稀土矿选矿简介

（3）产率 某产品的质量与原矿质量的百分比叫作某产品的产率。 用符号γ %表示。 （4）选矿比 原矿质量与所得精矿质量的比值。表示生产一吨精矿 需要多少吨原矿。一般用符号C表示。 （5）富集比 是指精矿中有用成分品位与原矿中同一有用成分品位 的比值，用i表示.富集比越大，表示经矿品位提高的幅度 越大，选矿效果越好。
在浮选过程中，水玻璃的作用如下：
Na2SiO3 + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2SiO3 H2SiO3的解离度很小，因此，水玻璃的水溶液具有强碱 性，在浮选过程中，水玻璃吸附到矿物表面以后，增强矿
物的亲水性并防碍矿物与捕收剂作用。
3.起泡剂 在稀土浮选中，起泡剂的应用较晚，因使用油酸类、烷
对某种矿物具有选择性；由于这种药剂的选择性不高，所以 只能应用于矿物组成比较简单的矿石。
第二阶段是羟肟酸类浮选剂时期 羟肟酸是螯合剂类有机化合物，早在60年代初期，就被 广泛应用于浮选试验，它是黑钨矿、烧绿石、孔雀石、硅孔 雀石、稀土矿物等的良好的捕收剂。
第三阶段是新型氟碳铈矿捕收剂的应用时期 在中国稀土精矿未进入国际市场之前，实际上供应的稀土 精矿主要是氟碳铈矿和独居石。占世界总储量60%以上的内蒙 古白云鄂博稀土矿确实有氟碳铈矿和独居石两种矿物组成的混 合矿，羟肟酸类捕收剂只能从复杂的白云鄂博矿中选出高品位 的混合稀土精矿，不能分选出单独的氟碳是精矿和独居石精矿。 把氟碳铈矿和独居石单独分离，是稀土选矿过程中的一大 难题，包头稀土研究院于80年代初期，研制成功氟碳铈矿捕收 剂802号和804号，从而把稀土选矿技术水平推向一个新阶段。
化学吸附：捕收剂分子与稀土矿物表面发生键合作用，吸 附力为化学键力，化学吸附有选择性，吸附牢固，不易解吸。 表面化学反应：化学吸附的深化，捕收剂分子与稀土矿物 表面产生化学反应，表面化学反应与化学吸附的主要区别在于， 前者的反应产物构成独立的相。 根据捕收剂分子对稀土矿物表面的作用可以看出，稀土捕 收剂分子必须具有两种能力：第一是能吸附在矿物表面上；第 二是吸附后使矿物表面的疏水程度增加。因此稀土矿物捕收剂 的分子是由具有能吸附在矿物表面上的官能团和具有能使矿物 表面呈疏水性的基团，即必须由极性基（或亲固基）和非极性 基（或称疏水基）构成。
中的弥散，形成稀土浮选所需要的泡沫。同时，由于新型稀土
捕收剂H205和H894的需要，在这些起泡剂中还含有少量的酸 性物质，在浮选白云鄂博稀土矿物中，起到调节pH制的作用和 增强捕收剂在矿浆中的分散作用。
(三) 几种新型稀土矿物捕收剂的研究与应用 目前被应用于稀土矿物浮选工艺中的三种异羟肟 酸（盐）是C5~9异羟肟酸，环烷基异羟肟酸和H205捕收 剂。此外，近几年来还研究了专门选别氟碳铈矿的捕收剂 入804号、H 894等。 1.C5~9异羟肟酸及其铵盐的合成与应用 C5~9异羟肟酸合成 烷基异羟肟酸是采用“酯的羟胺解”方法来制备的，具体反 应如下：
NaOH
O R C O C
H N H N OH + 1/2Na2SO4 ONa + CH3OH
(3)”成盐“反应 O R C H N OH + NH3 R O C H N ONH4
将密度为0.91~0.92g/cm3的工业氨水，缓慢加入异羟肟酸中， 搅拌20min即得C5~9异羟肟酸铵。
2.C5~9异羟肟酸铵的选矿应用
稀土矿选矿简介
稀土矿选矿概述
一、什么是选矿 选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化
学性质的差异，采用不同的选矿方法，借助不同的
选矿设备，把矿石中有用矿物富集起来，除去有害 杂质，并使之与脉石矿物分离的机械加工过程。 稀土矿的选矿一般采用浮选法，并常铺以重选、 磁选，组成浮选-重选；Leabharlann Baidu选-磁选-重选多种组合工
以C5~9异羟肟酸铵为捕收剂，以碳酸钠、水玻璃、氟 硅酸钠为调整剂，处理REO为6.59%的白云鄂博矿原矿，获 得的稀土精矿品位为61.10%（REO），回收率为25.13%， 此外还获得低品位稀土精矿(REO=38.15%),回收率14.31%。 3.环烷基异羟肟酸的合成及应用 （1）环烷基异羟肟酸的合成 目前采用环烷酸“酰氯化”，再在弱碱性介质中与羟胺缩 合而成环烷基异羟肟酸的方法。
