專利名稱：：從鐵、稀土、鈮共生礦選鈮工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種從鐵、稀土、鈮共生礦選鈮工藝，屬于選礦領(lǐng)域。二
背景技術(shù)：
：鈮是緊缺的戰(zhàn)略金屬資源，在鋼鐵、航天、電子、精密儀器等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。我國的鈮資源主要分布在包頭白云鄂博、廣西泰美和栗木、江西宜春和新疆可可托海等地，主要鈮礦物有鈮鐵礦、鉭鈮礦、黃綠石。其中，白云鄂博礦鈮資量儲量最大，占我國鈮資源總儲量的70%。白云鄂博礦是世界罕見的大型鐵、稀土、鈮、釷多金屬共生礦床，鈮主要分布在鈮鐵礦、鈮鐵金紅石、鈮鈣礦、易解石和黃綠石中，在前兩種礦物中的分布率超過62%。但是，鈮礦品位低，Nb20s含量為0.08~0.14%，嵌布粒度細(xì)，而且與其它礦物密切共生，選別富集困難。從上世紀(jì)60年代以來，國內(nèi)對以白云鄂博礦為代表的鈮多金屬共生礦進(jìn)行了長達(dá)40年的技術(shù)研究，取得了若干進(jìn)展。先后試驗了20余種工藝，如單一浮選、浮選磁選，反浮一正浮選，重選一浮選一磁選，浮選一磁選一重選，重選一反浮選一磁選一化選/正浮選，弱磁選一強(qiáng)磁選一浮選一浮選等。但是，獲得的鈮精礦品位、回收率低，工藝復(fù)雜，致使生產(chǎn)成本較高，因此，難以投入工業(yè)應(yīng)用?？傊?，鐵、稀土、鈮多金屬共生礦提鈮是一個世界性的選礦難題，研究和探索新的選鈮工藝，是一項緊要而艱巨的任務(wù)。三
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種低成本的從鐵、稀土、鈮共生礦選鈮的工藝方法。技術(shù)解決方案本發(fā)明工藝步驟如下1)礦粉制取共生礦破碎、球磨，得到微細(xì)礦粉，配成礦漿，礦粉粒度-200目大于卯％，礦漿濃度10%~35%;2)磁選將步驟l)中的礦漿送滾筒磁選機(jī)，進(jìn)行弱磁選，獲得鐵精礦和一次尾礦，滾筒表面磁場0.05~0.3T，滾筒轉(zhuǎn)速1060r/min;然后，將一次尾礦送高梯度磁選機(jī)，進(jìn)行強(qiáng)磁選，獲得次鐵精礦和強(qiáng)磁中礦，磁場0.6~1.5T，轉(zhuǎn)環(huán)速度0.218r/min;強(qiáng)磁中礦排出后，過濾烘干，與溶劑配成礦漿，溶劑相對介電常數(shù)&=8~50，礦漿濃度5%~35%;3)介電選將步驟2)中的礦漿送高梯度介電選機(jī)，進(jìn)行介電選，得到鈮精礦或粗鈮精礦和含稀土的尾礦，介電選電場頻率0~106kHz，電場強(qiáng)度2~50kV/cm，滾筒轉(zhuǎn)速0.2~30r/min。所述的共生礦，可以是原礦，也可以是選礦過程產(chǎn)生的中礦、精礦和尾礦，如果是后者，上述選鈮工藝可省去礦粉制取步驟。所述的共生礦中如果全鐵含量小于3%，上述選鈮工藝可省去弱磁選、強(qiáng)磁選，如果磁鐵礦占總鐵礦比例小于20%，上述選鈮工藝可省去弱磁選。單一介電選比較適合鈮鉭礦、褐釔鈮礦，這類鈮礦物鐵含量低，而脈石含量往往比較高，容易選別。所述的滾筒磁選機(jī)，可以是半逆流式，也可以是順流式。所述的高梯度磁選機(jī)，磁介質(zhì)可以是立環(huán)的，也可以是平環(huán)的。所述的高梯度介電選機(jī)，是一種根據(jù)物質(zhì)介電常數(shù)差異選別顆粒的設(shè)備(見本發(fā)明人己申報的發(fā)明專利)。該介電選機(jī)將滾筒與電介質(zhì)環(huán)結(jié)合，在弧形槽體的上下面引入電極對，產(chǎn)生高梯度電場和高介電泳力，當(dāng)電介質(zhì)環(huán)運(yùn)動時，礦漿中介電常數(shù)大于溶劑的礦物顆粒吸附到電介質(zhì)環(huán)上，從而與非目標(biāo)礦分離，收集吸附顆粒即得到精礦。所述的溶劑，為水、乙醇、甲醇、戊醇、丙酮、四氫呋喃、甲苯、二甲苯、氯苯、四氯化碳、氯仿、煤油、硝基苯、甘油之中的一種或它們的混合物。溶劑在介電選過程循環(huán)使用。本發(fā)明的顯著特征是利用介電選工藝富集鈮。鈮的傳統(tǒng)選礦工藝是浮選，這種化學(xué)選礦方法一般成本高、收率低，且容易污染環(huán)境和尾礦。相比而言，介電選屬于物理選礦方法，具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好、不污染尾礦等特點(diǎn)，有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明不僅適用于鐵、鈮、稀土共生礦，也適用從這些共生礦獲得的各種中間礦、精礦和尾礦，對于鈮鉅礦、褐釔鈮礦石等鈮共生礦也同樣適用。