稀土矿选矿工艺

通过选矿可使有用组分富集，从而使低品位矿石得到有效利用，提高产品档次，扩大矿物工业的应用范围。因此选矿工艺的发展，直接关系到我国矿产的开发利用。

稀土矿物的选别一般依据稀土与伴生矿物之间的性质差异选用不同的选矿方法，其中浮选和重选是比较常用的单一选矿工艺。

1.单一浮选工艺

浮选法，即利用稀土矿物与伴生矿物表面润湿性的差异，在矿浆中添加浮选药剂，借助气泡的浮力使稀土矿物与伴生脉石及其它矿物分离的工艺。目前浮选法是轻稀土矿的主要选矿方法。在包头白云鄂博矿石中，氟碳钵矿和独居石的密度和磁性基本相同，因此目前只能通过浮选法实现两者分离。在分选过程中加入明矾作为独居石的抑制剂，邻苯二甲酸作为氟碳饰矿的捕收剂，经过一次粗选，两次精选和两次扫选流程，最终获得的氟碳钵矿品位为68. 81 %，纯度为95. 04%，独居石品位为58. 55 %，纯度为95. 34%，两种稀土矿物均得到有效分离。

微山稀土选矿厂在弱酸性(pH =5)矿浆中加入硫酸、水玻璃、油酸和煤油浮选稀土矿物，经一次粗选、三次精

选、三次扫选得到REO为45%一60%的稀土精矿，稀土回收率可达75%一80%。

浮选法能够有效解决较细粒稀土矿物的回收利用率低这一问题，但是与重选相比，浮选过程中需要添加不同种类的药剂，选矿成本较高并且可能会对环境造成污染。

2.单一重选工艺

重选法是在一定的流体介质中、矿物基于密度差异实现分离的工艺。单一重选工艺在小型稀土矿选矿厂中应用广泛。此工艺流程为，将原矿磨矿或者使用打砂机简单破碎至2 mm后，使用摇床进行粗选，粗选尾矿再次经过摇床进行扫选，扫选精矿和粗选精矿作为最终精矿，其中TREO含量为60%一65 %，回收率40%左右。单一重选工艺流程简单，但资源回收利用率较低。

中国的大多稀土矿是共伴生矿，其成分复杂，矿物嵌布粒度细，多为难选矿石，不同矿区的共生矿种类也各不相同。如白云鄂博稀土共生矿中含有氟碳钵矿和独居石两种粒度较细的矿物，矿石中稀土矿物与铁矿物和萤石的共生关系非常密切。而四川耗牛坪稀土矿中的主要矿物是氟碳钵矿，其与重晶石、萤石、正长石等共生关系密切。工艺选择通常取决于矿物固有的特性，仅采用单一分选工艺往往很难得到高品位的稀土矿，须将重、磁、浮等多种分选工艺相结合才能进一步提高精矿品位，这将是未来稀土选矿工艺发展的主要趋势。对稀土矿分选流程的研究与实践，可追溯到20世纪60年代，分选对象涵盖多种稀土矿类型，取得了良好的选别指标。

浮选一重选一浮选流程是包钢选矿厂用来处理选铁流程中稀土泡沫的工艺流程，以提高稀土回收率，具体流程为:首先将弱磁选获得的磁铁矿尾矿送入浮选车间，先浮选出萤石，再通过粗选和精选获得稀土泡沫产品，将之浓缩后给入重选车间，再将经过两段摇床分选获得的重选精矿送入稀土浮选车间，最终经一次粗选和三到五次的精选可得到含REO 60%的稀土精矿和含REO 30%的稀土次精矿。

