Флюорит и кварц часто встречаются вместе. Несмотря на различия в химическом составе и внешнем виде, их промышленное разделение требует не только распознавания минералов.
Основная задача — раскрыть флюорит из сростков с кварцем и создать достаточную разницу в их поверхностных свойствах.
Для крупного раскрытого материала иногда применяется гравитационная предконцентрация. Для тонковкрапленной руды или получения более качественного концентрата обычно требуются измельчение и флотация.
Типичный контур:
Дробление → Измельчение → Классификация → Кондиционирование → Основная флотация → Перечистка → Флюоритовый концентрат
Эффективность зависит от раскрытия, крупности, реагентов, химии пульпы и схемы флотации.
Почему разделение затруднено?
Флюорит представляет собой фторид кальция CaF₂, а кварц — диоксид кремния SiO₂. Разный химический состав не гарантирует простого разделения.
Тонкое взаимное прорастание
Флюорит может тонко прорастать с кварцем.
При недостаточном измельчении частица содержит оба минерала и представляет смешанную поверхность.
Это приводит к:
Потерям флюорита
Высокому кремнезему в концентрате
Низкому содержанию CaF₂
Сложному балансу качества и извлечения
До изменения реагентов необходимо проверить раскрытие.
Тонкие частицы и шламы
Переизмельчение образует шламы с большой удельной поверхностью.
Они нарушают селективную адсорбцию, увеличивают расход реагентов и способствуют механическому захвату кварца.
Более тонкий помол не гарантирует лучшей флотации.
Изменчивый состав пустой породы
Кроме кварца, руда может содержать кальцит, барит, глины и сульфиды.
При изменении состава меняется флотационная реакция. Режим для простой руды нельзя автоматически переносить на сложное месторождение.
Шаг 1. Дробление
Обычная схема:
Вибропитатель → Щековая дробилка → Конусная дробилка → Виброгрохот
Щековая дробилка выполняет первичное дробление, конусная — вторичное или мелкое. Грохот контролирует продукт и возвращает крупные частицы.
Цель — подготовить стабильное питание мельницы, а не разделить флюорит и кварц.
Шаг 2. Измельчение для раскрытия
Типичная замкнутая схема:
Дробленая руда → Шаровая мельница → Гидроциклон или классификатор
Готовая мелкая фракция поступает на флотацию, а крупная возвращается в мельницу.
Шаровая мельница используется для раскрытия флюорита из сростков с кварцем.
Оптимальная крупность
Универсального значения не существует.
Она зависит от:
Размеров кристаллов
Связи с кварцем
Степени раскрытия
Текстуры
Твердости
Других минералов
Флотационной реакции
Если раскрытие достигнуто при крупном размере, дальнейший помол может не дать пользы.
Если сохраняются сростки, может потребоваться дополнительное или стадийное измельчение.
Шаг 3. Классификация
После мельницы гидроциклон или классификатор разделяет частицы:
Мелкая фракция → Флотация
Крупная фракция → Возврат в мельницу
При плохой классификации крупные сростки поступают на флотацию, а готовая мелочь переизмельчается.
Сравнение оборудования приведено в статье Гидроциклон или спиральный классификатор.
Шаг 4. Кондиционирование
Перед флотацией пульпа смешивается с:
Технологической водой
Собирателями
Депрессорами
Регуляторами pH
Другими реагентами
Продолжительность и интенсивность должны обеспечить взаимодействие реагентов с поверхностью минералов.
Шаг 5. Флотационное разделение
Упрощенная схема:
Кондиционирование → Основная флотация → Контрольная флотация → Перечистка → Концентрат
Основная флотация
Цель — извлечь высокую долю раскрытого флюорита. Немедленное получение конечного качества на этой стадии менее важно.
Контрольная флотация
Контрольная операция извлекает дополнительный флюорит из хвостов основной флотации.
Перечистка
Перечистка удаляет кварц и другую пустую породу, повышая содержание CaF₂.
При сохранении сростков можно применять:
Черновой концентрат → Доизмельчение → Перечистка I → Перечистка II → Перечистка III → Готовый концентрат
Количество операций определяется испытаниями.
Флотационная машина может использоваться на основных, контрольных и перечистных стадиях.
Какие реагенты применяются?
| Тип | Назначение |
|---|---|
| Собиратель | Способствует флотации флюорита |
| Депрессор | Подавляет кварц и пустую породу |
| Регулятор pH | Управляет химией и селективностью |
| Вспениватель | Регулирует образование и устойчивость пены |
Жирнокислотные собиратели
Реагенты на основе жирных кислот, включая связанные с олеиновой кислотой, часто применяются для флюорита.
Они делают поверхность гидрофобной и обеспечивают ее прикрепление к пузырькам.
