

Существует около 250 минералов, содержащих REOE, но лишь немногие из них представляют какую-либо экономическую ценность. Большинство из них содержат уран, титан, тантал и ниобий. По составу минералы REOE делятся на две основные группы:
(1) Цериевая группа РЗЭ, в которую входят лопарит, бастнезит, паризит, монацит и ортит.
(2) Иттриевая группа РЗЭ, в которую входят итропаризит, фергусонит, самарскит, приорит, гадолинит и др.
В таблице 7.23 перечислены основные Полезные ископаемые REO экономической ценности. Минералы РЗЭ также делятся на две подгруппы - комплексные и селективные комплексные минералы, содержащие лантаноиды (от церия до лютеция). Селективная группа содержит элементы из одной или другой группы. Большинство продуктов, получаемых из REOE, - монацит, бастнезит и эвксенит. Монацит относится к фосфатной группе REOEs, обладает низкими магнитными свойствами и ярко-желтым цветом. Обычно он встречается в пегматитах и гранитах, а также вкраплен в циркон, магнетит и ильменит. При распаде руд твердых пород монацит, благодаря своей химической устойчивости, содержится в песчаных отложениях вместе с ильменитом, цирконом, магнетитом и другими минералами. Минимальное содержание монацита в песчаном месторождении составляет около 1%. Бастнезит относится к группе карбонатитовых минералов, содержащих РЗЭ. Помимо элементов цериевой группы, бастнезит содержит иттрий и европий. Обычно он содержит 65%-75% REOE. Бастнезит обычно встречается в пегматитах, карбонатитах и гидротермальных рудных телах в щелочных минералах гангесов. Поскольку он химически инертен и стабилен, то не встречается в месторождениях минеральных песков. Эвксенит - титанотантал/ниобийсодержащий минерал, имеет сложную формулу (табл. 7.23) с переменным химическим составом. Обычно он встречается в песчаных месторождениях вместе с монацитом, ксенотимом, цирконом, бериллом, колумбитом и другими минералами.
К основным минералам, содержащим РЗЭ, относятся апатит, фосфаты, перовскит, эвдиалит, пирохлор и ортит, причем некоторые из них содержат значительные количества РЗЭ. Лопарит (Nb-минерал), например, содержит в три раза больше РЗЭ, чем ниобия. Он представляет собой титанотантало-ниобиевую руду REOE. Лопарит встречается в пегматитах и нефелинсодержащих рудах. Монацит, бастнезит и лопарит содержат исключительно цериевую группу РЗЭ. Другие минералы, содержащие REOE, такие как фергусонит, приорит и самарскит, обычно являются акцессорными минералами, содержащими тантал, ниобий, уран и торий.
| Минерал | Формула | Относительное содержание REOE | Удельный вес | Твердость |
| Монацит | (Ce,La,...)PO₄ | 50%-68%(Ca,La,…)₂0₃,22%-31% P₂Os,4%-12%ThO₂,~7%ZrO₂,~6%SiO₂ | 4.9 | 5.5 |
| Бастнезит | (Ce,La,Pr)[CO₃]F | 36%-40%Ce₂O₃,36%(La,…,Pr)₂O₃, 19%-20%CO₃,6%-8%F | 4.5 | 4.5 |
| Ксенотим | YPO₄ | 52%-62%Y₂O₃, Ce, Er в качестве примесей, Th, ~5%U, 3%ZrO₂, ~9%SiO₂ | 4.6 | 4.5 |
| Паризит | Ca(Ce,Ia,...)2[CO₃]3F₂ | 11%CaO,26%-31%Ce₂O₃,27%-30% (La,Nd)₂O₃,24%CO₂,6%F | 4.3 | 4.5 |
| Иттроцерит | (Ca,Y,Ce,Er)F₂-3H₂O | 19%-32%Ca,8%-11%Ce,14%-37%Y,37%- 42%F | 3.8 | 4.5 |
| Гадолинит | (Y,Ce₂)Fe,BeSi₂O10 | 10%-13%Fe0,30%-46%YO₃,25%SiO₂,5% (Ce,La,…)₂O₂,9%-10%BeO | 4-4.5 | 6.5-7 |
| Orthite | (Ca,Ce)₂ (Al,Fe)₃SiO₂ [0,OH] | 6%Ce₂O₃,7%(La,…)O₃,4%Be0, 8%Y₂O₃ | ||
| Лопарит | (Na, Ca, Ce, Sr)₂ (Ti, Ta, Nb)₂0₆ | 39%-40%TiO₂,34%(Ce,La,.….)₂O₃,8%-11%(Ta,Nb)₂O₅,5%CaO,Cr,Th as impurities | 4.8 | 6 |
| Эвксенит | (Y,Ce,Ca,U,Th)(Ti, Nb,Ta)20₆ | 18%-28%(Y,Er)₂O₃,0.2%-3%(Ce,La,…)2O₃,16%-30%TiO₂,4%-47%Nb₂O₅, 1.3%-33%Ta₂Os,0.4%-12%U₃O₈ | 4.9 | 5.5 |
| Фергюсонит | (Y,Sr,Ce,U)(Nb,Ta,Ti)0₄ | 46%-57%(Nb,Ta)₂Os,31%-42%Y₂O₃, 14%Er₂O₃,1%-4%ThO₂,1%-6%UO₂ | 5.6-6.2 | 5.5-6.5 |
| Самарскит | (Y,Er,U,Ce,Th)4 (Nb,Ta)₆O₂1 | 6%-14%Y₂O₃,2%-13%Er₂O₃,3%Ce₂O₃,0.7%-4%(Pr,Nd)₂O₃,27%-46%Nb₂Os,1.8%-27%Ta₂Os,Sn,U,Fe as impurities | 5.6-5.8 | 5-6 |
| Приорит (эсхинит) | (Y,Er,Ca,Th)(T,Nb)20₆ | 21%-28%(Y,Er)₂O₃,3%-4%Ce₂O₃,21%- 34%TiO₂,15%-36%Nb₂Os,0.6%-7%ThO₂, 0-5%UO₂ | 5-7.8 | 5.6 |
| Эсхинит (эсхинит) | (Ce,Ca,Th)(T,Nb)₂0₆ | 15%-19%Ce0,0.9%-4.5%(Y,Er)₂O₃,21%-24%TiO₂,23%-32%Nb₂Os,0-7%Ta₂Os, 11%-17%ThO₂ | 4.9-5.4 | 5-6 |
7.6.2 Флотационные свойства минералов REOE