下面通過實施例詳細(xì)描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些實施例。四具體實施方式實施例1從某鐵、稀土、鈮原生礦選鈮表l-l某鐵、稀土、鈮原生礦的主要化學(xué)成分,％<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表l-l列出了某鐵、稀土、鈮共生礦原礦的主要化學(xué)成分，其中TFe=31.2%，稀土含量0.8%，鈮氧化物含量0.07%，稀土和鈮含量均比較低。礦相分析進(jìn)一步顯示，鐵礦以磁鐵礦為主，占34%，其余含鐵礦只占6%;脈石主要由含鐵白云石、鎂菱鐵礦、鈉輝石/鈉閃石、云母組成，含量超過50%;鈮品位雖然低，但主要分布在鈮鐵礦中，占70%。根據(jù)以上分析，制定如下選鈮工藝原礦破碎、粉碎后，濕磨至-200目占90%;礦漿送CTB-718弱磁選機(jī)，經(jīng)粗選(0.2T)、精選(0.16T)，得鐵精礦和一次尾礦，滾筒轉(zhuǎn)速30r/min;-次尾礦送SHP-3200高梯度磁選機(jī)強(qiáng)磁選(l.OT)，得次鐵精礦和強(qiáng)磁中礦，轉(zhuǎn)環(huán)速度5r/min;強(qiáng)磁中礦排出，進(jìn)入烘干機(jī)烘干，然后與水一酒精混合溶劑(&=30)配成礦漿，送高梯度介電選機(jī)，進(jìn)行二次介電選，得到粗鈮精礦和含稀土的尾礦(稀土尾礦)，礦漿濃度10%,電場強(qiáng)度10kV/cm，電場頻率50Hz，滾筒轉(zhuǎn)速2r/min。表l-2某鐵、稀土、鈮原生礦的選礦效果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表1-2給出了與表1-1對應(yīng)的共生礦的選鈮效果?？梢姡?jīng)過—次弱磁選、一次強(qiáng)磁選、二次介電選，鐵精礦、粗鈮精礦、稀土尾礦的品位達(dá)到58.2%、1.67%、1.32，收率達(dá)到78.7%、57.3%、69.6%，精礦均比原礦有明顯富集，其中，Nb205富集了24倍。粗鈮精礦中鐵的品位較高，達(dá)到22.3%，可以繼續(xù)回收利用。實施例2從某富鈮尾礦提鈮表2-l某富鈮尾礦的主要化學(xué)成分,％<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2-l給出了某富鈮尾礦的化學(xué)成分，原料中含Nb2050.18。/。，此外，鐵、稀土含量也較高，達(dá)到18.4%、3.80%。礦相分析顯示，鐵礦以赤鐵礦和褐鐵礦為主，占鐵礦的89%，可直接強(qiáng)磁選，脈石主要是白云石、石英長石、螢石、鈉輝石和鈉閃石，稀土存在于氟碳沛礦和獨(dú)居石中。富鈮尾礦粒度已經(jīng)達(dá)到-200冃占90%，故可省去磨礦工序。選鈮工藝如下尾礦配成礦漿，送SLON-1750高梯度磁選機(jī)磁選，粗選(l.OT)、精選(0.8T)，得鐵精礦和強(qiáng)磁尾礦，轉(zhuǎn)環(huán)速度6r/min;強(qiáng)磁尾礦送入烘干機(jī)烘干，然后與酒精-二甲苯混合溶劑(&=20)配成礦漿，送高梯度介電選機(jī)，進(jìn)行二次介電選，得到粗鈮精礦和含稀七尾礦，礦漿濃度20%，電場強(qiáng)度20kV/cm，電場頻率OHz(直流)，滾筒轉(zhuǎn)速10r/min。表2-2某富鈮尾礦的選礦效果，％<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2-2給出了富鈮尾礦的選礦效果。經(jīng)過二次強(qiáng)磁選、二次介電選，鐵精礦、粗鈮精礦、稀土尾礦的品位為36.2%、2.16%、4.86%，收率達(dá)到74.8%、42.0%、70.4%。其屮，Nb205富集了12倍，稀土在尾礦和粗鈮精礦均得到富集。實施例3某粗鈮精礦的精選表3-1某粗鈮精礦的主要化學(xué)成分，°/。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3-l給出了某粗鈮精礦的主要化學(xué)成分，其中，總鐵、稀土和鈮氧化物，各占45.5%、2.7%、1.8%，脈石只占全部礦物的1/4，對選礦十分有益。由于原料為精礦，可省去磨礦工序，鐵礦以赤鐵礦為主，可省去弱磁選。