Na2 SiF6 2 Na SiF62
2 SiF62 SiF 2 F 4
SiF4 4 H 2O Si OH 4 4 HF Si OH 4 SiO2 2 H 2O
HF H F HF F HF 2
艺流程。
为了做好选矿过程的控制和技术管理，一般采用下 列技术指标来评价选矿效果：
（1）品位
产品或矿中某种成本的品位，是指某种成分在产品中或 矿中的质量含量百分数，通常原矿品位用符号α %表示，精 矿品位用符号β %表示，尾矿品位用符号γ %表示。 （2）回收率 某产品中某元素的质量对原矿中同一元素的质量百分比， 称为该产品中某元素的回收率，通常用符号ε %表示。
CnH2n-1CONHOH +1/2Na2SO4
反应配料比：酰氯：羟胺=1:1.4(摩尔比)的配料投入反应釜内， 用NaOH调节反应体系的pH值在8.5~9.5之间，加完料后，于 室温下搅拌0.5h，再升至40~45℃反应2h,然后二次升温至 50~55℃，反应0.5h，冷却静置，放出下层的水，上层既是 环烷基异羟肟酸。
基异羟肟酸类作稀土矿物捕收剂时，这些药剂本身就具有较 强起泡性，因此不需要添加起泡剂 。 随着新型稀土捕收剂H205和H894的应用，在稀土浮选 中，出现了几种新型起泡剂，如210号、J102和H103起泡剂。
这些起泡剂都是非离子型的表面活性剂，在气-固界面吸 附能力大，能使矿浆的表面张力大幅度降低，增大空气在矿浆
环烷酸酰氯的制备反应式如下： CnH2n-1COOH + 1/3 PCl3
NaOH
CnH2n-1COCl + 1/3H3PO3
反应配料比：环烷酸：PCl3=1:0.34(摩尔比) 环烷基异羟肟酸的合成反应式 CnH2n-1COCl + NH2OH
NaOH
CnH2n-1CONHONa + NaCl
CnH2n-1CONHONa +1/2H2SO4
我国白云鄂博铁-稀土矿的选矿工艺流程则是采用混合浮选重选-浮选联合流程；我国山东微山和四川冕宁两地的氟碳铈矿， 其主要伴生矿物为重晶石、长石、石英、方解石等，而且风化 严重，所以微山稀土矿采用脱泥浮选工艺，四川冕宁稀土矿采 用重选-浮选工艺流程，可以得到含REO60%的稀土精矿，并可 综合回收重晶石。 2、要求原矿进行细磨，加强磨矿分级控制或浮选前进行脱泥。 内生稀土矿床中的稀土矿物一般和其伴生矿物致密共生，嵌布 力度细小，要使稀土矿物达到单体解离，都要求将矿石进行细 末。 3、稀土矿物在采用脂肪酸及其皂类阴粒子捕收剂时，在强酸 或强碱介质中会受抑制，所以稀土浮选一般在弱酸或中等碱性 介质中进行。
异羟肟酸类捕收剂是稀土矿物浮选最常用的捕收剂，可分为烷 基异羟肟酸和芳香基以羟肟酸，其分子结构如下：
R
C
O
N
H
OH
AY
C
O
N
H
OH
烷基异羟肟酸
芳香基异羟肟酸
由于在它们的极性基团存在位置互相接近的氮和氧两种给电
子原子，这样的原子配合使得异羟肟酸对许多金属离子具有很强 的形成螯合物的作用活性，这种作用强度对不同的金属离子是不 同的，对碱土金属阳离子形成螯合物最弱，与稀土元素、钛、铌 等阳离子的螯合物则相当强，因此异羟肟酸（盐）对稀土矿物具 有良好的选择性捕收作用。
（二） 稀土矿物浮选药剂的分类
稀土浮选药剂的种类很多，根据药剂在浮选过程中的用途可 分为（1）捕收剂、（2）调整剂、（3）起泡剂 1.捕收剂 稀土矿物的捕收剂有：油酸类、磷酸或磷脂、烷基磺酸 类、羟肟酸类等。此外，还有氟碳铈矿捕收剂802号、804号 和H894。 在浮选过程中，稀土捕收剂在矿物表面的作用机理有 三种方式： 物理吸附：吸附力为范德华力或双电层静电力，捕收剂分 子与稀土矿物表面不发生键合作用，物理吸附基本上没有选择 性，易于解吸。
环烷基异羟肟酸在稀土选矿中的应用
以环烷基异羟肟酸铵为捕收剂，以碳酸钠作pH调整剂、 水玻璃作抑制剂、氟硅酸钠作为稀土活化剂，处理包钢选 矿厂重选稀土粗精矿，含REO为29.5%，经一次粗选和一次 精选可以获得的稀土品位为61.36%（REO），产率为 35.12%，，回收率73.93%的高品位稀土精矿，同时还获 得品位(REO=28.38%), 回收率18.42%，产率18.91%的稀 土次精矿。 三、稀土矿选矿概述 （一）内生稀土矿的选矿概况