7.6.2.1 Флотационные свойства монацита и бастнезита
Из вкрапленных руд, содержащихся в минеральных линзах, извлечение бастнезита и монацита осуществляется с помощью флотации. Флотационные свойства бастнезита и монацита аналогичны содержащимся в бастнезите и монаците минералам-порождениям, таким как кальцит, барит, апатит, турмалин, пирохлор и другие, которые представляют трудности при селективной флотации. Однако в последние годы был достигнут значительный прогресс в области флотации как монацита, так и бастнезита.
На рис. 7.22 показано влияние pH и Na₂S на флотацию монацита, пирохлора и циркона. Монацит легко флотируется с использованием анионных собирателей, таких как олеиновая кислота и олеат натрия, в области pH 7-11. Монацит не легко всплывает при использовании, например, лаурил-амина или катионных собирателей. Адсорбция олеата натрия на монаците увеличивается с ростом pH, что указывает на то, что монацит не плавает в кислых pH, в то время как пирохлор легко плавает и подавлен при pH более 10. Было установлено, что Na₂S-9H₂O является селективным регулирующим агентом при флотации монацита. При добавлении 2-3 кг/т Na₂S циркон и пирохлор угнетаются, в то время как флотируемость монацита остается неизменной или, в случае некоторых руд, улучшается.


Рис.7.22 Влияние pH и Na₂S на флотацию монацита, циркона и пирохлора
Флотационные свойства бастнезита в значительной степени зависят от состава руды и примесей, содержащихся в самом минерале. Бастнезит, обнаруженный в карбонатитовой руде, извлекается с помощью жирнокислотного коллектора после предварительной термической обработки флотационного сырья. Влияние температуры нагрева на степень извлечения бастнезита показано на рис. 7.23.

Рис.7.23 Влияние температуры нагрева на зависимость сортности бастнезита от степени восстановления
Флотируемость бастнезита, содержащегося в барит-флюоритовых рудах, крайне низка при использовании флотации жирными кислотами или олеатом натрия. Исследования, проведенные на руде из Центральной Азии, показали, что флотируемость бастнезита значительно улучшилась после предварительной флотации барита.
Флотация бастнезита из карбонатитовой руды улучшилась при использовании олеиновой кислоты, модифицированной фосфатным эфиром. Флотация бастнезита из месторождений пегматитового происхождения может быть успешно осуществлена с использованием нескольких типов собирателей, включая талловое масло, модифицированное вторичным амином, и талловое масло, модифицированное нефтяной сульфонатно-композиционной группой. Влияние модификации таллового масла на результаты металлургического анализа бастнезита представлено в табл. 7.24. Данные, приведенные в этой таблице, показывают, что использование модифицированного таллового масла привело к значительному улучшению металлургических результатов бастнезита.
Таблица 7.24 Влияние модификаций таллового масла на флотацию бастнезита из пегматитовых руд
| Коллектор | Продукт | Вес/% | Всего анализов REO/% | Восстановление REO/% |
| Жирная кислота таллового масла | Концентрат REO | 10.77 | 48.5 | 73.8 |
| Комбинированный хвост REO | 89.23 | 2.07 | 26.2 | |
| Корм | 100.00 | 7.08 | 100.0 | |
| Талловое масло, модифицированное вторичным амином (актат амина) | Концентрат REO | 10.59 | 60.1 | 90.5 |
| Комбинированный хвост REO | 89.41 | 0.74 | 9.5 | |
| Корм | 100.00 | 7.02 | 100.0 | |
| Талловое масло, модифицированное нефтяным сульфонатом | Концентрат REO | 10.45 | 62.2 | 92.3 |
| Комбинированный хвост REO | 89.55 | 0.61 | 7.7 | |
| Корм | 100.00 | 7.05 | 100.0 |
7.6.2.2 Флотационные свойства иттрия, содержащего REO
Иттроцерит, гадолинит, фергусонит и приорит часто встречаются в относительно сложных рудах, содержащих кварц, хлорит и серицит. В некоторых месторождениях встречаются два или все вышеперечисленные минералы вместе. Некоторые комплексные месторождения гидротермального происхождения содержат циркон вместе с REO из иттриевых групп. Обычно руды, содержащие минералы иттриевой группы, относятся к вкрапленным рудам, где выделение происходит при размере <74 мкм, поэтому единственным методом обогащения таких руд является флотация.
