的长石精矿作配料，能够降低炉温，节约能 源，降低纯碱用量，提高产品成品率＿】 ；能提高玻 璃化学稳定性、表面光洁度、透明度，提高产品性 能。因此，在浮选锂云母时，应适当降低回收率， 使锂矿物进入长石中，提高产品的价值。 ２．６工艺流程及产品方案 我国钽铌尾矿的综合回收工艺流程，一般采用 浮选回收（锂）云母，分级分类回收长石，磁选除 铁，高频筛隔粗、隔渣，旋流器脱泥的工艺。大多 数矿石中云母为锂、铷、铯的富集体，锂、铷、铯 以类质同象方式进入云母晶格。云母的回收也是 锂、铷、铯的回收。 产品方案一般为：锂云母精矿（含高、低品 位）、粗粒长石精矿、细粒长石精矿、低档长石粉。 长石、石英作为玻璃陶瓷原料可以不分离，市场上 大多数以粒级与成分来分长石产品，含锂的长石更 受市场欢迎。 不同矿山综合回收工艺与产品方案略有区别。 如：南平钽铌矿采用分级重选除杂回收白云母；宜 春钽铌矿采用浮选一磁选一分级等工艺，生产锂云 母精矿、粗粒长石精矿、细粒长石精矿等。 ３ 应用实例 ３．１宜春钽铌矿尾矿综合利用 宜春钽铌矿是世界上著名的大型钽铌矿之一， ２０１３年增刊 雷存友等：钽铌尾矿资源综合利用 ３．２某钽铌矿尾矿资源综合利用 ・１７５・ 原设计能力１ ５００ ｔ／ｄ，经过扩能改造，目前生产能 力约为２ ５００ ｔ／ｄ，主产品为钽铌精矿，副产品为锂 云母精矿和长石粉，资源利用率达到６０％～７０％。 为了更好地将资源优势转化为经济优势，正在进行 产能扩建，能力从２ ５００ ｔ／ｄ扩大到７ ０００ ｔ／ｄ（新 增４ ５００ ｔ／ｄ能力）。在设计中优化了生产工艺，产 江西某钽铌矿为花岗伟晶岩型铌、钽、锂、 铷、铯稀有多金属矿床，含锂长石、钠长石化白云 母花岗岩矿石，主要铌、钽类矿物为钽铌锰矿和含 钽锡石，主要锂矿物为锂云母，并伴生少量铯榴 石、锡石、硅铍石、绿柱石和独居石。硫化矿物数 品多样化，资源利用率达９５％，预计可以获得很好 的经济效益。 根据历次选矿试验研究报告与选矿厂的生产实 量极少，有磁黄铁矿和黄铁矿。金属氧化矿物有极 少量磁铁矿、褐铁矿和钛铁矿。脉石矿物主要为长 石、石英、白云母，其次为高岭石、伊利石等黏土 践，设计流程为：重选尾矿经脱粗脱泥后进行浮 选，产出高、低品位锂云母精矿，浮选尾矿经分级 产出粗粒锂长石粉，溢流合并经分级脱泥产出细粒 锂长石粉，选矿厂所有尾矿合并经浓缩、压滤产出 低档长石粉。选矿厂综合回收产出高、低品位锂云 母精矿，粗、细粒长石及低档长石粉。原则流程见 图１。 重选尾矿 锂 低档长石粉 尾矿 图１ 宜春钽铌矿原则流程图 设计指标如表４所示。 表４ 设计指标 产品钽铌高品位锂低品位锂粗粒级细粒级低品质产品 名称精矿云母精矿云母精矿长石 长石 长石累计 项目的实施，能使低品位钽铌矿尾矿资源的综 合利用率达９３．０２％，实现总尾矿排放量小于７％的 技术指标，最大限度地利用了矿产资源，减少了尾 矿占用大量土地，保护了生态环境免受破坏，对建 设节约型社会和循环经济，具有积极的现实意义和 环境意义 类矿物，少量为黄玉、磷灰石、绿帘石、锆石等。 原矿矿物组成见表５。矿石特点为有价元素种类 多、品位低，除铷超出工业品位较多之外，其余金 属品位均刚达到工业品位或偏低。非金属成矿元素 钾、钠含量较高，尾矿可综合利用。 表５ 原矿矿物组成 ／％ 矿物 含量 矿物 含量 矿物 含量 钽铌锰矿 Ｏ．００６９ 黄铁矿 Ｏ．００３１ 伊利石 １．５０８２ 锡石０．０５０９ 磁黄铁矿 ０．０１８６ 黄玉 ０．５４９５ 独居石０．００３４ 磁铁矿０．０１２９ 锆石０．００３８ 硅铍石 Ｏ．０３２６ 褐铁矿 Ｏ．０１２５ 磷灰石 Ｏ．４４６４ 绿柱石０．００２３ 钛铁矿０．