用于鉭鈮礦石的重選與電選富集

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鉭鈮礦石普遍具有品位低、嵌布粒度細、性脆易碎、礦物組成復雜的特點，粗選宜以重選為主，精選多采用重選磁選電選聯合工藝

重選是鉭鈮礦粗選富集的核心手段，利用礦物密度大于每立方米四噸的特性，以最低成本丟棄大部分脈石

電選主要用于粗精礦除雜和有用礦物的綜合回收，對鉭鈮鐵礦與石榴石、獨居石、鋯英石等礦物的分離效果顯著

聯合工藝是分選鉭鈮粗精礦最有效的途徑，單一選礦方法難以獲得合格精礦

鉭鈮礦石的礦物學特征與選礦難點

鉭和鈮屬于高熔點高沸點的稀有金屬，在電子工業、硬質合金、化工防腐、超導技術、原子能反應堆和航空航天等領域具有不可替代的應用價值。我國鉭鈮資源的特點是單一礦床少、共伴生礦床多、礦石品位低、鉭鈮礦物與其他礦物密切共生。

鉭鈮礦石的選礦難點主要體現在三個方面。礦石品位極低，原生礦中五氧化二鉭和五氧化二鈮的含量往往只有萬分之幾到千分之幾，需要大量拋尾才能實現初步富集。礦物嵌布粒度細，鉭鈮礦物晶體通常為零點二到零點零一毫米，部分微細粒級小于零點零七四毫米，細粒分選難度大。礦物組成復雜，鉭鈮礦石常與錫石、黑鎢礦、獨居石、鋯英石、石榴石、電氣石等多種礦物共生，各礦物的密度、磁性和導電性差異微妙，分離選擇性要求極高。

這些特征決定了單一選礦方法無法完成鉭鈮礦的有效富集。鉭鈮礦的選礦工藝通常分為粗選和精選兩個階段：粗選采用重選流程大量拋尾，獲得低品位混合粗精礦；精選采用重選磁選電選浮選等聯合工藝，將粗精礦拆分為各單一礦物精礦。

重選在鉭鈮礦粗選中的核心地位

重選是鉭鈮礦粗選富集的主導方法。鉭鐵礦密度為五點八到八點零噸每立方米，鈮鐵礦密度為五點二到六點五噸每立方米，與石英、長石等脈石礦物（密度二點六到二點八噸每立方米）存在顯著密度差，使重選能夠以較低成本完成大量拋尾。

粗選流程的選擇主要依據礦石類型和嵌布粒度。對于鉭鈮砂礦，礦物單體解離度較好，一般不需要破碎和磨礦，入選前先經篩分剔除塊石和卵石后直接進入重選。粗晶鉭鈮鐵礦采用跳汰機或螺旋選礦機進行粗選，粗選精礦再用搖床精選。細晶鉭鈮鐵礦采用螺旋溜槽或搖床粗選，粗選精礦同樣用搖床精選。鉭鈮礦泥則采用離心選礦機或多層翻床粗選，精礦用皮帶溜槽結合礦泥搖床精選。

廣東坂潭砂錫鉭鈮礦的粗選工藝是典型實例。原礦采用水槍開采，給入六毫米圓筒篩，大于六毫米的塊石不含礦直接廢棄。小于六毫米的物料經水力分級，六到零點二五毫米粒級給入跳汰機粗選，跳汰精礦再經跳汰精選。小于零點二五毫米粒級通過旋流器分級，底流用組合尖縮溜槽選別。礦泥部分先用旋流器脫除零點零五一毫米以下細泥，再經水力分級后用搖床分別選別。粗選獲得的錫鉭鈮粗精礦含錫百分之一點四三三、五氧化二鉭鈮總量百分之零點三八，送精選廠進一步處理。

重選流程的優點是投資少、上馬快、生產成本低、環境污染小。缺點是對礦泥的選別效率較低，微細粒級鉭鈮礦物容易損失于尾礦。

電選在鉭鈮粗精礦精選中的作用

電選是利用礦物導電性差異進行分選的方法。鉭鈮鐵礦具有良好的導電性，在高壓電場中表現為導體礦物，而石榴石、鋯英石、獨居石等伴生礦物多為非導體或弱導體。電選常被用于鉭鈮粗精礦的除雜和綜合回收。

電選的操作參數隨粒級變化而調整，這是電選能否取得良好指標的關鍵。對于大于零點二毫米的粗粒級，通常采用較低電壓（二十到三十五千伏）、較大極距（八十到一百毫米）和較慢輥筒轉速（每分鐘三十三到三十八轉），使粗粒礦物充分荷電并在電場中獲得足夠的分離時間。對于零點二到零點零八毫米的細粒級，則需要較高電壓（三十五到四十五千伏）、較小極距（五十到八十毫米）和較快輥筒轉速（每分鐘七十到一百一十八轉），以增強細粒礦物的電場力克服離心力和重力。

電選可用于多種礦物組合的分離。鉭鈮鐵礦與石榴石的分離可直接采用電選，物料經篩分分級和加熱干燥后，在復合電場中按導電性差異分開。粗粒鉭鈮鐵礦與獨居石的分離也常采用電選，細粒級（小于零點零七五毫米）則需采用浮選，用油酸作捕收劑、在pH等于九的條件下浮出獨居石。細晶石與錫石的分離，粗粒級用靜電選（電壓十六千伏），細粒級則用浮選。