Ограниченные исследования показывают, что минералы с иттриевыми группами могут быть извлечены с помощью алкилгидроксаматных собирателей, которые образуют сложные реакции с РЗЭ. Установлено, что иттроцерит и гадолинит легко флотируются гидроксамовой кислотой при рН 9-10. Предлагаемая технологическая схема обогащения иттрия, содержащего РЗЭ, представлена на рис. 7.24. При использовании технологической схемы, представленной на рис.7.24, на некоторых рудах может быть достигнуто содержание концентрата 65% REO+Y₂O₃ при извлечении 72%-75% Y₂O₃. Исследования показали, что эффективность алкилгидроксамата для флотации иттриевой группы REO может быть улучшена путем замены алкильной группы на изо-спирт фракции C12-C16, например, изо-додециловый спирт.

Рис.7.24 Обобщенная технологическая схема обогащения минералов иттриевой группы методом флотации
(Срджан М. Булатович, 2010)
Этот гидроксамат селективен по отношению к кальциту, флюориту и серициту. Минералы иттриевой группы, содержащие циркон, также имеют очень сложный минеральный состав. Эти руды содержат фергюсонит, эвксенит и приорит, а также другие минералы, содержащие REO. Такие месторождения встречаются в Северной Канаде (Тор-Лейк).
В отношении этих руд были проведены ограниченные исследования, которые показали, что РЗЭ не может быть извлечен с помощью жирной кислоты или олеата натрия. Однако было установлено, что смесь сульфосукцинамата и фосфатного эфира, модифицированного алкилсульфатом, может эффективно извлекать РЗЭ и циркон. На рис.7.25 показано влияние вышеуказанной смеси собирателей (KBX₃) на извлечение REO из сложных руд REO-ZrO₂. Щелочная кислота и жирная кислота (FA₃) оказались не столь эффективными по сравнению с коллектором KBX3. Как видно из данных, приведенных на рис. 7.25, низкие результаты были достигнуты при использовании жирной кислоты или собирателя олеата натрия. В случае циркона, содержащего REO, существует сильная зависимость между восстановлением циркона и восстановлением REO из иттриевой группы REO. Эта связь показана на рис. 7.26. Это связано с тем, что циркон, присутствующий в этих рудах, содержит часть РЗЭ в виде включений в самом минерале. В ряде случаев РЗЭ из иттриевой группы содержит значительные количества пирохлора и/или танталового колумбита. Оба минерала обычно плавают вместе с цирконом и минералами РЗЭ.


7.6.3 Практика флотации и исследовательские работы по обогащению минералов РЗО
7.6.3.1 Введение
Значительная часть РЗЭ производится из монацит- и бастнезитсодержащих руд. В большинстве случаев бастнезитовые и монацитовые руды относительно комплексные и содержат минералы-примеси (кальцит, барит, флюорит и апатит) с такими же флотационными свойствами, как у монацита и бастнезита.
Монацит также встречается в песках с тяжелыми минералами, которые обычно извлекаются с помощью физических методов обогащения, таких как гравитационная, магнитная и электростатическая сепарация.
Некоторые месторождения, помимо РЗЭ, содержат циркон и титановые минералы. Из этих руд РЗЭ и циркон могут быть извлечены в крупнотоннажный концентрат, пригодный для гидрометаллургической обработки.
7.6.3.2 Практика флотации при обогащении бастнезитсодержащих руд
На предприятии Маунтин-Пасс (США) перерабатывается относительно сложная руда. Основной минерал РЗЭ - бастнезит с незначительными количествами синхизита, паризита и монацита. Основными минералами-гангесами являются кальцит, барит, силикаты и доломит. Количество отдельных минералов в этой руде непостоянно и меняется ежегодно. На обогатительной фабрике Маунтин-Пасс перерабатываются два основных типа руды: (1) руда с высоким содержанием кальцита (35%-45% CaO); (2) барит-доломитовая руда с высоким содержанием барита (так называемая коричневая руда). Барит также содержит значительные количества стронция.
Освобождение руды Маунтин-Пасс было тщательно изучено на руде, подаваемой на мельницу, и на продукте фабрики. Для достижения освобождения требуется измельчение руды до K₈0 около 56 мкм. Обычно наблюдается блокировка между бастнезитом и кальцитом выше 50 мкм. Обычно кальцит/бастнезитовый мидлинги попадают в конечный концентрат.
За последние 20 лет были проведены обширные исследования, в ходе которых оценивались различные схемы реагентов. Ниже приводится краткое резюме полученных результатов:
(1) Гидроксамовая кислота, используемая в качестве собирателя, показала лучшую селективность по сравнению с жирной кислотой. Однако ее еще предстоит испытать на действующей установке.