浮选一选择性团聚流程是在总结国内外研究的基础上，针对白云鄂博稀土共生矿的特点而制定的一种新工艺。其流程为加入组合药剂后，经过一次粗选，一次扫选和两次精选的混合浮选流程把重晶石、萤石和稀土等易浮矿物选出，经水洗和浓缩脱药后，用碳酸钠、水玻璃、氟硅酸钠C5-9轻肪酸铰组合药剂将稀土矿物优先浮出，使之与重晶石、萤石等矿物分离，而分离后的稀土粗精矿再经脱药精选可得含REO 60%的稀土精矿和含REO 30%的稀土次精矿。在此基础上，再通过二到四段的闭路选择性团聚将细粒的赤铁矿和含铁硅酸盐分离。该联合流程能使稀土共生矿中的有用矿物得到有效富集，经济效益显著。

离子型稀土矿是我国的标志性稀土矿种，由于其本身富含中重稀土元素的特性，一直以来受到国内外的高度关注。离子型稀土矿大多为红色或白色，类似于沙土，颗粒细小，分布松散且没有规则。矿石中稀土矿的含量一般在0.05%-0. 30%之间，其中75 %- 95%的稀土元素以离子形态富集在高岭石等铝硅酸盐矿物颗粒表面上，可用

性质更为活泼的阳离子置换出来，这就是通过浸矿工艺来提取离子型稀土矿的基本原理。

浸出法提取稀土最初使用氯化钠桶浸，后逐步变成池浸。流程为:原矿加入浸出剂后得到稀土浸出液，然后加入草酸沉淀，将之过滤后经洗涤和多次灼烧得到混合稀土氧化物产品。该工艺的浸矿剂为食盐，来源广且成本低，但此工艺作业效率低，产生的有害离子也较多。

另外一种浸出工艺为堆浸，改法使用硫酸铰替代氯化钠作为新的浸矿剂，(NH4)2SO4、洗涤能力强，对浸出离子的选择性强，能有效减少Ca、Ba等有害金属离子的浸出，且NH几乎不与稀土离子产生沉淀，即便产生经过灼烧工艺会挥发。然而，尽管堆浸工艺较池浸有了较大的改善，但其对环境的破坏力很大，资源利用率也不高。

含稀土元素及其化合物的矿物约200余种，其中有实际应用价值的工业矿物并不多，主要的是氟碳铈矿、独居石，其次是离子吸附型稀土矿、磷钇矿，此外还有硅铍钇矿、铈铌钙钛矿、钪钇石等。氟碳铈矿在成矿过程中常与方解石、重晶石、萤石等伴生;独居石的伴生矿物有锆石、磁铁矿、磷灰石和铌铁矿等。稀土金属在地壳中平均含量为0.01%左右。根据美国矿务局1985年公布的统计数字，世界稀土资源储量共计4500万t(REO)。其中，中国3600万t，占世界总储量80%;美国490万t，占11%;印度222万t，占5%;前苏联45万t，占1%。这四个国家的储量占世界总储量的97%。其余的主要分布在亚、非、欧、南美和大洋洲的14个国家。

对于氟碳铈矿和独居石的原生矿，工业品位指标一般要求含Ce2O3>1%;对于独居石砂矿要求含独居石矿物量大于300g/m。氟碳铈矿主要用浮选法回收;独居石通常采用重选、磁选、电选联合流程回收，也有在工艺的个别环节采用浮选的。磷钇矿是选钛、锆矿物时的副产品，通常采用重选、电选、强磁选联合流程进行分选，但这种方法对细粒物料不适用。近年来用浮选法回收钇精矿的工艺引起重视。离子吸附型稀土矿以离子状态吸附在高岭石、埃洛石、石英、蒙脱石和伊利石等粘土矿物中。离子吸附型稀土矿不需要破碎，采用化学选矿法回收稀土氧化物。20世纪70年代的生产工艺为食盐水渗浸-草酸沉淀稀土，母液用苛性钠中和处理后循环使用。80年代初，渗浸设施有所改进，母液回收改为石灰乳中和再生。硫酸铵溶液渗浸-草酸沉淀稀土-灼烧工艺流程是已成为主要的生产工艺。