异羟肟酸对稀土矿物的捕收作用主要表现为络合捕收作用（表 面化学反应），即极性基（亲固基）对稀土矿物的作用，也是 主要作用。但异羟肟酸分子的非极性基（疏水基）对异羟肟酸 分子浮选性能也有影响。 异羟肟酸分子的非极性基（疏水基）对异羟肟酸分子浮选性能 也有影响。包括以下方面： （1）非极性基团的结构影响着异羟肟酸分子的疏水性的大小， 也即影响着异羟肟酸分子对稀土矿物的捕收能力，一般来讲， 疏水性越大，其捕收能力越强。 （2）非极性基团由于范德华力的作用而互相吸引，当异羟肟酸 分子自矿物的表面解吸时，要克服非极性基的作用力。 （3）非极性基团通过诱导效应、共轭效应和空间效应等方式影 响着异羟肟酸分子极性基的性能，因此不同类型非极性基团所 构成的异羟肟酸，在起泡性、捕收能力、选择性、适应性等方 面均存在差异，这些差异的大小对稀土矿物捕收作用有影响。
（1）甲酯化反应
O O
R
C
OH
+ CH3OH
浓硫酸
R
C
OCH3 +H2O
式中R=C4~8的烷基 配料比：酸:醇=1：1.5(摩尔比)，外加总量5%的硫酸(浓度 98%)，作催化剂。 （2）C5~9异羟肟酸合成
O R O R C C H N ONa + 1/2H2SO4 R OCH3 + NH2OH
因此，氟硅酸钠在稀土浮选中，有以下离子存在： Na+,SiF62-,H+,F-,HF2-,同时还有SiF4,Si(OH)4,HF等离子存在， 这些离子和分子对石英、长石及其它硅酸盐矿物具有抑制作 用。
实际上，在稀土选矿过程中，氟硅酸盐的主要作用有三 方面，（1）清洗稀土矿物表面的氧化污染膜和粘附的矿泥 ， 以恢复矿物纯净表面；（2）抑制硅酸盐矿物；（3）增强稀 土矿物表面与捕收剂的作用活性。 硅酸盐矿物抑制剂:水玻璃 稀土矿物伴生的主要脉石矿物是硅酸盐矿物，因此抑制 硅酸盐矿物是有效分选稀土矿物的关键因素之一，水玻璃主 要对硅酸盐矿物有较强的抑制作用。同时对铁矿物、稀土矿 物也有抑制作用，但稀土矿物在中等碱性介质(pH=8.5~9.5) 中可浮性最高，而其它许多矿物在此介质中可浮性较差，从 而有效地分选出稀土矿物。
二、稀土矿物浮选药剂 浮选法是选矿工艺中常用的方法，浮选药剂是浮选法 能否成功的关键。稀土矿物浮选药剂的研究和应用对稀土 选矿乃至整个稀土工业的发展起着极其重要的作用。
稀土矿物浮选药剂的研制和应用最重要的是捕收剂、抑制 剂、活化剂、起泡剂以及pH调整剂等，应根据不同矿石矿物组 成及捕收剂的需要选择，适当组合，以保证捕收剂的作用达到 最佳，稀土矿物捕收剂的研究及应用可分为三个阶段： 第一阶段是油酸类浮选剂时期 主要是美国应用油酸浮选芒廷帕斯氟碳铈矿，我国山东微 山稀土矿，也用米糠油酸选别稀土矿。 油酸是抑制脂肪酸类捕收剂，其特点是在一定浮选条件下，
2.调整剂
在稀土矿物的选矿中，由于矿石种矿物组成复杂，单独
使用稀土矿物捕收剂往往不能达到有效地分选稀土矿物的目的。
因此，经常需要添加各种调整剂，这些调整剂包括：稀土矿物 活化剂、非稀土矿物抑制剂和 pH 值调整剂。在稀土矿物浮选 工艺中，常用的稀土矿选矿调整剂主要有： 稀土矿物活化剂：氟硅酸盐 稀土浮选的最佳 pH 为 8.5~9.5 。在此介质中，氟硅酸盐 按下式离解：
内生稀土矿床中的稀土矿物，一般都和含重晶石、方解 石、萤石、磷灰石、硅酸盐矿物等非硫化矿物共生。在这些共 生矿物中，有些矿物浮游性较好，如重晶石、方解石、萤石等， 有的矿物密度较大，如稀土矿物、铁矿物等，有的磁性较强， 如铁矿石、含铁硅酸盐矿物、稀土矿物等，稀土矿物性脆，在 矿石中嵌布粒度不均等因素，形成了该类稀土矿的选矿工艺有 如下特点： 通常采用浮选流程有重选-浮选、浮选-重选-浮选、磁选-浮 选等由多种选矿方法组合的联合流程。例如美国的芒廷帕斯重 晶石-氟碳铈矿采用二段磨矿-加热搅拌的热浮选工艺。该工艺要 求严格控制浮选矿浆的pH值为8.8和浮选剂用量，经一次粗选， 四次精选，可得REO为60~63%的稀土精矿，浮选回收率 65~70%。