(2) Была проведена обширная работа по оценке различных жирных кислот. Различные исследователи пришли к противоречивым выводам относительно эффективности различных жирных кислот. Исследования, проведенные Бюро горной промышленности США (Reno, NV, USA), подтвердили, что дистиллированная кислота дала результаты, превосходящие результаты линолевой кислоты или жирных кислот, содержащих канифоль. Исследования, проведенные в Университете Нью-Мексико и в лаборатории Molycorp, показали, что дистиллированное талловое масло, содержащее канифольную кислоту, дает результаты лучше, чем чистая олеиновая кислота. Эти различия, вероятно, обусловлены разной реакцией флотации, связанной с различиями в минералогии.
(3) Что касается исследований различных депрессантов, то было проведено лишь ограниченное количество работ с квебрахо, дубильной кислотой и различными сульфонатами лигнина. Сульфонаты лигнина со средней молекулярной массой оказались лучше.
(4) Температура флотации была предметом многочисленных исследований. Был сделан вывод, что нагрев пульпы с коллектором является единственным способом селективной флотации бастнезита. Считается, что нагрев пульпы с коллектором приводит к селективной агрегации бастнезита в виде отталкивающих капель, что может привести к улучшению селективности и уменьшению вмешательства слизи.
Технологическая схема, используемая на Маунтин Пасс, с добавлением реагентов показана на рис. 7.27. Схема реагентов, используемых в настоящее время на заводе, представлена в табл. 7.25. Веслиг представляет собой сульфонат лигнина с молекулярной массой около 20000 и содержит также окись этилена. Оксид этилена служит для снижения пенообразующих свойств веслига и повышает эффективность депрессии веслига, в частности, для барита. Типичный пример металлургических результатов, полученных на заводе, приведен в табл. 7.26.
Таблица 7.25 Схема реагентов, используемых в Горном Пройти концентратор
| Реагент | Дополнения/г -t-¹ | Реагент | Дополнения/г -t-¹ |
| Зола соды (Na₂CO₃) | 3000-4500 | Сульфонат лигнина (Веслиг) | 2400-3500 |
| Фторсиликат натрия (Na₂SiF₆) | 300-600 | Жирная кислота таллового масла (P25A) | 200-400 |
Таблица 7.26 Металлургические результаты завода Molycorp
| Продукт | Вес/% | Анализы/% | Распределение/% | |||||
| REO | Ce₂O₃ | La2O₃ | BaSO₄ | CaO | REO | Ce₂O₃ | ||
| Готовый бастнезитовый концентрат | 9.38 | 64.1 | 31.4 | 22.2 | 2.7 | 3.1 | 75.6 | 75.5 |
| Конечный хвост бастнезита | 90.62 | 2.28 | 1.06 | 0.74 | 26.3 | 16.9 | 24.4 | 24.5 |
| Корм | 100.00 | 8.09 | 3.9 | 2.76 | 26.3 | 15.6 | 100.0 | 100.0 |

Следует отметить, что результаты работы завода могут быть различными и зависят от типа руды.съел.
Типичное распределение РЗЭ в концентрате Маунтин Пасс представлено в таблице 7.27.
Таблица 7.27 Распределение РЭО в моконцентрат перевала
| Элемент | Общее содержание REO/% | Элемент | Общее содержание REO/% |
| Лантан | 33.2 | Диспрозий | 0.0312 |
| Церий | 49.1 | Гольмий | 0.0051 |
| Празеодим | 4.34 | Эрбий | 0.0035 |
| Неодим | 12.0 | Тулий | 0.0009 |
| Самарий | 0.790 | Иттербий | 0.0006 |
| Европий | 0.118 | Лютеций | 0.0001 |
| Гадолиний | 0.166 | Иттрий | 0.0913 |
| Тербий | 0.0159 |
Баритовая, флюоритовая и бастнезитовая руда месторождения Донг Пао во Вьетнаме представляет собой сильно выветрившуюся руду, в которой более 30% бастнезита содержится во фракции -7 мкм. Основными минералами-хозяевами этой руды являются барит и флюорит. В табл. 7.28 приведены химические анализы руды, использовавшиеся в различных исследованиях. Поскольку в руде много барита и флюорита, прямая флотация бастнезита из руды была невозможна. Следует отметить, что флюорит обладает схожими с бастнезитом флотационными свойствами, и отжатие флюорита при флотации бастнезита затруднено.
Таблица 7.28 Химические анализы Донг Пао руда
| Элемент | Анализы/% | Элемент | Анализы/% | Элемент | Анализы/% |
| Всего РЭО | 8.72 | Глинозем (Al₂O₃) | 0.97 | Фосфор (P₂O₅) | 0.13 |
| Церий (Ce₂O₃) | 3.76 | Железо (Fe₂O₃) | 2.69 | Марганец (MnO₂) | 0.64 |
| Лантан (La₂O₃) | 3.18 | Кальций (CaO) | 0.15 | Хром (Cr₂O₃) | 0.22 |
| Барит (BaSO₄) | 62.5 | Натрий (Na₂O) | 0.54 | Ванадий (V₂O₅) | 0.03 |
| Флюорит (CaF₂) | 5.54 | Калий (K₂O) | 0.11 | LOI | 10.6 |
| Кремнезем (SiO₂) | 8.85 | Титан (TiO₂) | 0.09 |
На этой руде были проведены обширные исследования, направленные на разработку коммерческого процесса переработки с получением высокосортного концентрата РЗЭ. В результате были разработаны уникальная технологическая схема и схема реагентов.
