铌作为一种战略性矿产资源,广泛应用于钢铁产业、生物医学、电子工业、航空工业等国民经济的各个领域。随着国民经济发展,各领域对铌的需求量逐渐增加。由于国内铌资源的开发利用效率低,导致我国铌资源严重依赖进口,是全球最大铌矿物进口国。白云鄂博矿是我国最大的含铌多金属矿,铌资源储量居国内首位,由于矿石组分复杂、矿物嵌布粒度细、品位低等特征,导致铌资源的开发利用存在关键技术难题。因此,加强白云鄂博铌资源选矿利用技术研究具有重要的战略意义和实际价值。 本文以白云鄂博块状型低品位铌矿石为研究对象,基于矿石工艺矿物学特性,开展浮选药剂筛选和浮选工艺流程研究,形成低品位铌矿石高效分选工艺方案,对铌资源进行高效富集;通过接触角测试、Zeta电位测试、红外光谱测试和X射线光电子能谱等测试分析,阐明优选的抑制剂在脉石矿物表面的选择性抑制作用机理。具体研究结论如下: 块状型低品位铌矿石中含有大量含钙脉石矿物和硅酸盐脉石矿物,采用碳酸钠调整剂,水玻璃抑制剂和氧化石蜡皂捕收剂反浮选含钙矿物,氧化石蜡皂捕收剂对含钙矿物有较好的选择性,精矿泡沫中Ca O的脱除率达到87.56%。由于黄铁矿有良好的可浮性,容易在铌浮选阶段富集,于是采用丁基黄药为捕收剂,2号油为起泡剂反浮选含硫矿物,精矿泡沫中S的脱除率为77.86%。正浮选选铌阶段,以苯甲羟肟酸为捕收剂,羧甲基纤维素和六氟硅酸铵两种抑制剂分别进行一粗二精开路试验,对比分析,筛选出羧甲基纤维素为抑制剂,以苯甲羟肟酸为捕收剂,进行一粗二精闭路试验,最终取得精矿Nb₂O₅品位1.585%,回收率23.90%的指标。 采用苯甲羟肟酸为捕收剂,系统研究对比了羧甲基纤维素、六氟硅酸铵和可溶性淀粉抑制剂对铌矿物和铁白云石、黑云母脉石矿物选择性抑制作用。单矿物浮选试验结果表明,羧甲基纤维素浓度为10 mg/L时,铁白云石和黑云母受到抑制效果较强,而铌铁矿受到抑制较弱,是优选铌浮选抑制剂。羧甲基纤维素体系下,铌铁矿和铁白云石的人工混合矿的浮选分离试验结果表明,当羧甲基纤维素浓度为7.5 mg/L时,两种矿物的分离效果较好,获得铌精矿Nb₂O₅品位为46.49%,回收率69.31%;铌铁矿和黑云母的人工混合矿的浮选分离试验结果表明,当羧甲基纤维素浓度为7.5 mg/L时,两种矿物的分离效果较好,获得精矿Nb₂O₅品位为41.09%,回收率63.88%。 通过矿物接触角、Zeta电位、红外光谱和X射线光电子能谱等测试分析,研究羧甲基纤维素抑制剂对铁白云石和黑云母的抑制机理。结果表明,铌铁矿与羧甲基纤维素作用后,铌铁矿受到抑制作用较小,铌铁矿表面仍可吸附大量的苯甲羟肟酸捕收剂,铌铁矿具有较高的可浮性;铁白云石与羧甲基纤维素作用后,羧甲基纤维素大量吸附在铁白云石表面的钙、镁等位点,阻碍了苯甲羟肟酸的吸附,使铁白云石受到强烈的抑制作用,可浮性显著降低;黑云母与羧甲基纤维素作用后,羧甲基纤维素主要吸附在黑云母表面的三价铁位点,阻碍苯甲羟肟酸的吸附,使黑云母受到较强的抑制作用,回收率显著降低。