電選前物料須經嚴格的篩分分級和加熱調質，含水率高于百分之一時非導體礦物表面形成導電水膜而表現出導體行為，導致分選混亂。電選給礦通常加熱至四十到六十攝氏度，確保表面水分充分揮發。

重選與電選的聯合流程配置

對于有多種礦物密度大且鉭鈮礦物嵌布粒度較粗的礦石，重選與磁選電選的聯合分選工藝是主流方案。鉭鈮礦粗選獲得粗精礦后，精選段采用重選磁選電選的組合流程，將粗精礦中的各有用礦物逐一分離。

廣東坂潭選礦廠的精選流程是重選磁選電選聯合的典型案例。錫鉭鈮粗精礦先經三毫米振動篩分級，大于三毫米廢棄，小于三毫米進入分級斗。分級斗沉砂采用跳汰機加搖床選別，溢流經水力分級后用搖床選別。跳汰和搖床精礦根據礦物組成、密度、相對磁化系數和相對導電率的差異，首先用磁選機選出磁鐵礦，非磁性部分經篩分分級為大于零點二五毫米、零點二五到零點一八毫米、小于零點一八毫米三個級別，分別給入電選機。電選的導體物料再給入磁選機，用不同磁場強度分選出鈦鐵礦、鈮鐵礦和鈦鈮鉭礦三種產品。電選的非導體物料經分級用搖床選別，搖床精礦和中礦分別給入磁選機，磁性物料經浮游重選、磁選和電選的組合，分選出獨居石、磷釔礦和鋯石三種產品。

該聯合流程實現了多產品化生產，獲得的鈮鐵礦精礦含五氧化二鉭鈮總量百分之五十七，鈦鐵鈮鉭礦含五氧化二鉭鈮總量百分之二十七，同時綜合回收了鈦鐵礦、獨居石、磷釔礦和鋯石四種產品。

不同礦石類型的流程選擇

根據鉭鈮礦物嵌布粒度和伴生礦物種類，重選與電選的組合方式有所不同。

對于僅鉭鈮礦物密度大且嵌布粒度較粗的礦石，通常采用以重選為主的分選工藝，電選僅作為輔助除雜手段。這類礦石相對簡單，重選即可獲得合格精礦。

對于有多種礦物密度大且鉭鈮礦物嵌布粒度較粗的礦石，多采用重選與磁選、電選相結合的分選工藝。重選段完成粗選拋尾和重礦物分組，磁選段按磁性拆分礦物組，電選段完成導體礦物與非導體礦物的最終分離。三種方法串聯后，原礦中的每種有用礦物都可在某個環節被精準分離。

對于有多種礦物密度大且鉭鈮礦物嵌布粒度較細的礦石，浮選被引入流程以回收微細粒鉭鈮礦物。電選在粗粒級部分仍有應用，細粒級則依靠浮選完成分離。

對于嵌布特征復雜、單體解離困難的鉭鈮礦，以及低品位鉭鈮礦和含鉭鈮尾礦，化學選礦也作為補充手段被納入聯合流程。選冶聯合既能提高鉭鈮礦的品位與回收率，又能綜合回收利用其他有價元素，是鉭鈮礦選礦的重要研究方向。

工藝控制要點與常見問題

重選段的分級給礦問題。 鉭鈮重選對給礦粒度范圍敏感，寬級別給礦會降低分選效率。對策是在重選前嚴格分級，粗粒級用跳汰機或螺旋溜槽，細粒級用搖床或離心選礦機，礦泥用礦泥搖床或皮帶溜槽，各粒級采用各自最優的設備參數。

電選段的粒度匹配問題。 同一臺電選機無法同時處理寬粒級物料，必須在電選前將物料篩分為窄級別并分別調節電壓和極距。粗粒級采用低電壓大極距，細粒級采用高電壓小極距，粒級越窄分選效果越好。

礦物表面污染影響電選效果。 鉭鈮礦物表面常覆蓋鐵質薄膜或黏土薄膜，改變其天然導電性。對策是在電選前增加酸洗工序，用稀鹽酸短時間處理礦物表面以清除鐵質污染，然后充分水洗干燥后再進入電選。

結論

重選和電選是鉭鈮礦石富集流程中的兩個關鍵環節。重選承擔粗選拋尾的核心任務，利用鉭鈮礦物與脈石的密度差異，以最低成本丟棄百分之九十以上的脈石，為精選段提供高品位粗精礦。電選承擔粗精礦除雜和綜合回收的任務，利用礦物導電性差異，在重選和磁選之后完成最終分離。

兩種方法各有能力邊界。重選對細粒級和礦泥的回收效率有限，電選對給礦粒度范圍和含水率要求苛刻。單獨使用任何一種都無法獲得滿意的鉭鈮精礦指標。唯有將重選與電選、磁選、浮選等方法有機組合，根據礦石性質設計分階段分粒級的聯合流程，才能實現鉭鈮礦的高效富集和多產品化綜合回收。

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