Она включает последовательную барит-флюорит-бастнезитовую флотацию. Технологическая схема представлена на рис.7.28. Перед измельчением руда была промыта и обесшламлена. Тонкости промывки содержали более 30% от общего количества бастнезита, присутствующего в руде. Измельченная руда сначала подвергалась баритовой флотации, а затем флюоритовой. Благодаря флотации барита и флюорита перед бастнезитом, из бастнезитового флотационного сырья было удалено около 70% общего веса. В результате флотационного обогащения бастнезита было получено 8,5% REO и около 30% REO.

Рис.7.28 Технологическая схема, разработанная для обогащения руды Донг Пао (Srdjan M.Bulatovic, 2010)
Схема реагентов, разработанная в ходе обширных лабораторных испытаний, представлена в табл. 7.29. Данная схема реагентов уникальна тем, что коллектор и количество депрессоров в ней состоят из ряда реагентов, которые обеспечивают повышенную селективность при последовательной флотации барита и флюорита из бастнезита.
Таблица 7.29 Разработка схемы реагентовоборудование для обогащения полезных ископаемых сайт Донг Пао руда
Дополнения/г -t-¹
| Реагент BaSO₄circuitRougher Cleaner | CaF₂circuit | Цепь REO | ||||
| Грубее | Очиститель | Грубее | Очиститель | |||
| Депрессанты и модификаторы | ||||||
| Na₂SiO₃ | 2500 | 1200 | 1500 | 1100 | ||
| BaCl₂ | 500 | 400 | 一 | 一 | 一 | |
| NaF | 一 | 一 | 300 | 400 | 一 | |
| Al₂ (SO₄)₃ | 一 | 600 | 400 | 一 | 一 | |
| MESB | 一 | 一 | 20 | 200 | 一 | 一 |
| Na₂CO₃ | 一 | 一 | 一 | 一 | 4000 | 1400 |
| Лимонная кислота | 一 | 一 | 一 | 1000 | 3500 | |
| ММ4 | 一 | 一 | 1000 | 1300 | ||
| Коллекционеры | ||||||
| SR82 | 850 | 一 | 一 | 一 | ||
| AKF2 | 一 | 一 | 300 | 一 | 一 | 一 |
| KV3 | 一 | 一 | 一 | 一 | 900 | 200 |
| Мазут | 一 | 一 | 一 | 一 | 200 | 一 |
Для флотации барита в качестве депрессора использовался силикат натрия, а в качестве активатора барита - хлорит бария. Баритовый собиратель SR82 состоял из смеси нефтяного сульфоната, алкилсульфата натрия и сукцинамата. Собиратель был селективен как к флюориту, так и к бастнезиту. Более 96% барита было извлечено в относительно высокосортный концентрат.
При флотации флюорита использовалась смесь сульфонатов квебрахо и лигнина (MESB) с коллектором, состоящим из смеси олеиновой кислоты и фосфорного эфира. Для флотации бастнезита использовались собиратели, включающие жирную кислоту таллового масла, модифицированную триэтилентетраамином. Депрессант ММ4 представлял собой смесь сульфонатов лигнина с молекулярной массой от 9000 до 20000. Результаты, полученные в ходе непрерывных испытаний с замкнутым циклом, обобщены в таблице 7.30. Основным загрязнителем бастнезитового концентрата был флюорит. Полная флотация флюорита была невозможна без больших потерь бастнезита во флюоритовом концентрате.
Для флотации барита в качестве депрессора использовался силикат натрия, а в качестве активатора барита - хлорит бария. Баритовый собиратель SR82 состоял из смеси нефтяного сульфоната, алкилсульфата натрия и сукцинамата. Собиратель был селективен как к флюориту, так и к бастнезиту. Более 96% барита было извлечено в относительно высокосортный концентрат.
При флотации флюорита использовалась смесь сульфонатов квебрахо и лигнина (MESB) с коллектором, состоящим из смеси олеиновой кислоты и фосфорного эфира. Для флотации бастнезита использовались собиратели, включающие жирную кислоту таллового масла, модифицированную триэтилентетраамином. Депрессант ММ4 представлял собой смесь сульфонатов лигнина с молекулярной массой от 9000 до 20000. Результаты, полученные в ходе непрерывных испытаний с замкнутым циклом, обобщены в таблице 7.30. Основным загрязнителем бастнезитового концентрата был флюорит. Полная флотация флюорита была невозможна без больших потерь бастнезита во флюоритовом концентрате.
