萤石选矿(processing of fluorspar ores)

从萤石矿石中分选出萤石精矿的过程。萤石又称氟石，化学成分为CaF₂，通常与石英、方解石、重晶石、粘土等共生。萤石在冶金工业中主要用作钢铁冶炼的造渣熔剂，化学工业用萤石制造氢氟酸和氟化物。萤石也是塑料、陶瓷、水泥等工业的重要原料。萤石精矿的质量标准一般按其最终用途分为冶金级：CaF₂≥80％～85％，SiO₂≤5％，CaCO₃≤4％～5％，PbS≤0.7％；陶瓷级：CaF₂≥95％，SiO₂≤3％，CaCO₃≤1.0％，Fe₂O₃≤0.12％；酸级：CaF₂≥97％，SiO₂≤1.0％，CaCO₃≤1.0％。

萤石除本身即为矿床的主要矿物外，有的是金属矿床，特别是铅、锌矿床的伴生矿物。萤石矿床分石英一萤石矿床、碳酸盐一萤石矿床，多金属萤石矿床3类。世界上最大的萤石矿位于南非的德兰士瓦省。

选矿方法   分选萤石采用的选矿方法主要有手选、重选和浮选3种。其中浮选法应用最广。手选用于对结晶粗大的块状萤石的处理。可按+200mm，200～30mm，30～15mm，15～0mm四级进行分选，按精矿品位和杂质含量决定其用途。重选适用于冶金用块矿的生产或作为浮选的预选作业。通常是将原矿或手选尾矿破碎至25～30mm以下，经筛分、分级入选。细粒级用跳汰选矿法或摇床选矿法进行分选；粗粒级用重介质选矿法分选，常用硅铁作为加重质。入选矿石中如含有重晶石、方铅矿等重金属矿物时，则将萤石作为第一重物回收，否则，它将富集于重产物中。浮选主要用于化工和陶瓷业用的高品位精矿的生产。

典型流程   有石英–萤石矿浮选流程和碳酸盐–萤石矿浮选流程。多金属矿中的萤石则作为副产品回收。萤石的浮选通常以油酸、氧化石蜡皂等脂肪酸或其他皂类作捕收剂，在矿浆pH8～10，矿浆温度25℃以上条件下进行。常用的pH调整剂有碳酸钠和苛性钠。脉石抑制剂有水玻璃、单宁、栲胶、木素磺酸钠和白雀树皮汁等。为保证精矿质量，其精选次数至少为三次。

石英–萤石矿浮选流程   这种流程用于伴生杂质矿物以石英为主的萤石矿分选。萤石结晶粒度极不均匀，从几微米到几十毫米不等，且与石英紧密共生。其他杂质矿物有方解石、黄铁矿、高岭石等。该类矿石属易选型，一般用油酸等脂肪酸类捕收剂在碱性介质中经多次精选即可获得合格精矿。常用水玻璃作石英抑制剂，但用量应严格控制，用量少时对萤石有活化作用，用量过多则会抑制萤石。还常添加Al³⁺、Fe²⁺等多价金属阳离子及明矾、硫酸铝等对方解石加以抑制。流程结构的特点是多段磨选。再磨地点及中矿处理方式的选择视矿石嵌布粒度特性及对精矿质量的要求而异。流程结构有粗精矿再磨和中矿顺序返回；粗精矿再磨和中矿单独处理；中矿再磨集中返回以及中矿再磨单独处理。典型流程如图1，即中国东风萤石公司选矿流程。该公司选矿处理的矿石有两种：萤石块矿，CaF₂品位<40％，萤石和石英嵌布粒度细，较难磨难选；碎屑矿，粒度–20mm，品位55％～65％，石英含量较少，易磨易选。工艺过程是原矿破碎后，进行粗磨、浮选，粗精矿再磨并经六次精选，中矿顺序返回。浮选用油酸作捕收剂，碳酸钠作调整剂。水玻璃作抑制剂。主要选别指标为精矿CaF₂≥98％，SiO₂≤0.8％，CaF₂回收率≥74％。

碳酸盐–萤石矿浮选流程   这种矿石的主要伴生矿物为方解石、重晶石、石英等。该类型矿石属难选矿石。因萤石、方解石、重晶石三者可浮性极为相近，常需选择性良好的抑制剂才能使其有效分离。常用的抑制剂有水玻璃、氯化氢铵、单宁、栲胶、木素磺酸钠和白雀树皮汁等。所用抑制剂多为两种或两种以上的组合。典型流程如美国阿尔克亚(Alcoa)选矿厂工艺流程，见图2。该选厂先采用重介质选和浮选除去与萤石矿伴生的方铅矿、闪锌矿等金属矿物，然后用浮选生产酸级萤石精矿。萤石浮选在碱性介质中进行。使用油酸作捕收剂，碳酸钠作pH调整剂，单宁酸作方解石抑制剂。原矿含CaF₂ 50.0％，Pb 1.3％，Zn 0.7％，SiO₂ 15.5％，CaCO₃ 24.7％；萤石精矿品位为：CaF₂ 97.6％，SiO₂  0.7％，CaCO₃ 1.4％。