一种从碱性岩型稀有稀土矿中分离富集锆矿物的方法与流程

本发明涉及矿物学，尤其涉及一种从碱性岩型稀有稀土矿中分离富集锆矿物的方法。

背景技术：

1、赋存在碱性岩体(例如碱性花岗岩和伟晶岩、碱性岩、碱性正长岩、火成碳酸岩等)中的稀土资源均属于碱性岩型矿床。据估算，全球大部分稀土资源来自于碱性岩型矿床中。碱性岩型矿床不仅蕴含了丰富的稀土资源，而且经常伴生有大量的战略性稀有元素(zr、nb、ta、u、th和be等)，是一种重要的稀有稀土矿床，具有重要的经济价值和战略价值。碱性岩体通常富含挥发分(f、cl、h2o和co2)，对高场强元素具有很强的络合、富集能力，是这类岩体能够成矿的重要原因，但这也导致了碱性岩型稀有稀土矿中有价元素多、矿物组成复杂、嵌布关系多样等特征。碱性岩型稀有稀土矿中常见的有用矿物包括稀土矿物(氟碳铈矿、独居石、兴安石、褐钇铌矿等)、铌矿物(铌铁矿、烧绿石等)、锆矿物(锆石等)、铀矿物(铌钛铀矿、晶质铀矿等)等；脉石矿物包括石英、钠铁闪石、霓石、钠长石、正长石等。

2、锆石作为碱性岩型稀有稀土矿中常见的矿石矿物，是zr、u等稀有元素的重要载体矿物，但是目前锆石分离富集存在两点难题。一方面，由于该类矿床成矿系统内高场强元素多而杂，导致锆石中常含有y、fe、ce等元素，提高了锆石的经济价值的同时也提高了锆石的磁性和可浮性，加大了锆石分离富集的难度。另一方面，碱性岩型矿床中常存在多种矿物与锆石密切连生，且嵌布粒度细小，矿物分选富集的前提是通过细磨实现单体解离，但是过度细磨导致矿石泥化又不利于有效回收锆石。

3、目前碱性岩型稀有稀土矿中锆石的分离富集工艺报道较少，高玉德等(高玉德,韩兆元,王国生.朝鲜某复杂难选钽铌锆矿选矿试验研究[j].金属矿山,2012(7):91-94.)曾通过浮选工艺获得了钽铌锆混合精矿，锆石品位仅24.95％，达不到工业品级。现有的锆石分选工艺主要围绕海滨砂矿、含锆多金属矿开展，由于矿石中矿物组成差异较大，对碱性岩型稀有稀土矿中锆石的借鉴意义有限。目前来看，海滨砂矿、含锆多金属矿中锆石分选工艺包括：(1)重选工艺，是锆石选矿的主流工艺之一，利用锆石比重大的特点，在重选精矿中回收锆石，该工艺对细粒级矿物回收效果差；(2)磁选工艺，常与重选、浮选工艺联合使用(曹永丹,刘云龙,邓忠诚,等.低品位锆英石矿除杂提质试验研究[j].内蒙古科技大学学报,2022,41(1):2-26.)，锆石在非磁性产品(磁选尾矿)中初步富集；(3)浮选工艺，常与重选、磁选工艺联用，是获得高品位锆石精矿的方法，但是需要在酸性条件下进行(黄开飞.复杂矿石的高效浮选技术[j].国外选矿快报,1997(9):19-23.)，对设备要求高，且需要加温浮选，成本较大。

4、由于碱性岩型稀有稀土矿中锆石特殊的物理性质和化学性质，其与部分稀土矿物、铌矿物的间重选、磁选分离效果差，存在锆石回收率低、品位低等问题。目前亟需开发一种从碱性岩型稀有稀土矿中分离富集锆矿物的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种从碱性岩型稀有稀土矿中分离富集锆矿物的方法，能够实现锆石的精准、高效回收。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种从碱性岩型稀有稀土矿中分离富集锆矿物的方法，包括以下步骤：

4、将碱性岩型稀有稀土矿依次进行破碎和细磨，得到矿粉，所述矿粉中-200目颗粒的质量占比为85～95％；

5、将所述矿粉与水混合，得到第一矿浆；向所述第一矿浆中加入碳酸氢铵，搅拌，然后加入硅酸钠，搅拌，接着加入捕收剂a溶液和煤油，继续搅拌，充气浮选，得到稀土铌混合精矿和浮选尾矿；

