铌是极为重要的战略金属资源。白云鄂博矿是我国重要的铌资源基地,但由于其矿物组成复杂、铌矿物嵌布粒细,单一浮选工艺高效富集铌资源难度大。针对这一技术瓶颈问题,本文以霓石型白云鄂博矿为研究对象,提出“磁选分质-浮选富集”分选工艺,结合工艺矿物学分析、仿真模拟与试验优化,系统研究了霓石型白云鄂博含铌矿铌资源高效分选工艺方法。具体研究结论如下: 通过工艺矿物学分析,明确了霓石型白云鄂博矿元素组成,探明了铌矿物与伴生脉石矿物组成、嵌布连生关系等性质,为后续铌分选方案制定提供了理论指导。霓石型白云鄂博矿铌品位低、矿物种类多,嵌布粒度微细,且与脉石矿物连生关系复杂,直接浮选分离难度大,需根据其工艺矿物学特性,开发高效的铌分离富集工艺技术。 基于矿物磁化特性差异,采用“0.3 T中磁选-0.5 T中强磁选-1.4 T强磁选”梯级磁选工艺,对铌矿物与伴生脉石矿物进行磁选分质,通过COMSOL多物理场耦合仿真优化关键磁选工艺参数,获得了最佳磁选分质技术方案。研究结果表明,颗粒捕获半径与磁介质直径成反比,与颗粒直径成正比;在中强磁场下,直径2 mm的磁介质可选择性吸附铌铁矿等铌矿物;稀土矿物氟碳铈矿和含钙脉石矿物萤石则分别在强磁选精矿和尾矿中富集。中强磁选获得的铌富集精矿,Nb₂O₅品位从原矿0.170%提升至中强磁选精矿0.193%,同时脱除62.57%的铁和部分易浮脉石萤石,矿物组成显著简化,是作为铌浮选给矿的良好原料。 针对磁选分质后的中强磁选精矿,开发了“脱稀土浮选-脱硫浮选-铌浮选”协同工艺。研究发现,稀土和硫矿物对铌浮选具有一定影响,经过脱稀土试验分析,当稀土含量为4%时,可以有效提升铌浮选效率;同时脱硫流程有效降低了黄铁矿对铌浮选的不利影响,在硝酸铅活化作用下,苯甲羟肟酸对几种含铌矿物具有同步浮选捕收能力,闭路试验获得铌精矿中Nb₂O₅品位和回收率分别为5.64%和26.19%,较传统工艺(品位<4%、回收率<20%)指标显著提升。工艺矿物学分析表明,精矿中含铁矿物与含铌矿物紧密连生,导致精矿中含铁矿物被富集。 本文采用“磁选分质-浮选富集铌”工艺为霓石型白云鄂博矿铌资源的分选回收提供了一种新思路,通过模拟仿真手段揭示了磁选分离过程中矿物与磁选条件的内在关系。为霓石型白云鄂博矿低品位铌资源的分选富集提供理论依据,对白云鄂博战略性铌资源高效利用具有重要应用价值,同时可为同类复杂共生矿的开发利用提供了技术参考与借鉴。