選礦技術
內蒙古白云鄂博礦
白云鄂博礦是世界矚目的鐵、稀土、鈮、螢石、鈧等多金屬共生的超大型礦床，礦產資源綜合利用前景非常廣闊。本成果針對白云鄂博礦產資源特點，分析稀土、鐵、鈮、螢石礦物磁性差異、密度差異以及可浮性差異，綜合運用磁選、重選、浮選三種選礦方法進行流程試驗，獨創性提出綜合回收工藝流程，該流程對之前研究中的問題做了很大改進，改善了混合泡沫選稀土時殘留的脂肪酸類捕收劑很難脫除，造成難以得到高品位稀土精礦；選鐵、選鈮粒度粗造成沉槽及鐵、鈮品位很難提高；鈮入選品位低選鈮作業不穩定等問題，同時通過開發新型選礦藥劑，確定合理的藥劑制度，最終實現從氧化礦稀選尾礦中回收稀土、鐵、硫、螢石、鈮、鈧富集物六種產品，實現了白云鄂博礦產資源的綜合回收。
關鍵技術為白云鄂博尾礦綜合利用工藝流程，該選礦流程具有自主知識產權，可實現白云鄂博礦稀土、螢石、鐵、硫、鈮、鈧資源綜合回收利用，所用設備集合球磨機、浮選機、強磁機以及搖床等主要選礦設備。技術具體包括以下幾個方面：
（1）將混合浮選泡沫選稀土改為優先選稀土，避免混合泡沫選稀土脫藥問題，保證稀土浮選作業穩定性。
（2）加入重選選礦方法。重選方法將鐵、鈮進行富集，提高鈮入選品位，保證鈮浮選作業效率，同時拋掉55%尾礦，減輕鈮浮選作業負擔。
（3）改進鈮浮選作業流程，提高鈮浮選入選品位，生產出含Nb2O55.7510%，回收率40.26%的鈮精礦。
（4）螢石浮選抑制劑SY-1#改進為SY-3#，藥劑組合改為SHS SY-3# YSN，使選螢石藥劑成本降低了近1/3，螢石精礦指標進一步提高，CaF2品位95.62%、回收率52.44%。
白云鄂博選稀土尾礦經過磨礦至-200目大于95%，優先選稀土，稀土作業為一粗兩精作業，得到稀土精礦。稀土尾礦進行一粗兩精混合浮選，混合沉砂進行一粗兩精一步脫硫浮選，一步脫硫尾礦進行強磁選分選，強磁選采用磁場強度8000Oe，強磁精礦進行一粗兩精一步正浮選鐵，強磁尾礦與一步選鐵尾礦共同進行搖床重選分選，重選精礦進入一粗兩精二步脫硫浮選，一步以及二步脫硫浮選精礦為綜合硫精礦，二步脫硫尾礦進行一粗兩精二步選鐵浮選，一步以及二步選鐵精礦為綜合鐵精礦。二步選鐵尾礦進入一粗三精鈮浮選得到鈮精礦，強磁尾礦富集鈧，混合浮選泡沫經過磨礦至-500目75%，進入一粗七精螢石浮選作業，得到螢石精礦。該工藝流程實現了白云鄂博礦產資源中稀土、鐵、硫、螢石、鈮、鈧富集物等六種產品的綜合回收。
獨創性開發出優先選稀土-混合浮選-沉砂一次脫硫-強磁選-強磁精礦一步正浮選鐵-重選（強磁尾礦 一步選鐵尾礦）-重選精礦二次脫硫-二步選鐵-鈮浮選-強磁富集鈧-混合泡沫選螢石的工藝方案。
該流程對之前流程主要進行了以下創新：將混合浮選泡沫選稀土改為優先選稀土，避免混合泡沫選稀土脫藥問題，保證稀土浮選作業穩定性；加入重選選礦方法。重選方法將鐵、鈮進行富集，提高鈮入選品位，保證鈮浮選作業效率，同時拋掉55%尾礦，減輕鈮浮選作業負擔；改進鈮浮選作業流程，提高鈮浮選入選品位，生產出含Nb2O55.7510%，回收率40.26%的鈮精礦；螢石浮選抑制劑SY-1#改進為SY-3#，藥劑組合改為SHS SY-3# YSN，使選螢石藥劑成本降低了近1/3，螢石精礦指標進一步提高，CaF2品位95.62%、回收率52.44%。通過試驗研究，實現中國白云鄂博礦稀土、螢石、鐵、硫、鈮、鈧資源綜合回收利用。
給礦經稀土浮選得到REO50.49%、作業回收率54.93%的稀土精礦；螢石浮選得到 CaF295.62%、作業回收率58.78%的螢石精礦；經一步選鐵得到TFe品位65.50%、作業回收率66.40%，含Nb2O50.12%的鐵精礦；重選得到TFe品位37.40%、作業回收率85.79%，Nb2O5品位0.69%、作業回收率80.65%的重選精礦；重選精礦經二步脫硫-二步選鐵得到TFe品位62.58%、作業回收率66.47 %，含Nb2O5品位0.2836%的鐵精礦；經過鈮浮選得到Nb2O5品位5.751%、作業回收率86.97%，含TFe品位43.50%的鈮精礦。
國外沒有相同的對白云鄂博尾礦資源綜合利用的研究。國內的科研院所對白云鄂博共生礦資源綜合利用進行過研究，不同時期有不同的研究方向。
