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江西宜春鉭鈮礦選礦測(cè)試、五氧化二鉭鈮檢測(cè)江西宜春鉭鈮礦選礦測(cè)試、五氧化二鉭鈮檢測(cè) 一、鉭、鈮及其應(yīng)用 （一）鉭和鈮 鉭，稀有金屬，在元素周期表中位于第6周期第5類副族，元素符號(hào)Ta，原子序數(shù)73，原子量180.95，電子結(jié)構(gòu)為2，8，18，32，11，2，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去最外層2個(gè)電子和次外層3個(gè)電子，次外層剩下8個(gè)電子而成為一種比較穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)，故通常顯＋5價(jià)。鉭金屬密度16600kg／m3，熔點(diǎn)3000℃。 鈮，稀有金屬，在元素周期表中位于第5周期第5類副族，元素符號(hào)Nb，原子序數(shù)41，原子量92.91，電子結(jié)構(gòu)為2，8，18，11，2，在化學(xué)反應(yīng)中也容易失去最外層2個(gè)電子和次外層3個(gè)電子，次外層剩下8個(gè)電子而成為一種比較穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)，故通常也顯＋5價(jià)。鈮金屬密度8600kg／m3，熔點(diǎn)2415℃。 鉭、鈮同族，電子結(jié)構(gòu)相似，物理化學(xué)性質(zhì)接近，在自然界中總是共生。 （二）鉭、鈮的用途 鉭的主要用途是作電容器。鉭電容器具有容量高、體積小、穩(wěn)定性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在電子工業(yè)、航空工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，特別是大量地用于雷達(dá)、導(dǎo)彈、超音速飛機(jī)、電子計(jì)算機(jī)和移動(dòng)電話的電子線路中。 除此以外，因?yàn)殂g具有良好的導(dǎo)熱性，化學(xué)工業(yè)中常用鉭作加熱器、熱交換器、濃縮器、冷凝器或反應(yīng)器中的各種槽、塔、管道、閥門等。又因?yàn)殂g耐腐蝕，對(duì)人體無刺激，醫(yī)療方面可用鉭板、鉭片修補(bǔ)骨頭，用鉭條接骨，用鉭絲縫血管和神經(jīng)。將微量鉭粉噴入某些腫瘤病灶處，還可以用來進(jìn)行X射線檢查，以觀察病情的變化。 鈮因?yàn)槿埸c(diǎn)高而密度比鉭小一倍，在宇宙航行和航空工業(yè)中用途更廣泛，如用作火箭推進(jìn)器的姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)部件，用作飛機(jī)燃?xì)鉁u輪的葉片、燃燒室和火焰穩(wěn)定器等。在碳鋼、不銹鋼及合金鋼中用鈮作添加劑，可大大提高鋼的強(qiáng)度和耐腐蝕性。 鉭和鈮的碳化物還用作超硬的切削工具，不僅耐熱抗震，而且摩擦系數(shù)小。 二、鉭鈮礦 在成礦地質(zhì)作用中，鉭、鈮呈浸染狀產(chǎn)出，大多賦存于花崗巖或偉晶花崗巖中。有的相對(duì)于圍巖而言富集成鉭鈮礦脈，有的則不均勻地分散于整個(gè)礦體中。 主要鉭鈮礦物是鉭鐵礦和鈮鐵礦。此外還有含鉭錫石，細(xì)晶石，鉭鈮錳礦，黃釔鉭礦等。鉭鈮礦性脆易碎，嵌布粒度一般比較細(xì)。