稀土矿浮选中Ca、Ba脉石矿物的复合抑制剂及其作用机理研究

Separation between rare earth and Ca,Ba-bearing gangue minerals is the major technical problem in rare earth ore flotation. The current research is mainly focused on the development and application of new collectors, however, effective inhibition of Ca,Ba-bearing gangue minerals has seldom been studied. In this research, highly effective composite inhibitor (complexing agent and inhibitor combination) is used to selectively inhibit Ca,Ba-bearing gangue minerals, that is, a complexing agent is used to clean the inevitable metal ions adsorbed on the surfaces of Ca,Ba-bearing gangue minerals to remove the activation, meanwhile, a selective depressant is applied to improve the surface hydrophilicity of Ca,Ba-bearing gangue minerals and adjust mineral surface potentials to eliminate the heterocoagulation between different minerals, which will increase the floatability difference between rare earth and gangue minerals and thus effectively inhibit Ca,Ba-bearing gangue minerals. The detailed research programs include: ① research on the production way, existence form and activation mechanism to Ca,Ba-bearing gangue minerals of the inevitable metal ions in rare earth flotation pulp by using solution chemical calculation, pure mineral flotation, Zeta potential and XPS measurements; ② research on floatation effectiveness of composite inhibitor for Ca,Ba-bearing gangue minerals by combining flotation experiments on pure mineral, artificial mixed minerals and actual rare earth ore; ③ research on the function mechanism of composite inhibitor to mineral surface by combining different analytic testing methods. The research results will establish theoretical foundation for high quality rare earth concentrates production in practice.

稀土和Ca、Ba脉石矿物分离是稀土浮选主要的技术难题。目前研究侧重于新型捕收剂开发及应用方面，但有效抑制Ca、Ba脉石矿物的相关研究较少。本项目提出采用高效复合抑制剂（络合剂—抑制剂组合）选择性抑制Ca、Ba脉石矿物，即采用络合剂清洗Ca、Ba脉石矿物表面吸附的难免金属离子以去除其活化；同时使用选择性抑制剂增加Ca、Ba脉石矿物表面的亲水性，并调整矿物表面电性、消除矿物之间的异相凝聚，扩大矿物间的可浮性差异，从而有效地抑制Ca、Ba脉石矿物。具体方案：①通过溶液化学计算、纯矿物浮选和Zeta电位及XPS测试，研究稀土矿浮选矿浆中难免金属离子的产生途径、存在形式及对Ca、Ba脉石矿物浮选的活化机理；②结合纯矿物、人工混合矿及实际稀土矿浮选，研究Ca、Ba脉石矿物复合抑制剂的浮选效果；③结合各种分析测试方法研究复合抑制剂在矿物表面的作用机理。研究结果可为生产实践得到高品质稀土精矿奠定理论基础。

稀土是尖端材料及国防科技发展所需的关键金属原料，也是我国的优势矿产资源，提高稀土矿浮选分离效率具有重要的战略意义。目前，稀土矿浮选所面临的主要技术难题为稀土和钙钡脉石矿物浮选分离困难。.项目系统研究了矿浆中难免金属离子产生机制及其对稀土和钙钡脉石矿物浮选分离的影响机制，结果表明两类矿物同属半可溶盐类矿物，磨浮过程中会产生大量难免金属离子并在不同矿物表面相互转化，对浮选分离造成两种不利影响：（1）Ce3+离子在钙钡脉石矿物表面吸附转化后形成活性位点，从而增强了羟肟酸捕收剂在钙钡脉石矿物表面的吸附而活化其浮选；（2）Ca2+离子能增强水玻璃对氟碳铈矿浮选的抑制作用，降低稀土矿物浮选回收率。.络合调整剂对稀土和含钙矿物浮选分离可起到双重强化作用：一方面，络合调整剂通过表面清洗作用，而起到对钙钡脉石矿物表面Ce3+的去活和稀土矿物表面Ca2+的解抑；另一方面，络合调整剂能选择性地将钙钡矿物表面吸附的羟肟酸钙转化为可溶性的络合物，从而实现对钙钡矿物的选择性抑制。.通过单矿物及人工混合矿浮选，从硅酸盐、磷盐酸无机抑制剂和有机抑制剂中优选出对稀土和钙钡矿物浮选分离效果较好的抑制剂为：EDTA和水玻璃，其中EDTA对氟碳铈矿和萤石人工混合矿、氟碳铈矿和重晶石人工混合矿浮选分离效果较好（分离系数分别为12.66和13.32），水玻璃对氟碳铈矿和磷灰石人工混合矿浮选分离指标较好（分离系数为4.70）。EDTA和水玻璃1:3联合使用的复合抑制剂对稀土矿物和钙钡矿物浮选分离效果最佳，分离系数可达23.04。.采用超导磁选对白云鄂博实际矿石进行稀土预富集、抛除部分易浮脉石矿物，并对“水玻璃+EDTA”复合抑制剂进行实际应用效果验证，结果表明：采用复合抑制剂，较单一水玻璃抑制剂浮选时，稀土浮选精矿REO品位提高了2.32个百分点，回收率提高了1.90个百分点；结合“超导磁选-浮选”新工艺和“水玻璃+EDTA”复合抑制剂，最终可从REO品位6.83%的白云鄂博原矿，获得了REO品位55.90%、回收率67.72%的稀土精矿，取得较好的实际应用效果。