1986-1991年期間國內研究院開發了弱磁-強磁-浮選工藝流程，該流程主要對鐵、稀土、鈮礦物的回收方法進行了研究。工藝流程進行了工業分流試驗，按弱磁-強磁-浮選工藝進行試驗。試驗結果如下：原礦石含TFe 33%-35%、REO 5.5%;鐵精礦含TFe 60%-61%，收率79%-80%，稀土精礦含REO>60%，收率18.81%;稀土次精礦含REO 39.91%，回收率16.7%。在第一次工業分流試驗回收鐵、稀土成功的基礎上，在包鋼選礦廠二系列進行了弱磁-強磁-浮選工藝流程綜合回收鐵、稀土、鈮的工業分流試驗。主東礦中貧氧化礦，在磨礦粒度-200目92.93%條件下，采用弱磁-強磁-浮選工藝流程，原礦含TFe 32.16%、REO 4.69%、Nb2O50.0996%，得到含TFe64.55%的鐵精礦，TFe回收率為71.44%以及REO品位46.66%、回收率31.54%的稀土精礦和含Nb2O50.82%、TFe 42.52%、Nb2O5收率15.89%的富鈮鐵精礦。根據第一次工業分流的試驗結果，1990年按此工藝改建了包鋼選礦廠第一、第三兩個系列，4月開始進行工業試生產，經過一年試生產的結果為原礦石含TFe 31.5%、REO 5.2%；鐵精礦含TFe 60.38%，回收率73.43%；稀土精礦含REO 52.61%-61.26%，回收率5.54%；稀土次精礦含REO 34.48%，回收率1.86%。
1994年，國內研究院進行強磁中礦選稀土選鈮工業分流試驗，在入選原料Nb2O50.187%時，獲得鈮精礦Nb2O5品位1.668%，回收率40.14%的指標，但由于工藝藥劑較復雜，鈮精礦品位低，該項研究成果一直處于實驗室研究階段，未能實現工業化。
1999年國內研究院采用以浮選為主的聯合流程從包鋼強磁尾礦中綜合回收稀土和鈮。該流程中先用浮選方法，以S1和H205為組合捕收劑，選出稀土精礦。再采用浮-磁-重聯合流程，從浮稀土的尾礦中選出鈮。在強磁尾礦含REO 8.5%、Nb2O50.125%的情況下，采用該工藝獲得稀土精礦含REO 36.70%、回收率57.34%；鈮精礦1含Nb2O51.66%、鈮精礦2含Nb2O50.59%；鈮總回收率35.58%。
1978-1986年期間國內研究院研發了反浮選-選擇性絮凝脫泥選鐵新工藝進行鐵、稀土、螢石的回收試驗。該工藝流程由三部分組成：選出稀土和螢石的混合浮選，選稀土和螢石的尾礦(鐵礦)再磨和選擇性絮凝脫泥，稀土和螢石的分選。使用該工藝流程進行了日處理量為30噸的半工業試驗，得到如下試驗指標：鐵精礦：品位：62.83%、收率：82.44%；高品位稀土精礦：品位：61.10%、收率：25.13%；稀土次精礦：品位：38.15%、收率：14.31%；稀土總收率：39.44%；螢石產品品位：含CaF2：90.22%、收率：11.10%。但是該流程在進行工業試驗時，由于流程中幾個主環節的技術條件要求較高(如95%-400目磨礦，脫泥作業需要新黃河水；鐵精礦粒度太細-25μm占70.59%，過濾困難，水分太高；稀土分離浮選因脫藥效果不佳，難以得到高品位稀土精礦)，工業生產上難以實現，不能正常穩定生產。
1981-1989年期間西德卡哈德公司(KHD)和我院合作開展了包頭礦選礦最佳化研究，主要對磁鐵礦、螢石、赤鐵礦、稀土礦物和鈮礦物的回收方法進行了研究。全流程采用優先聯合選礦工藝，階段磨礦階段選別。按有用礦物可選性的特點，依次選出磁鐵礦、螢石、赤鐵礦、稀土礦物和鈮礦物，最終棄尾。用弱磁選回收磁性鐵，用正浮選回收螢石，用強磁-正浮選法回收赤鐵礦，用正浮選-重選法回收稀土礦物，用酸法回收鈮。小型試驗指標：原礦含TFe 30.87%，F 9.65%，P 0.96%，鐵精礦含TFe 65.90%、F 0.3473%、P 0.069%、K2O Na2O 0.425%，鐵回收率74.10%，稀土精礦含REO 68.18%，回收率19.65%；螢石精礦含CaF285.99%，回收率16.61%。該流程磨礦粒度過細(-400目占95%以上)，磨礦和選別段數太多比較復雜。