鉭鈮礦礦石中的鉭鈮金屬氧化物含量即原礦品位高低不等，高者如巴西阿拉克薩（Araxa）鈮選礦廠，原礦品位為2.5%～3.0%，加拿大伯尼克湖（Bemic Lake）鉭選礦廠，原礦品位為0.3%；低者如廣東派潭（礦砂）選礦廠，原礦品位僅0.0083%，大多數(shù)鉭鈮礦的原礦品位在萬(wàn)分之幾如福建南平礦為0.06%，江西宜春礦為0.027%。新疆可可托海礦為0.025%，廣西栗木礦為0.02%，多數(shù)鉭鈮選礦廠的選礦回收率介于40%～70%之間。 三、鉭鈮選礦理論與實(shí)踐 （一）選礦方法 1、確定選礦方法的原則和依據(jù) 確定選礦方法的原則，一是采用該選礦方法時(shí)礦石的可選性，二是采用該選礦方法的經(jīng)濟(jì)性。換言之，原則上必須采用可選性好而又能獲得最大經(jīng)濟(jì)效益的選礦方法。 選礦方法多種多樣，其中最常用的三大主要選礦方法是重力選礦、浮游選礦和電磁選礦。因?yàn)橹剡x一般比較簡(jiǎn)單，成本往往低于其他選礦方法，所以在確定選礦方法時(shí)，只要礦石的重選可選性好，總是首先考慮重選方案。當(dāng)?shù)V石的重選可選性差，即采用重選很難獲得理想的選別指標(biāo)時(shí)，才會(huì)不得已而求其次，考慮采用其他選礦方法。 確定選礦方法的依據(jù)主要是原礦性質(zhì)，其中包括礦石中各種礦物的密度，硬度，有用礦物的嵌布粒度和賦存狀態(tài)，各種礦物的表面物理化學(xué)性質(zhì)和電磁性，礦物組成的復(fù)雜程度等。同類型礦山的選礦實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，業(yè)內(nèi)同行對(duì)鉭鈮選礦的研究結(jié)果，無疑也可資借鑒。 2、選礦方法的確定 通常根據(jù)公式e＝（δ2―Δ）／（δ1―Δ）的計(jì)算值，按表1判定礦石的重選難易程度。 表1 按比重分選礦物的難易度 鉭鈮礦物的密度通常在5500kg／m3以上，而脈石礦物的密度一般為2700kg／m3，按比重分選礦物的難易度e值大于2.5，因此很容易用重選方法分選鉭鈮礦。重選法是確定鉭鈮選礦方法的首選方法。 對(duì)于用重力選礦方法難于有效選別回收的鉭鈮礦，如礦物組成特別復(fù)雜的鉭鈮礦，嵌布粒度特別細(xì)的鉭鈮礦，鉭鈮礦細(xì)泥，可考慮在重力選礦方法的基礎(chǔ)上，適當(dāng)運(yùn)用浮選、電磁選和水冶方法加以補(bǔ)充。 （二）選礦流程 1、破碎 早期的破碎流程設(shè)計(jì)，往往根據(jù)原礦最大塊度和較粗的最終碎礦產(chǎn)品粒度來確定所需的破碎段數(shù)，根據(jù)選礦廠的規(guī)模來對(duì)破碎設(shè)備進(jìn)行選型。后來選礦工作者發(fā)現(xiàn)磨礦費(fèi)用比碎礦費(fèi)用高得多，而降低最終碎礦產(chǎn)品粒度有利于改善磨礦效果和降低碎磨總成本，因此在設(shè)計(jì)破碎流程時(shí)開始把碎礦和磨礦聯(lián)系起來作為一個(gè)整體加以考慮，根據(jù)最適宜的磨礦機(jī)給礦粒度來確定合適的最終碎礦產(chǎn)品粒度，從而使破碎流程設(shè)計(jì)朝著縮小最終碎礦產(chǎn)品粒度的方向發(fā)展，習(xí)慣上叫做“多碎少磨”。在這方面，前蘇聯(lián)的選礦工作者做了大量工作，其成果見表2。 表2 干式碎礦最終產(chǎn)品的合適粒度 宜春鉭鈮礦選礦廠設(shè)計(jì)采用三段開路破碎硫程，一段采用φ900×1200顎式破碎機(jī)，二段采用φ1750標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)，三段采用φ2200短頭圓錐破碎機(jī)，最終碎礦產(chǎn)品粒度－25mm達(dá)95%以上。 