粗鈮精礦精選如下粗鈮精礦配成礦漿，送SLON-1500卨梯度磁選機(jī)，粗選(0.9T)、精選(0.6T),得鐵精礦和一次尾礦，轉(zhuǎn)環(huán)速度2r/min;—次尾礦排出后，送烘干機(jī)烘干，然后與戊醇(&=16)配成礦漿，送高梯度介電選機(jī)，通過二次介電選，得到鈮精礦和含稀土的尾礦，礦漿濃度25%,電場頻率5kHz，電場強(qiáng)度8kV/cm，滾筒轉(zhuǎn)速0.5r/min。表3-2某粗鈮精礦的選礦效果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3-2給出了某粗鈮精礦的選礦結(jié)果。經(jīng)過二次強(qiáng)磁選、二次介電選，鐵精礦、鈮精礦、稀土尾礦的品位達(dá)到60.2%、25.1%、5.75%,明顯高于粗鈮精礦。其中，1^205富集了14倍，鈮精礦品位25.1%，達(dá)到冶煉鈮鐵的水平。此外，鈮精礦屮鐵、稀土的品位也比較高，可以繼續(xù)回收利用。權(quán)利要求1.從鐵、稀土、鈮共生礦選鈮工藝，其特征在于工藝步驟如下1)礦粉制取將共生礦破碎、球磨，得-200目顆粒占90％以上的礦粉，配成礦漿；2)磁選將步驟1)中的礦漿送滾筒磁選機(jī)，進(jìn)行弱磁選，滾筒表面磁場0.05～0.3T，滾筒轉(zhuǎn)速10～60r/min，獲得鐵精礦和一次尾礦，然后將一次尾礦送高梯度磁選機(jī)，進(jìn)行強(qiáng)磁選，磁場0.6～1.5T，轉(zhuǎn)環(huán)速度0.2～18r/min，獲得次鐵精礦和強(qiáng)磁中礦，強(qiáng)磁中礦排出后，過濾烘干，與相對介電常數(shù)為8～50的溶劑配成礦漿，礦漿濃度5％～35％；3)介電選將步驟2)中的礦漿送高梯度介電選機(jī)，進(jìn)行介電選，電場頻率0～50kHz，電場強(qiáng)度2～80kV/cm，滾筒轉(zhuǎn)速為0.2～30r/min，得到鈮精礦或粗鈮精礦和含稀土的尾礦。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鐵、稀土、鈮、共生礦選鈮工藝，其特征在于弱磁選時滾筒表面磁場0.10.25T，滾筒轉(zhuǎn)速15~50r/min。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鐵、稀土、鈮、共生礦選鈮工藝，其特征在于強(qiáng)磁選時，磁場0.61.2T,轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速0.4~12r/min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鐵、稀土、鈮、共生礦選鈮工藝，其特征在于介電選時，電場頻率010kHz，電場強(qiáng)度4~50kV/cm，滾筒轉(zhuǎn)速0.2~20r/min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鐵、稀土、鈮、共生礦選鈮工藝，其特征在于共生礦中，如果全鐵含量小于3%，可省去弱磁選、強(qiáng)磁選，如果磁鐵礦占總鐵礦比例小于20%，可省去弱磁選。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鐵、稀土、鈮、共生礦選鈮工藝，其特征在于溶劑為水、乙醇、甲醇、戊醇、丙酮、四氫呋喃、甲苯、二甲苯、氯苯、四氯化碳、氯仿、煤油、硝基苯、甘油之中的一種或它們的混合物。全文摘要本發(fā)明涉及一種從鐵、鈮、稀土共生礦選鈮工藝，特點(diǎn)是包括礦粉制取、磁選、介電選三個步驟首先，把共生礦破碎、球磨為微細(xì)礦粉，配成礦漿；然后，送滾筒磁選機(jī)弱磁選，獲得鐵精礦和一次尾礦，一次尾礦再送高梯度磁選機(jī)強(qiáng)磁選，獲得次鐵精礦和強(qiáng)磁中礦；強(qiáng)磁中礦烘干后，與相對介電常數(shù)為8～50的溶劑配成礦漿，送高梯度介電選機(jī)，進(jìn)行介電選，獲得鈮精礦或粗鈮精礦和含稀土的尾礦。本發(fā)明的顯著特征是利用介電選而不是浮選富集鈮，具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好等特點(diǎn)。本發(fā)明不僅適用于鐵、鈮、稀土共生礦，也適用從這些共生礦獲得的各種中礦、精礦和尾礦，以及其它鈮共生礦。文檔編號B03C1/30GK101214468SQ20071030723公開日2008年7月9日申請日期2007年12月29日優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日發(fā)明者張邦文,李保衛(wèi)申請人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)