Чрезмерная дозировка может снизить селективность, увеличить расход и повысить выход пустой породы.
Силикат натрия
Силикат натрия, или жидкое стекло, применяется как депрессор и диспергатор силикатной пустой породы.
Недостаточная доза ухудшает подавление кварца. Избыток может отрицательно повлиять на флюорит.
Дозировка определяется испытаниями.
Дополнительная информация приведена в руководстве по флотационным реагентам.
Влияние pH
Изменение pH влияет на:
Адсорбцию собирателя
Работу депрессора
Поверхностный заряд
Поведение пены
Селективность
Универсального pH не существует. Рабочий диапазон зависит от минералогии, воды, собирателя, депрессора и сопутствующих минералов.
Как снизить кремнезем в концентрате
1. Проверить раскрытие
Если частицы остаются сростками, реагенты не смогут полностью разделить их.
2. Проверить переизмельчение
Мелкий кварц может попадать в концентрат путем механического захвата. Следует улучшить классификацию.
3. Оптимизировать депрессор
Недостаточная доза позволяет кварцу флотироваться. Избыток может снизить извлечение флюорита.
4. Проверить перечистку
Черновой концентрат может нуждаться в дополнительных операциях для достижения целевого CaF₂.
5. Оценить воду
Растворенные ионы и оборотная вода могут изменять работу реагентов.
Причины низкого извлечения
| Причина | Эффект | Направление |
|---|---|---|
| Недостаточное измельчение | Флюорит остается с кварцем | Улучшить раскрытие |
| Переизмельчение | Образуются шламы | Настроить измельчение |
| Плохая классификация | Нестабильное питание | Улучшить замкнутый цикл |
| Мало собирателя | Флюорит остается в хвостах | Оптимизировать дозу |
| Много депрессора | Флюорит подавляется | Изменить реагентный режим |
| Плохое кондиционирование | Неравномерное распределение | Улучшить перемешивание |
| Недостаточная контрольная флотация | Потери флюорита | Проверить контур |
| Нестабильная пена | Снижение извлечения или селективности | Настроить условия |
Низкое извлечение не всегда связано с флотационной машиной. Источник может находиться в измельчении или классификации.
Извлечение и качество концентрата
Максимизация извлечения может увеличить содержание кварца.
Слишком агрессивное повышение качества может отправить ценный флюорит в хвосты.
Необходимо сбалансировать:
Извлечение флюорита ↔ Содержание CaF₂
Основная флотация защищает извлечение, а перечистка постепенно повышает качество.
Типичная технологическая схема
Руда
↓
Дробление и грохочение
↓
Шаровое измельчение
↓
Классификация
↓
Кондиционирование
↓
Основная флотация
↓
Контрольная флотация
↓
Черновой концентрат
↓
Доизмельчение при необходимости
↓
Несколько перечисток
↓
Сгущение и фильтрация
↓
Флюоритовый концентрат
Это концептуальная схема. Количество стадий зависит от раскрытия, содержания кварца, другой пустой породы и требований к продукту.
Полная технология представлена на странице обогащения флюоритовой руды.
Оборудование для разделения
| Процесс | Оборудование |
|---|---|
| Питание | Вибропитатель |
| Первичное дробление | Щековая дробилка |
| Вторичное дробление | Конусная дробилка |
| Грохочение | Виброгрохот |
| Измельчение | Шаровая мельница |
| Классификация | Гидроциклон или спиральный классификатор |
| Кондиционирование | Агитационный чан |
| Основная флотация | Флотационная машина |
| Контрольная флотация | Флотационная машина |
| Перечистка | Флотационная машина |
| Сгущение | Сгуститель |
| Обезвоживание | Фильтр-пресс |
Камерный фильтр-пресс может снижать влажность флюоритового концентрата после сгущения.
Конфигурация зависит от производительности, питания, твердости, помола, результатов испытаний и требований к продукту.
Когда нужен другой процесс?
Другой или комбинированный процесс рассматривается, если:
Флюорит раскрывается при крупном размере
Крупную пустую породу можно удалить до помола
В руде много барита или кальцита
Сульфиды необходимо удалить заранее
Состав значительно меняется по зонам
Избыток шламов затрудняет флотацию
Могут применяться гравитационная предконцентрация, стадийный помол, флотация сульфидов или доизмельчение.
Стройте процесс вокруг руды
Если флюорит остается в сростках, улучшайте раскрытие. При избытке шламов проверяйте измельчение и классификацию. Если минералы раскрыты, но кварц попадает в концентрат, исследуйте кондиционирование, реагенты, химию пульпы и перечистку.
Правильная последовательность:
Минералогия → Раскрытие → Измельчение → Классификация → Кондиционирование → Флотация → Качество
XINGAONAI может подобрать оборудование с учетом фактической руды и требований к концентрату.