因?yàn)殂g鈮礦物嵌布粒度細(xì)而又性脆易碎，所以多碎少磨尤其重要。如果按照前蘇聯(lián)選礦工作者的研究成果來判斷，宜春鉭鈮礦選礦廠作為一個(gè)中等規(guī)模的選礦廠（1500t／d），合適的最終碎礦產(chǎn)品粒度應(yīng)小于10mm。不管這個(gè)結(jié)論是否完全正確，宜春鉭鈮礦選礦廠現(xiàn)有的最終碎礦產(chǎn)品粒度過粗則毫無疑問。結(jié)果一段磨礦的磨礦比高達(dá)50，不僅使碎磨總成本過高，而且導(dǎo)致磨礦效果差，磨礦產(chǎn)物粒度既粗而又顯示泥化。 2、磨礦 磨礦流程必須滿足下述條件： （1）選礦廠生產(chǎn)能力的需要。 （2）將礦石磨至規(guī)定細(xì)度的需要。當(dāng)有用礦物的嵌布粒度較粗時(shí)，一次磨礦就能將礦石磨至規(guī)定的細(xì)度，使有用礦物基本解離完全，這時(shí)設(shè)計(jì)宜采用一段磨礦流程。當(dāng)有用礦物的嵌布粒度較細(xì)時(shí)，一次磨礦難于將礦石磨至所需要的細(xì)度，就必須設(shè)計(jì)兩段或多段磨礦流程。 （3）階段磨礦、階段分級(jí)選別的需要。如果有用礦物的嵌布粒度范圍較寬，即使一次磨礦能達(dá)到所需要的細(xì)度，使有用礦物基本解離完全，但先解離的粗粒有用礦物則很容易被磨到過粉碎，難以回收。為了減輕有用礦物的過粉碎現(xiàn)象，減少有用金屬流失，可考慮采用階段磨礦、階段選別流程，即一段磨礦首先將礦石磨至某一細(xì)度（較粗），使粗粒有用礦物率先解離出來，接著進(jìn)行選別回收。選別后的尾礦進(jìn)入第二段磨礦機(jī)再磨至所需要的細(xì)度，使有用礦物基本解離完全，然后再一次進(jìn)行選別回收。 兩段磨礦流程，不論第一段磨礦機(jī)是否閉路，第二段磨礦機(jī)必須閉路工作，否則磨礦機(jī)將不可能有效地加以利用。同時(shí)在磨礦流程中，只要磨礦機(jī)給礦中的合格粒級(jí)含量大于15%，就應(yīng)當(dāng)設(shè)置預(yù)先分級(jí)作業(yè)。另外最好推廣應(yīng)用胡基教授首創(chuàng)的兩段分級(jí)工藝，以利于提高磨礦機(jī)的生產(chǎn)能力和選礦回收率。 宜春鉭鈮礦選礦廠設(shè)計(jì)采用階段磨礦、階段選別流程。一段磨礦采用濕式溢流型棒磨φ2100×3000機(jī)，將礦石磨至－0.5mm粒級(jí)達(dá)65%～70%，然后用高頻細(xì)篩閉路，＋0.5mm的篩上產(chǎn)物返回棒磨機(jī)再磨，－0.5mm的篩下產(chǎn)物進(jìn)入FG－15φ1500高堰式單螺旋分級(jí)機(jī)分成0.5～0.2mm和－0.2mm兩個(gè)級(jí)別，0.5～0.2mm的返砂作為第一段磨礦產(chǎn)物在第一段入選。一段磨礦產(chǎn)物入選后得到的鉭鈮精礦雖然粗一些，但其粒度完全在細(xì)精礦的粒級(jí)范圍內(nèi)，0.5～0.2mm級(jí)別的粒級(jí)回收率幾乎為零。因此很難說該流程的合理性沒有問題。當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)是根據(jù)“礦石破碎到0.4mm時(shí)開始有單體”這一試驗(yàn)結(jié)論來定的，但“開始有單體”不是一個(gè)定量的概念，用作設(shè)計(jì)依據(jù)未免欠妥。第一段選別后的尾礦再進(jìn)第二段磨礦。