6、将所述浮选尾矿调配成第二矿浆；对所述第二矿浆进行摇床重选，得到摇床重选精矿和摇床重选尾矿；

7、将所述摇床重选尾矿调配成第三矿浆；将所述第三矿浆进行超导强磁选，得到磁性产品和非磁性产品；

8、将所述摇床重选精矿和磁性产品合并，调配成第四矿浆；将所述第四矿浆进行超细磨矿，得到第五矿浆；所述第五矿浆中-400目矿石颗粒的质量占比为85～95％；

9、向所述第五矿浆中加入苛性淀粉，搅拌，继续加入捕收剂b溶液和捕收剂c溶液，充气进行微泡浮选粗选，得到锆石粗选精矿和锆石粗选尾矿；

10、将所述锆石粗选精矿倒入浮选机，充微纳米气泡进行微泡浮选精选，得到精选锆石精矿和精选尾矿；所述精选尾矿返回浮选粗选；

11、将所述锆石粗选尾矿进行离心重选，得到离心重选精矿和离心重选尾矿；

12、将所述离心重选精矿、精选锆石精矿合并，得到最终的锆石精矿；

13、所述捕收剂a溶液的制备方法包括以下步骤：将精制妥尔油、邻苯二甲酸和对叔丁基苯甲羟肟酸按质量比1:(1～2):1的比例混合得到捕收剂a；将所述捕收剂a和0.5～5wt％的naoh溶液混合进行皂化，得到捕收剂a溶液，所述捕收剂a溶液的质量分数为1～6％；

14、所述捕收剂b溶液的制备方法包括以下步骤：将2-乙基己基磷酸酯、椰子油脂肪酸按质量比(1～3):1的比例混合得到捕收剂b；将所述捕收剂b和0.5～5wt％的naoh溶液混合进行皂化，得到捕收剂b溶液，所述捕收剂b溶液的质量分数为1～6％；

15、所述捕收剂c溶液的制备方法包括以下步骤：将偶氮胂iii、双(2,4,4-三甲基戊基)膦酸)按质量比1:(2～4)的比例混合实现药剂组装，得到捕收剂c；将所述捕收剂c和0.5～5wt％的naoh溶液混合进行皂化，得到捕收剂c溶液，所述捕收剂c溶液的质量分数为1～6％。

16、优选的，所述第一矿浆的质量浓度为15～55％，温度为10～40℃。

17、优选的，所述碳酸氢铵的加入量为500～1000g/t；所述硅酸钠的加入量为1500～2500g/t；所述捕收剂a溶液的加入量以捕收剂a的量计，为500～800g/t；所述煤油的加入量为100～300g/t。

18、优选的，所述第二矿浆的质量浓度为15～30％；所述摇床重选时摇床倾角为2～10°。

19、优选的，所述第三矿浆的质量浓度为10～20％。

20、优选的，所述超导强磁选的背景磁感应强度为4～5t。

21、优选的，所述第四矿浆的质量浓度为40～60％。

22、优选的，所述苛性淀粉的加入量为400～600g/t；所述捕收剂b溶液的加入量以捕收剂b的量计，为2000～4000g/t；所述捕收剂c溶液的加入量以捕收剂c的量计，为1000g/t。

23、优选的，所述离心重选的条件包括：离心选矿机转速为90～120g、冲洗水压力为50～70kpa。

24、优选的，所述微泡浮选精选时添加苛性淀粉0～400g/t。

25、本发明针对碱性岩型稀有稀土矿中锆石分离富集面临的锆石可选性与其他矿物相似、难以兼顾细磨解离与高效回收等两方面问题，基于部分锆石具有弱磁性的特点，结合矿石中主要矿物组成、嵌布特征和矿物性质差异，以获得高品位高回收率的锆石精矿为出发点，发明了一种适用于该类矿石中锆石高效富集的方法，通过优先浮选稀土和铌矿物，从稀土铌浮选尾矿中回收锆石；采用“超导强磁选+摇床重选”方法将弱磁性锆石、非磁性锆石初步富集；通过“超细磨矿-微泡浮选-离心重选”的方法，运用药剂复配、组装、皂化得到效果良好的锆石捕收剂，最终分步富集得到高品位的锆石精矿，实现锆石的精准、高效回收。锆石精矿中zro2品位55.63％，回收率为60.82％，本发明克服了碱性岩型稀有稀土矿复杂矿物体系下(弱磁性)锆石回收率低、微细粒锆石解离与回收的技术难题，为该类矿床中锆石的高效富集和经济利用奠定基础。