甘肃铷矿选矿试验报告

1. 前言

为了查清甘肃省铌钽铷多金属矿稀有金属矿矿石性质，确定矿石中可利用矿物的回收利用水平及可利用程度，委托针对其提供的矿石样品中的铷、锂、钽铌开展工艺矿物学研究及选冶试验研究，通过试验研究，提出有指导意义的技术方案，为综合评价该类资源提供依据。

试验代表性矿样采自天水市铷矿，负责采取，矿样分6个点，总计约380kg。对分点矿样进行破碎、分析化验后，依据合同要求，并在双方协商基础上，各分点矿样按照1:1:1:1:1:1比例配制成试验综合样，试验综合样中主要元素品位分析结果为：Rb2O：0.140%；Li2O：0.041%；Ta2O5+Nb2O5：(29.6+104)g/t；K2O：3.66%；Na2O：4.99%；Al2O3：12.71%；SiO2：73.83%。

试验研究首先开展了试验综合样工艺矿物学研究，查明了矿石中矿物组成、结构构造、嵌布关系等。研究结果表明：原矿主要矿物为云母、钾长石、斜长石和石英，含量分别约为5%、35%、30%、30%；长石、石英粒径普遍比较粗，黑云母粒径范围比较宽，粗细悬殊；矿石中还含有微量锰铌铁矿，分布较为分散，粒径粗细不等，比重、硬度均较大；铷主要赋存在长石和云母中，钾长石中占66.8%，黑云母中占30.7%，钠长石中占2.5%，锂赋存在黑云母中，铌、钽赋存在锰铌铁矿中。

在原矿工艺矿物学研究基础上，通过详细探索试验和条件试验，最终确定了适宜该矿石的选矿工艺，具体为：原矿磨至50%-200目脱泥(-20μm)后，进行云母浮选，经一粗、一扫所得粗精矿再磨至85%-200目后经两次精选获得云母精矿；云母扫选尾矿经一粗、一扫、一精获得长石浮选精矿；长石扫选尾矿即为石英浮选精矿；长石和石英浮选精矿分别经过一次磁选除杂获得合格的长石和石英精矿。整个工艺流程中，泥和磁性杂质合成尾矿抛弃处理，长石精矿和云母精矿作为冶金后续提铷锂原料，石英精矿可直接作为合格的产品销售。浮选采用的药剂有硫酸、氢氟酸、十二胺三种。最终试验获得的云母、长石和石英产品纯度分别为90.7%，93.4%，97.0%，金属铷主要富集在云母精矿和长石精矿中，锂主要富集在云母精矿中。

采用该选矿工艺，金属铷和锂得到了较好富集，云母精矿中铷富集比为5.79，长石精矿中铷富集比为1.16，云母和长石产品中铷总回收率为87.88%，；锂主要富集在云母精矿中，富集比为约23.17，回收率为77.56%。

在完成以富集铷为主要目的，产出合格云母精矿、长石精矿、石英精矿选矿工艺流程试

验研究后，为了探索钽铌矿物综合回收可行性，进行了钽铌矿物综合回收探索试验研究。试验结果表明，采用高梯度磁选+二段摇床重选的联合工艺回收钽铌能得到钽铌品位8.41%、回收率31.09%的钽铌精矿。

为实现对选矿精矿中铷的提取回收，研究以含铷长石和黑云母精矿为对象，进行了提取冶金实验研究，结果表明：含铷长石和黑云母精矿为结晶程度良好的钾长石、钠长石、黑云母矿物，采用CaCl2为焙烧添加剂，在一定条件下可发生钙与钠钾的铝硅酸盐同晶置换，使铷形成可溶与水的碱金属氯盐；CaCl2添加量、焙烧温度、焙烧时间对铝硅酸钙和氯化铷形成具有重要影响，在950℃、焙烧时间1—1.5h、CaCl2用量为精矿量100%情况下可有效实现长石、黑云母中95%以上铷形成可溶性铷，浸出渣中铷的含量可低至0.0027%，铷在焙烧浸出过程中的回收率可以达到98%以上；

采用1.5mol/L t—BAMBP萃取剂浓度，相比O:A=1:1，时间2min，温度40℃，经过3

级逆流萃取，萃余液中的Rb2O浓度从427.10mg/L降低到22.78mg/L，萃取率达到94.67%；同时K、Na萃取率分别为33.52%和8.59%，实现了铷与钾、钠分离；载铷有机相采用3级稀氢氧化钠溶液逆流洗涤，能够洗涤掉负载有机相中钾的98.95%和钠的95.70%，而铷仅洗涤出来13.82%；洗涤提纯后载铷有机相，采用盐酸溶液反萃，经过1级即能很容易将其中铷反萃出来，反萃相比几乎不影响铷反萃率。

黑云母浸出液中锂离子，采用碳酸盐沉淀沉淀；除钙渣经过硫酸浸出，浸出液采用冠醚类萃取剂14C4分离回收钾，萃取条件为：萃取剂浓度为0.5mol/L，氯仿作为稀释剂，萃取pH=10.0-11.0，萃取时间为4min，萃取温度40℃，萃取相比1:1，锂三级萃取率可以达到98.21%，整个黑云母处理过程中，锂回收率为62.62%。

采用推荐的选冶联合流程，Rb2O选冶综合回收率为88.78%(选矿回收率)×87.82%(冶金回收率)=77.16%。Li2O金属的选冶综合回收率为77.56%(选矿回收率)×62.62%（冶金回收率）=48.56%，产品氯化锂含量大于97.6%，产品氯化铷的含量为98.2%。

2. 工艺矿物学研究

2.1 矿石一般性质

矿石大部分为肉红色，少量灰白色中细粒花岗岩，部分矿石表面已经不同程度的风化。

2.2 矿石物理性质测定

经测定，-12mm矿石堆比重为1.7、摩擦角为38.25°、堆积角为30.96°，原矿真比重为2.71。

2.3 原矿化学性质

2.3.1 原矿光谱分析

为了查明原矿中所含元素种类，对原矿进行了光谱分析，结果见表2.1。

表2.1 原矿光谱分析结果

元素含量(%) 元素含量(%)

O 43.85 Zn 0.048

Si 27.32 Pb 0.017

Al 4.85 Ti 0.016

K 2.68 Zr 0.008

Na 2.61 Nb 0.007

Fe 1.07 Cl 0.005

Ca 0.350 Y 0.003

Rb 0.083 P 0.002

S 0.058 Ni 0.002

Mn 0.052 Ga 0.002

Mg 0.051 F 0.17

2.3.2 原矿多元素分析

原矿多元素分析结果见表2.2。

表2.2 原矿化学多元素分析结果