該項目科研成果與國內同類技術相比具有如下技術優勢：
（1）與反浮選-選擇性絮凝脫泥選鐵工藝相比，螢石品位要高，同時該研究成果除了鐵、稀土、螢石外還進行了硫、鈮和鈧元素的回收，另外反浮選-選擇性絮凝脫泥選鐵工藝有幾個主環節的技術條件要求較高(如95%-400目磨礦，脫泥作業需要新水；鐵精礦粒度太細-25μm占70.59%，過濾困難，水分太高)，工業生產上難以實現，不能正常穩定生產，導致該工藝工業化較為困難，而本研究成果對于技術條件要求較低，易于實現工業化。
（2）與包鋼礦山研究所在八十年代研究的優先聯合選礦工藝相比，優先聯合選礦工藝流程磨礦粒度過細(-400目占95%以上)，磨礦和選別段數太多比較復雜，而該研究成果的流程則較為簡單。
（3）與弱磁-強磁-浮選工藝相比，該研究成果對稀土、螢石、鐵、硫、鈮和鈧元素進行了綜合回收，而弱磁-強磁-浮選工藝只考慮了稀土、鈮和鐵的回收，使得螢石、鈮、鈧、硫等礦物流失于尾礦中。
（4）與包鋼于1991年和國內研究所合作項目相比，選出的螢石精礦品位相近，CaF2品位均為95%，但該研究成果的回收率可達40%以上。
（5）該項目其它方面的優勢還有：回收的鈮精礦中Nb2O5品位可達5%，Nb2O5回收率40%以上；該項目加入了重選，大大減少了鈮浮選入選礦量，提高了鈮入選品位，為選出高品位鈮精礦打下了基礎；在重選后加入了二次脫硫、二次選鐵，減少了硫和鐵對選鈮的干擾，提高了選鈮的給礦品位。
本研究成果應用于包鋼寶山礦業公司。2012年9月，基于本研究成果工藝流程、小型試驗以及工業試驗數據，經國土資源部、財政部確立的40個首批礦產資源綜合利用示范基地——內蒙古白云鄂博稀土、鐵及鈮礦資源綜合利用示范基地籌建，經過3年建設，2015年9月正式開始通水試車，2015年10月進行生產調試。截止目前，全流程已經打通，取得成果有：選鐵生產線可年產167萬噸TFe品位64%以上的合格鐵精礦；稀土生產線可年產REO50%以上稀土精礦18萬噸；混合浮選作業可得浮選精泡、混合沉砂分析CaF2品位為50%、3%，達到流程要求；重選作業調試期間最優結果為重選精礦Nb2O5品位0.59%TFe品位42.2%的優良結果，但因為作業不穩定，還需要繼續調整；硫浮選作業已達到設計要求，且現已生產出2000噸S品位30%硫精礦；螢石浮選作業已獲得CaF289.76%的螢石浮選精礦，且生產出3000噸CaF2品位80-90%螢石精礦，但該螢石浮選作業仍需繼續調試；鈮浮選受循環水影響較大，仍需進行循環水改造，待改造結束后，進行調試。由于白云鄂博礦石性質逐漸由氧化礦向磁礦性質改變，含硫含鐵量降低，原流程中鐵浮選作業與硫浮選作業會根據原礦性質改變取消。本研究成果的應用，奠定了白云鄂博資源綜合利用產業建設的基礎。
白云鄂博礦是世界矚目的鐵、稀土、鈮、螢石、鈧等多金屬共生的超大型礦床。礦區共發現有71種元素，170余種礦物，可供綜合利用的有用礦物多達26種，資源綜合利用前景非常廣闊。長期以來，除鐵、稀土外，其它資源一直未能回收利用，造成資源的極大浪費。研究成果應用在內蒙白云鄂博稀土、鐵及鈮礦資源綜合利用示范基地，可實現鐵、稀土、螢石、鈮等有用礦物的綜合回收，最大限度利用白云鄂博礦產資源，提升資源利用效率。把白云鄂博礦中的螢石資源綜合回收變廢為寶，不僅有利于白云鄂博資源加工行業的氟環境污染治理，減少長期以來氟污染對人民群眾身體造成的傷害，也有利于國家對單一螢石礦產資源的保護，更有利于氟化工行業的持續健康發展。同時氟、硫資源的回收，極大減少了硫對環境的污染，保護生態環境。尾礦減量排放以及干堆存放措施，減少了大量占地，社會意義十分巨大。
采用該流程生產線，生產出Nb2O5品位5%的鈮精礦，可用于生產更加高附加值的鈮鐵合金，強磁尾礦中的鈧富集物可以通過濕法提取高純氧化鈧，高純氧化鈧在市場上有很大需求且價格昂貴，稀土作業REO品位50%以上的稀土產品，選鐵作業生產TFe品位大于64%的鐵精礦產品，都是具有高附加值的產品，會為企業帶來巨大經濟效益，推動經濟發展。
發明專利：一種從稀土尾礦中綜合回收利用多種礦產資源的選礦工藝（專利號：ZL201410319762.8）
來源：中國冶金礦山企業協會