００１８ 高岭石 ２．８１９８ 铯榴石 Ｏ．０１５７ 石英 ３３．３８２２ 绿帘石０．０６０２ 锂云母 ７．７３１Ｏ 钠长石 ３０．１３８７ 其他 Ｏ．４０５５ 白云母 １３．６８４４ 正长石 ９．１０９６ 合计 １００．００ 矿石中钽铌锰矿嵌布粒度较细，嵌布于云母中 的钽铌矿物粒度尤其微细，并且云母中以富铌者居 多，其中适宜重选的钽铌锰矿仅有２０％左右，但它 们具弱磁性，在外加磁场４００ ９００ ｍＴ时可进入磁 性产品。锂的赋存状态查定结果表明，赋存于云母 （包括锂云母、白云母、铯榴石等）中的锂占原矿 总锂量的９８．６０％；而赋存于云母中的铷占原矿总 铷量的９５．０８％，云母也具弱磁性；矿石中的钠长 石和钾长石的成分较纯净，基本上不含铁。因此设 计选矿工艺流程为：强磁选回收钽、铌、锂、铷； 强磁选粗精矿重选回收钽、铌，重选尾矿进浮选得 锂云母精矿和低档长石粉；磁选尾矿经分级得到粗 粒级长石粉和细粒级长石粉。矿山正在设计阶段， 原则流程见图２。 最终产出钽铌精矿、锂云母精矿、粗粒级长石 粉、细粒级长石粉、低档长石粉产品，实现无尾矿 选矿厂。所有资源全部利用，为无尾矿工程。设计 指标如表６所示。 ４结论与建议 １）低品位钽铌尾矿中锂云母和长石资源的最 ・１７６・ 原矿 有色金属（选矿部分） ２０１３年增刊 ３）设计开发的钽铌尾矿资源综合利用工艺对 我国稀有金属矿业具有重大意义。钽铌矿及伴生资 源高效利用、节能减排的关键技术可以提升开发利 用的技术水平，推动矿业结构调整和优化升级，促 进矿山企业的竞争力，实现行业技术跨越和技术进 步，缓解国家战略性钽铌和锂资源的短缺状况，提 钽 低档长石粉 尾矿 图２某钽铌矿原则流程 表６ 设计指标 产品名称钽铌精矿 精矿锂云母粗粒级长石粉细粒级长石粉低档长石粉含泥铁屑产品 累计原电ｆ 大限度利用，不仅使尾矿占用大量土地量大大减 少，而且使生态环境免受破坏，对建设节约型社会 和循环经济具有积极的现实意义和环境意义。 ２）综合回收的锂云母和长石产品质量优良， 能应用于玻璃、陶瓷工业，显著降低烧成温度，实 现了节能减排，产品应用前景广阔。 高资源综合利用率。 参考文献 ［１］余赞松，陈明星，龚杰．宜春钽铌矿资源综合利用现状 及存在问题［Ｊ］．矿业快报，２００７（１Ｏ）：６３—６４． ［２］邱德镳．钽铌选矿理论与实践［Ｊ］．世界有色金属，２００１ （１１）：２７—３０． ［３］余生根．某大型钽铌矿综合利用试验研究［Ｊ］＿有色金属 （选矿部分），２００５（５）：１３—１８． ［４］黄万抚，陈园园，文金磊，等．江西某大型钽铌矿尾矿中 长石的回收工艺研究［Ｊ／０Ｌ］．有色金属科学与工程， ｈｔｔｐ：ｌｌｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３６．１３１１．ＴＦ．２０１３０７２６．１００２． ００１．ｈｔｒｒｄ． ［５］广州有色金属研究院．江西省宜丰县狮子岭矿区含锂长 石矿高效综合利用项目选矿试验报告［Ｒ］．２０１３． ［６］张斌华，王湘佳．南平钽铌矿尾矿的综合利用及效益［Ｊ］． 矿业快报，２００８（１１）：３４—３６． ［７］刘长淼，卫敏，吴东印，等．某钽铌尾矿中长石和石英分 离研究［Ｊ］．矿冶工程，２０ｌ０（８）：３３—３５． ［８］陈雯，曹佳宏，罗立群．无氟少酸浮选分离石英与长石 的试验研究［Ｊ］＿矿冶工程，２００３（３）：３５—３７． ［９］王毓华，黄传兵，陈兴华，等．从某钽铌尾矿中回收长石 和石英的试验研究［Ｊ］．中国矿业，２００５（９）：３８－４０． ［１０］于福顺．石英长石无氟浮选分离工艺研究现状［ｎ矿 产保护与利用，２００５（３）：５２—５４．