二段磨礦機(jī)采用φ2100×2200濕式格子型球磨機(jī)，將礦石磨至－0.2mm占85%以上，但因?yàn)槎文サV機(jī)開路工作，實(shí)際磨礦粒度只能達(dá)到65%左右，與設(shè)計(jì)指標(biāo)相去甚遠(yuǎn)，致使大量有用礦物未能單體分離，滿足不了選別工藝的要求。同時(shí)二段磨礦機(jī)給礦中的合格粒級(jí)含量高達(dá)22.7%，也沒有設(shè)置預(yù)先分級(jí)作業(yè)。 3、分級(jí)選別 在設(shè)計(jì)分級(jí)選別流程時(shí)應(yīng)當(dāng)明確選礦的基本要求。首先，任何選別設(shè)備都有一個(gè)合適的入選物粒料度范圍，寬窄各不相同。因此物料在入選前必須先進(jìn)行分級(jí)，以適應(yīng)選別設(shè)備的性能，才能滿足生產(chǎn)的需要。入選物料粒級(jí)的劃分與其性質(zhì)及設(shè)備的性能有關(guān)。比如對(duì)于鎢、錫等礦石的選礦而言，用重力選礦方法回收，入選物料通常分為粗粒級(jí)（2～5mm）、細(xì)粒級(jí)（0.5～0.074mm）和細(xì)泥（－0.074mm）這三個(gè)粒級(jí)分別處理。那么這種劃分是否也適用于鉭鈮礦？如前所述，宜春鉭鈮礦一段磨礦產(chǎn)物中的0.5～0.2mm級(jí)別入選后回收得到的鉭鈮精礦幾乎全是－0.2mm的鉭鈮精礦，＋0.2mm粒級(jí)回收率幾乎為零。這顯然并非＋0.2mm的鉭鈮礦物單體用重選設(shè)備收不到，而是因?yàn)椋?.2mm粒級(jí)物料中根本沒有鉭鈮礦物單體，或者說鉭鈮礦物事實(shí)上尚未單體分離。因此0.5～0.2mm粒級(jí)還不是合格的入選物料，沒有必要設(shè)置0.5～0.2mm這一選別段。就宜春鉭鈮礦選礦而言，所有入選物料均應(yīng)磨至－0.2mm。 其次－0.2mm的合格物料入選時(shí)是否還需要再分級(jí)？對(duì)于鎢、錫等有色金屬而言，在總結(jié)選礦試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選礦工作者認(rèn)為重選回收粒度下限是0.038mm，而以0.074mm作為礦砂和礦泥的分界線，無疑是正確的。那么鉭鈮礦的重選回收粒度下限是否也是0.038mm？且看表4數(shù)據(jù)。 表4 1985年宜春鉭鈮礦改造流程生產(chǎn)調(diào)試粒級(jí)回收率指標(biāo) 宜春鉭鈮礦的選礦回收率只達(dá)到48%，而磨重粗粒級(jí)（0.5～0.2mm）中的－0.038mm粒級(jí)回收率為44.93%，細(xì)粒級(jí)（0.2～0.038mm）中的－0.038mm粒級(jí)回收率46.06%，都不比48%低多少。因此－0.038mm顯然不是鉭鈮礦的重選回收粒度下限。二者之所以不同，是因?yàn)殒u礦的原礦品位高（約0.3%），鎢礦物的嵌布粒度粗，遠(yuǎn)在礦石破碎磨細(xì)至0.038mm之前，鎢礦物早已解離完全并得到選別回收。－0.074mm粒級(jí)中的有用礦物極少，再加上單獨(dú)處理，自然難于回收，因此把0.038mm定為重選回收粒度下限不僅是合理的，也是符合實(shí)際的。而鉭鈮礦的原礦品位低得多，鉭鈮礦物的嵌布粒度細(xì)得多，當(dāng)?shù)V石破碎磨細(xì)至－0.1mm時(shí)單體才達(dá)到95%，不僅－0.074粒級(jí)中有大量鉭鈮礦物單體，就是－0.038mm粒級(jí)中也還有相當(dāng)多的鉭鈮礦物單體，在不分級(jí)的情況下，二者都可以用重力選礦方法加以回收。故0.038mm不是鉭鈮礦的重選回收粒度下限。