Таблица 7.30 Результаты испытаний с непрерывной блокировкой цикла
| Нет. | Продукт | Вес/% | Анализы/% | Распределение/% | |||||
| BaSO₄ | CaF₂ | REO | BaSO₄ | CaF₂ | REO | ||||
| 1 | BaSO₄Концентрат чистящего средства | 62.83 | 95.8 | 0.67 | 0.61 | 96.8 | 7.3 | 4.6 | |
| CaF₂Концентрат чистящего средства | 7.36 | 3.11 | 44.4 | 7.57 | 0.4 | 56.3 | 6.7 | ||
| Концентрат чистящего средства REO | 13.72 | 8.55 | 14.8 | 45.9 | 1.9 | 35.0 | 75.6 | ||
| Комбинированный хвост REO | 16.09 | 3.47 | 0.50 | 6.79 | 0.9 | 1.4 | 13.1 | ||
| Head(cale) | 100.00 | 62.2 | 5.80 | 8.33 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | ||
| 2 | BaSO₄Концентрат чистящего средства | 62.83 | 95.8 | 0.67 | 0.61 | 97.2 | 7.1 | 4.7 | |
| CaF₂Концентрат чистящего средства | 7.36 | 3.11 | 44.4 | 7.57 | 1.4 | 54.9 | 6.7 | ||
| Концентрат чистящего средства REO | 12.97 | 6.55 | 16.6 | 48.4 | 1.4 | 36.2 | 76.1 | ||
| Комбинированный хвост REO | 16.84 | 4.00 | 0.61 | 6.13 | 1.1 | 1.7 | 12.5 | ||
| Head(cale) | 100.00 | 62.0 | 5.94 | 8.25 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | ||
7.6.3.3 Практика флотации при обогащении Монастыря
Значительная часть добычи монацита приходится на месторождения минерального песка. При обогащении монацита из месторождений минерального песка, содержащего гранат, ильменит, ракушечник и силикаты, используется физическое обогащение и сочетание физического обогащения с флотацией. В ходе различных исследований было разработано несколько схем реагентного обогащения с использованием флотации, и некоторые из них были подтверждены на опытно-промышленных установках непрерывного действия.
A Флотация индийского пляжного песка (монацита)
В Индии имеются очень крупные месторождения монацита на прибрежных берегах Кералы и Ченнаи. Типичный минеральный состав этого месторождения: 60% ильменита, 1,2% рутила, 5% циркона, 6,4% граната, 4% силиманита, 16% кварца, 2,5%-5% монацита и 1%-7% раковины. В ходе исследований использовались различные анионные собиратели и рН при флотации монацита, а также уровень силиката натрия, используемого в качестве депрессора.
Экспериментальные работы, проведенные при различных уровнях содержания силиката натрия (табл. 7.31), показывают, что силикат натрия является отличным депрессантом для титана, циркона и других посторонних минералов, в то время как на флотацию монацита он не влияет.
В качестве собирателя в данном эксперименте использовался олеат натрия при добавлении 300 г/т. Помимо олеата натрия, были исследованы другие собиратели жирных кислот. Результаты приведены в табл. 7.32. Из этих данных следует, что мыло насыщенных жирных кислот является плохим собирателем для монацита, так же как и лаурат натрия.
Ацинтолы (смесь олеиновой и линолевой кислот) показали лучшие результаты по сравнению с олеатом натрия. Это можно объяснить присутствием линолевой кислоты, которая имеет две двойные связи. Кроме того, скорость флотации монацита увеличилась при использовании ацинтола по сравнению с олеатом натрия.
Монацитовый концентрат в этих экспериментах содержал некоторое количество граната и силлиманита. В заключение можно отметить, что влияние pH на флотацию минералов пляжного песка является критическим при селективной флотации монацита от других минералов.
Практика обогащения руд цветных металлов
Таблица 7.31 Влияние силиката натрия на флотацию монацита с сайта Керала и Ченнай пляж песок (Индия)
| Количество реагентов/кг -t- | Флотационный pH | Монацитовый концентрат | Монацитовые хвосты | |||||
| Na₂SiO₃ | NaOH | Вес/% | Класс/% | Восстановление/% | Вес/% | Класс/% | Восстановление/% | |
| 1 | 2.2 | 9.2 | 3.2 | 23.9 | 13.3 | 96.8 | 2.54 | 33.7 |
| 3 | 3.0 | 9.4 | 10.4 | 33.3 | 37.5 | 89.6 | 0.95 | 62.5 |
| 5 | 5.5 | 9.6 | 8.3 | 66.2 | 88.4 | 91.7 | 0.28 | 11.6 |
| 7 | 6.5 | 9.7 | 6.6 | 76.2 | 92.3 | 93.4 | 0.24 | 8.3 |
| 9 | 9.0 | 9.8 | 5.6 | 84.4 | 85.7 | 94.4 | 0.24 | 5.6 |
| 11 | 8.5 | 9.8 | 4.8 | 94.3 | 83.6 | 95.2 | 0.40 | 4.8 |
Таблица 7.32 Влияние различных собирателей на флотацию монацита из сайт Ченнай пляжh песок
| Тип коллектора | Добавка/кг -t- | Монацитовый концентрат | Монацитовые хвосты | ||||
| Вес/% | Класс/% | Восстановление/% | Вес/% | Класс/% | Восстановление/% | ||
| Лаурат натрия | 11.4 | 5.0 | 21.4 | 20.0 | 95.0 | 4.6 | 80.0 |
| Олеат натрия | 5.5 | 8.3 | 66.2 | 88.4 | 91.7 | 0.28 | 11.6 |
| Неофат 140 | 5.5 | 9.0 | 57.0 | 89.0 | 91.0 | 0.12 | 11.0 |
| Ацинтол FA1 | 5.0 | 6.1 | 75.5 | 86.4 | 93.9 | 0.23 | 13.6 |
| Ацинтол FA2 | 5.0 | 5.6 | 81.6 | 89.2 | 94.4 | 0.16 | 10.8 |
| Ацинтол FAX | 5.0 | 5.8 | 71.0 | 77.0 | 94.2 | 0.16 | 23.0 |
Монацит может быть селективно флотирован от других минералов при использовании Na₂O:SiO₂ (1:1) в относительно высоких дозах (например, 5 кг/т).