這一點(diǎn)已為宜春鉭鈮礦的試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐所證明。鉭鈮礦的重選回收粒度下限究竟是多少，目前尚不得而知，迄今也還沒有人對(duì)此進(jìn)行研究和探索，但肯定比0.038mm低得多，因此礦砂和礦泥不僅僅是一個(gè)粒度概念。單從粒度觀點(diǎn)看，把0.074mm算作細(xì)泥也許仍然沒有錯(cuò)，但如果同時(shí)考慮到重選的回收粒度下限，這樣劃分就不一定合適。如果－0.2mm還要再分級(jí)，那實(shí)際上就是脫泥問題了，鎢礦的重選回收粒度下限是0.038mm，把－0.074mm粒級(jí)分離出來作為細(xì)泥單獨(dú)處理是對(duì)的。鉭鈮礦的重選回收粒度下限不是0.038mm，把－0.038mm粒級(jí)分離出來作為細(xì)泥單獨(dú)處理顯然不合理。事實(shí)上把－0.038mm粒級(jí)分出單獨(dú)處理，其回收率將顯著下降。例如在磨重車間－0.038mm粒級(jí)回收率達(dá)到45%，而－0.038mm分出后在細(xì)泥單獨(dú)處理，其回收率還不到10%。這是因?yàn)樵谥亓x礦過程中有一種特殊的現(xiàn)象－析離分層作用，細(xì)粒重礦物可以鉆過粗礦粒的間隙而到達(dá)床層底部，從而在粗重礦粒的夾帶下向前運(yùn)動(dòng)，直至從精礦端排出。而將－0.038mm分出單獨(dú)處理，析離分層作用不復(fù)存在，細(xì)粒重礦物很難沉降到床層底部，失去了粗重礦粒的夾帶“保護(hù)”，細(xì)粒重礦物再也不可能從給礦端沿著床面運(yùn)動(dòng)到精礦端，中途就會(huì)被橫向水流沖走而流失，故難于回收。因此入選礦物分級(jí)固然重要，但必須合理，分級(jí)過細(xì)反而有害。考慮到鉭鈮礦的重選回收粒度下限尚不清楚，礦砂礦泥難于界定，加之分級(jí)越細(xì)，難度越大，與其增加過多的投入用于脫泥，不如不脫泥入選。
四、改造宜春鉭鈮礦選礦流程的方向 1978～1981年的生產(chǎn)攻關(guān)試驗(yàn)和1982～1984年的技術(shù)改造，解決了選礦廠主流程的粗選設(shè)備問題（用螺旋溜槽取代組合溜槽）、原礦脫泥問題（采用振動(dòng)給礦篩洗機(jī)）、粗碎設(shè)備與原礦塊度不匹配的問（用φ900×1200顎式破碎機(jī)取代φ600×900顎式破碎機(jī)），實(shí)現(xiàn)了流程暢通和生產(chǎn)正�；�。但最終碎礦產(chǎn)品粒度過粗和二段磨礦產(chǎn)物粒度過粗以及分級(jí)選別流程不合理的問題依然存在，亟需改進(jìn)。 （一）把最終碎礦產(chǎn)品粒度由－25mm降為－10mm 利用現(xiàn)有三段開路破碎流程，不可能將最終碎礦產(chǎn)品粒度由—25mm降為—10mm�？s小最終碎礦產(chǎn)品粒度的辦法有： 1、更換破碎設(shè)備，代之以國(guó)外先進(jìn)的反擊式破碎機(jī)（有資料介紹，國(guó)外生產(chǎn)的反擊式破碎機(jī)，一次破碎就能將礦石破碎到—5mm）。 2、改三段開路破碎流程為三段閉路流程。 以上辦法都必須經(jīng)過重大的技術(shù)改造，勢(shì)必影響到正常生產(chǎn)，企業(yè)恐怕難以承受。而且開路改閉路將嚴(yán)重限制現(xiàn)有破碎設(shè)備的生產(chǎn)能力，無法滿足生產(chǎn)的需要，并不可取。 3、把濕式棒磨機(jī)當(dāng)作第四段破碎機(jī)使用，由閉路工作改為開路工作，允許磨礦粒度放寬到2mm或3mm。這是有可能的。因?yàn)樵O(shè)計(jì)是階段磨礦、階段選別流程，但實(shí)際上第一段磨礦產(chǎn)物中的0.5～0.2mm粒級(jí)鉭鈮礦物尚未單體分離，不能滿足選別工藝的要求，事實(shí)上并沒有起到階段磨礦、階段分級(jí)選別的作用。 （二）現(xiàn)有二段磨礦機(jī)由開路工作改成閉路工作 為了解決二段磨礦嚴(yán)重欠磨、磨礦產(chǎn)物粒度過粗滿足不了選礦工藝要求的問題，有必要把開路工作的二段磨礦機(jī)改成閉路工作。原設(shè)計(jì)沒有采用閉路流程是擔(dān)心鋰云母難磨會(huì)造成惡性循環(huán)。為此可應(yīng)用胡基的兩段分級(jí)工藝，并且分別設(shè)置預(yù)先篩分和檢查篩分，在檢查篩分的篩上產(chǎn)物排放處安裝三通。在生產(chǎn)過程中經(jīng)常檢查篩上產(chǎn)物中的鋰云母含量。在正常情況下，篩上產(chǎn)物經(jīng)三通的1號(hào)支管進(jìn)入磨礦機(jī)再磨。當(dāng)篩上產(chǎn)物中的鋰云母積聚到一定程度時(shí)，立刻關(guān)閉1號(hào)支管，打開2號(hào)支管，讓篩上產(chǎn)物經(jīng)2號(hào)支管另行排出成為鋰云母精礦產(chǎn)品。這樣便可防止因?yàn)殇囋颇鸽y磨而造成惡性循環(huán)。 （三）改造選別流程 因?yàn)?.5～0.2mm粒級(jí)物料入選實(shí)際上是無效選別，所以應(yīng)當(dāng)取消這一選別段，以節(jié)省這部分物料在選別過程中占用的設(shè)備、人力和物力。所有入選物料均應(yīng)磨至－0.2mm。 又因?yàn)殂g鈮礦的重選回收粒度下限不是0.038mm，所以不應(yīng)當(dāng)把入選物料中的－0.038mm粒級(jí)分離出來作為細(xì)泥單獨(dú)處理。加上級(jí)別并非過寬，鉭鈮礦的礦砂和礦泥又難以界定，同時(shí)在粒度已經(jīng)很細(xì)的情況下也談不上細(xì)泥有什么干擾，因此磨細(xì)的物料（0.2～0.038mm）完全可以不再分級(jí)入選。 最后考慮到入選物料中的－0.038mm粒級(jí)回收率雖然已達(dá)到45%，但還是較低，說明用重力選礦方法回收還不完全，在處理微細(xì)粒級(jí)物料方面重力選礦方法畢竟不如浮選。因此為了進(jìn)一步提高回收率，可將重選尾礦中－0.038mm的分離出來進(jìn)行浮選，對(duì)鉭鈮礦物再作一次選別回收。 質(zhì)檢認(rèn)證平臺(tái)，聯(lián)系方式：13211192174 鐘先生，網(wǎng)址：www.sirenyishu.cn ，發(fā)布日期：2020年12月03日 提供各種礦石化驗(yàn)，礦石鑒定分析服務(wù)：包括金礦化驗(yàn)，鉭、鈮礦化驗(yàn)，鉑、鈀、銠、金、銀化驗(yàn)，錸、銦、鈹、鍺、鈷、鉿、鎵、鋯、硒、硼、碲、鋰稀有散金屬化驗(yàn)，鐵礦石化驗(yàn)，銅礦石化驗(yàn)，錳礦石化驗(yàn)，鉛鋅石化驗(yàn)，鋅礦石化驗(yàn)，鉬礦石化驗(yàn)，鈷礦石化驗(yàn)，鎳礦石化驗(yàn)，金礦石化驗(yàn)，銀礦石化驗(yàn)，釩鈦磁鐵化驗(yàn)化驗(yàn)，鋁土礦礦石化驗(yàn)，高嶺土礦石化驗(yàn)，膨潤(rùn)土化驗(yàn)，凹凸凸化驗(yàn)，多金屬礦石化驗(yàn)等各種礦石化驗(yàn)，稀土礦石化驗(yàn)等各種礦石化驗(yàn)。 單位名稱： 單位地址： 單位電話： 單位傳真： 單位郵箱： 單位網(wǎng)址： |