B Обработка черного песка монацита в Розетте
Минералогия монацита из черных песков Розетта-Нил относительно сложна и содержит множество различных минералов. В табл. 7.33 приведен химический анализ руды, добытой в руднике.
Распределение размеров черного песка варьировалось от 80 мкм до 100 мкм. Испытания черного песка включали изучение анионных и катионных собирателей. Катионные собиратели, такие как Amine 22, Armac и Armac T, дали плохие результаты. Селективность была низкой, даже при использовании модифицированных крахмалов в качестве депрессоров ганглиев.
Испытания с использованием депрессии монацита молочной кислотой и флотацией остаточных минералов с гидрохлоридом 3-лаурил-амина позволили получить концентрат с содержанием монацита 75,5% при извлечении около 70%.
Таблица 7.33 Анализы из сайт запуск в эксплуатацию черный песок
| Элемент | Анализы/% | Элемент | Анализы/% | Элемент | Анализы/% |
| Кремнезем (SiO₂) | 13.35 | Циркон (ZrO₂) | 3.72 | Натрий (Na₂O) | 0.21 |
| Титан (TiO₂) | 25.8 | Марганец (MnO) | 2.82 | Калий (K₂O) | 0.02 |
| Кальций (CaO) | 2.71 | Железо (Fe₂O₃) | 39.84 | Фосфор (P₂Os) | 0.10 |
| Магний (MgO) | 1.75 | Глинозем (Al₂O₃) | 9.24 | Монацит (REO) | 2.20 |
C Карбоксильные собиратели из карбоксилатной группы
Эти коллекторы были исследованы при рН 10 и разбавлении пульпы до примерно 15% твердых частиц. Извлечение монацита составило более 95%.
D Активация монацита с помощью оксалата
Экспериментальная работа была проведена на черном песке, в котором исследовалось влияние оксалата натрия на активацию монацита. Следует отметить, что монацит по сути представляет собой фосфат церия и лантана, поэтому существует вероятность того, что оксалат натрия оказывает активирующее действие на монацит. Использование олеата натрия в качестве активатора было изучено с различными сульфонатными собирателями (табл. 7.34). Было показано, что при использовании сульфонатных собирателей оксалат натрия положительно влияет на содержание и извлечение монацита. Время кондиционирования с оксалатом оказывало выраженное влияние на извлечение монацита.
Таблица 7.34 Влияние различных коллекторов на флотация монацита с использованием натрий олеат как активатор
| Коллектор | Дополнения/г -t-¹ | Концентрация монацита/% | Восстановление монацита/% |
| Сульфонат 231 | 900 | 91.0 | 90.9 |
| Аэропромотер 710 | 4000 | 92.1 | 98.5 |
| R260 | 600 | 85.1 | 96.5 |
| R376 | 650 | 90.5 | 85.0 |
| R276R | 700 | 85.5 | 90.5 |
| R376 | 900 | 90.2 | 93.3 |
На рис. 7.29 показано влияние времени выдерживания с щавелевой кислотой на извлечение монацита. Данные, приведенные на рисунке, показывают, что для достижения максимального извлечения монацита при использовании различных собирателей монацита достаточно 2-4 мин выдерживания.
E Флотация бразильской монацитовой руды
Бразильская монацитовая руда встречается в виде пляжного песка вдоль рек в регионе Сао-Гонкалодо-Сапукай. Как упоминалось ранее, флотационные характеристики монацита, циркона и рутила схожи, и разделение минералов затруднено. Целью данной исследовательской работы было найти схему реагентов, которая позволила бы селективно флотировать монацит от сопутствующих минералов (циркона) и рутила. Руда Сао Гонкало дала оценку примерно 2,9% общего ROE, 36,6% TiO₂, 7,68% ZrO₂, 15,6% SiO₂ и 24,6% TFe.

Экспериментальные испытания проводились с использованием гидроксамата и олеата натрия в качестве собирателей. В качестве депрессора использовался только метасиликат натрия. Сравнение результатов с различными собирателями показано в табл. 7.35. Гидроксамат оказался более селективным по сравнению с результатами, полученными при использовании оксалата натрия. Однако оксалат натрия обеспечил лучшее извлечение.
Таблица 7.35 Влияние различных собирателей на флотацию монацита использование бразильского пляж песок
| Реактивы | Продукт | Вес/% | Анализы/% | Распределение/% |
| RE₂O₃ | RE₂O₃ | |||
| Гидроксамат=140 г/т Na₂SiO₃=1200 г/т | Корм | 100.00 | 3.15 | 100.0 |
| Более грубый вывод | 4.90 | 57.69 | 89.77 | |
| Более грубый хвост | 95.10 | 0.34 | 10.23 | |
| Олеат натрия=525 г/т Na₂SiO₃=1398 г/т | Корм | 100.00 | 2.92 | 100.0 |
| Более грубый вывод | 5.66 | 49.07 | 94.98 | |
| Более грубый хвост | 94.34 | 0.16 | 5.02 |
F Флотация монацита из комплексных руд
Существует несколько крупных месторождений комплексных монацитовых руд, некоторые из которых расположены в Южной Африке и Западной Австралии. Крупные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы были проведены на руде Маунт-Велд в Западной Австралии.
Руда Маунт-Уэлд очень сложная, около 50% монацита содержится в тонкодисперсных частицах размером -25 мкм. Гематит, Fe-гидроксиды, фосфаты и алюмосиликаты являются основными минералами, присутствующими в этой руде. Головные анализы руды приведены в таблице 7.36.
Таблица 7.36 Анализы головыиз гора Велд руда
| Элемент | Анализы/% | Элемент | Анализы/% | Элемент | Анализы/% |
| Всего РЭО | 15.50 | Иттрий (Y₂O₃) | 0.30 | Кальций (CaO) | 10.8 |
| Церий (Ce₂O₃) | 9.54 | Железо (Fe₂O₃) | 60.5 | Фосфор (P₂Os) | 2.66 |
| Лантан (La₂O₃) | 4.21 | Глинозем (Al₂O₃) | 15.5 | ||
| Самарий (Sm₂O₃) | 0.39 | Магнезия (MgO) | 4.60 |
G Научные исследования - Подготовка руды
Основной задачей при подготовке руды является удаление максимального количества первичных шламов с минимальными потерями минералов РЗО в шламовой фракции. Потери REO в шламовой фракции зависят от размера обесшламливания. Минимальные потери РЗО в шламовой фракции происходят, когда обесшламливание проводится при K₈0 около 4 мкм. На рис.7.30 показано влияние размера обесшламливания на потери РЗО в размерной фракции. Использование DQ4 на стадии обесшламливания оказывает значительное влияние на потери монацита в шламовой фракции. В табл. 7.37 показано влияние различных диспергаторов на потери монацита в шламовой фракции при использовании диспергаторов серии DQ. Эти диспергаторы представляют собой смесь низкомолекулярных акриловых кислот, модифицированных поверхностно-активным веществом. Более низкие потери монацита в шламовой фракции были достигнуты при использовании диспергатора DQ4. Минералогическое исследование шламовой фракции, в которой использовались диспергаторы, показало, что около 80% шлама состояло из Fe-гидроксидов и ультратонкой глины размером 2-3 мкм.
Таблица 7.37 Влияние различных диспергаторов на DQ series на монацит потеря в сайт слизь фракция
| Размер обесшламливания/мкм | Диспергатор | Фракция слизи | |||
| Тип | Дополнения/г -t-¹ | Вес/% | Проба на монацит/% | Восстановление монацита/% | |
| 4.0 | Нет | — | 25.0 | 17.8 | 28.7 |
| 4.2 | DQ2 | 800 | 23.3 | 15.6 | 23.4 |
| 4.1 | DQ3 | 800 | 23.1 | 13.3 | 19.8 |
| 4.0 | DQ4 | 800 | 21.5 | 9.4 | 13.0 |
| 4.3 | DQ6 | 800 | 22.2 | 12.0 | 17.1 |
| 4.0 | D08 | 800 | 23.4 | 11.8 | 17.8 |
H Флотационные исследования
Флотационные исследования проводились на измельченной, обесшламленной руде. Оптимальная тонкость измельчения составила около K₈0 = 65 мкм. Были изучены различные коллекторы и системы депрессаторов. Модифицированные жирнокислотные собиратели показали наилучшие результаты на руде Маунт-Велд. Использование Na₂S-9H₂O в кондиционировании оказало значительное влияние на содержание и извлечение монацита. На рис.7.31 показана зависимость между содержанием монацита и извлечением при различных уровнях добавок Na₂S.


Окончательная технологическая схема и схема реагентов, разработанные для обогащения руды Маунт-Велд, показаны на рис.7.32 для флотации и на рис.7.33 для измельчения и обесшламливания. Обесшламливание проводилось в три этапа при плотности пульпы 15% в циклоне подачи обесшламливания. Во время флотации пульпа кондиционировалась реагентами при плотности около 60% твердых частиц. Коллектор CB110 состоит из смеси жирных кислот, модифицированных углеводородным маслом и затем окисленных. Окончательные результаты, полученные в непрерывном режиме работы, представлены в табл. 7.38.


Рис.7.33 Схема окончательного измельчения и обесшламливания (Srdjan M.Bulatovic, 2010)
Таблица 7.38 В целом металлургический результаты obtприкрепленный на сайт Гора Сварка руда
| Продукт | Вес/% | Проба на монацит/% | Восстановление монацита/% |
| Концентрат чистящего средства | 20.89 | 58.5 | 77.5 |
| Комбинированный хвост | 54.51 | 2.55 | 8.8 |
| Слизи | 24.6 | 8.8 | 13.7 |
| Корм | 100.00 | 15.8 | 100.0 |