用于钽铌矿石的重选与电选富集

核心结论速览：

钽铌矿石普遍具有品位低、嵌布粒度细、性脆易碎、矿物组成复杂的特点，粗选宜以重选为主，精选多采用重选磁选电选联合工艺

重选是钽铌矿粗选富集的核心手段，利用矿物密度大于每立方米四吨的特性，以最低成本丢弃大部分脉石

电选主要用于粗精矿除杂和有用矿物的综合回收，对钽铌铁矿与石榴石、独居石、锆英石等矿物的分离效果显著

联合工艺是分选钽铌粗精矿最有效的途径，单一选矿方法难以获得合格精矿

钽铌矿石的矿物学特征与选矿难点

钽和铌属于高熔点高沸点的稀有金属，在电子工业、硬质合金、化工防腐、超导技术、原子能反应堆和航空航天等领域具有不可替代的应用价值。我国钽铌资源的特点是单一矿床少、共伴生矿床多、矿石品位低、钽铌矿物与其他矿物密切共生。

钽铌矿石的选矿难点主要体现在三个方面。矿石品位极低，原生矿中五氧化二钽和五氧化二铌的含量往往只有万分之几到千分之几，需要大量抛尾才能实现初步富集。矿物嵌布粒度细，钽铌矿物晶体通常为零点二到零点零一毫米，部分微细粒级小于零点零七四毫米，细粒分选难度大。矿物组成复杂，钽铌矿石常与锡石、黑钨矿、独居石、锆英石、石榴石、电气石等多种矿物共生，各矿物的密度、磁性和导电性差异微妙，分离选择性要求极高。

这些特征决定了单一选矿方法无法完成钽铌矿的有效富集。钽铌矿的选矿工艺通常分为粗选和精选两个阶段：粗选采用重选流程大量抛尾，获得低品位混合粗精矿；精选采用重选磁选电选浮选等联合工艺，将粗精矿拆分为各单一矿物精矿。

重选在钽铌矿粗选中的核心地位

重选是钽铌矿粗选富集的主导方法。钽铁矿密度为五点八到八点零吨每立方米，铌铁矿密度为五点二到六点五吨每立方米，与石英、长石等脉石矿物（密度二点六到二点八吨每立方米）存在显著密度差，使重选能够以较低成本完成大量抛尾。

粗选流程的选择主要依据矿石类型和嵌布粒度。对于钽铌砂矿，矿物单体解离度较好，一般不需要破碎和磨矿，入选前先经筛分剔除块石和卵石后直接进入重选。粗晶钽铌铁矿采用跳汰机或螺旋选矿机进行粗选，粗选精矿再用摇床精选。细晶钽铌铁矿采用螺旋溜槽或摇床粗选，粗选精矿同样用摇床精选。钽铌矿泥则采用离心选矿机或多层翻床粗选，精矿用皮带溜槽结合矿泥摇床精选。

广东坂潭砂锡钽铌矿的粗选工艺是典型实例。原矿采用水枪开采，给入六毫米圆筒筛，大于六毫米的块石不含矿直接废弃。小于六毫米的物料经水力分级，六到零点二五毫米粒级给入跳汰机粗选，跳汰精矿再经跳汰精选。小于零点二五毫米粒级通过旋流器分级，底流用组合尖缩溜槽选别。矿泥部分先用旋流器脱除零点零五一毫米以下细泥，再经水力分级后用摇床分别选别。粗选获得的锡钽铌粗精矿含锡百分之一点四三三、五氧化二钽铌总量百分之零点三八，送精选厂进一步处理。

重选流程的优点是投资少、上马快、生产成本低、环境污染小。缺点是对矿泥的选别效率较低，微细粒级钽铌矿物容易损失于尾矿。

电选在钽铌粗精矿精选中的作用

电选是利用矿物导电性差异进行分选的方法。钽铌铁矿具有良好的导电性，在高压电场中表现为导体矿物，而石榴石、锆英石、独居石等伴生矿物多为非导体或弱导体。电选常被用于钽铌粗精矿的除杂和综合回收。

电选的操作参数随粒级变化而调整，这是电选能否取得良好指标的关键。对于大于零点二毫米的粗粒级，通常采用较低电压（二十到三十五千伏）、较大极距（八十到一百毫米）和较慢辊筒转速（每分钟三十三到三十八转），使粗粒矿物充分荷电并在电场中获得足够的分离时间。对于零点二到零点零八毫米的细粒级，则需要较高电压（三十五到四十五千伏）、较小极距（五十到八十毫米）和较快辊筒转速（每分钟七十到一百一十八转），以增强细粒矿物的电场力克服离心力和重力。

电选可用于多种矿物组合的分离。钽铌铁矿与石榴石的分离可直接采用电选，物料经筛分分级和加热干燥后，在复合电场中按导电性差异分开。粗粒钽铌铁矿与独居石的分离也常采用电选，细粒级（小于零点零七五毫米）则需采用浮选，用油酸作捕收剂、在pH等于九的条件下浮出独居石。细晶石与锡石的分离，粗粒级用静电选（电压十六千伏），细粒级则用浮选。

电选前物料须经严格的筛分分级和加热调质，含水率高于百分之一时非导体矿物表面形成导电水膜而表现出导体行为，导致分选混乱。电选给矿通常加热至四十到六十摄氏度，确保表面水分充分挥发。

重选与电选的联合流程配置

对于有多种矿物密度大且钽铌矿物嵌布粒度较粗的矿石，重选与磁选电选的联合分选工艺是主流方案。钽铌矿粗选获得粗精矿后，精选段采用重选磁选电选的组合流程，将粗精矿中的各有用矿物逐一分离。

广东坂潭选矿厂的精选流程是重选磁选电选联合的典型案例。锡钽铌粗精矿先经三毫米振动筛分级，大于三毫米废弃，小于三毫米进入分级斗。分级斗沉砂采用跳汰机加摇床选别，溢流经水力分级后用摇床选别。跳汰和摇床精矿根据矿物组成、密度、相对磁化系数和相对导电率的差异，首先用磁选机选出磁铁矿，非磁性部分经筛分分级为大于零点二五毫米、零点二五到零点一八毫米、小于零点一八毫米三个级别，分别给入电选机。电选的导体物料再给入磁选机，用不同磁场强度分选出钛铁矿、铌铁矿和钛铌钽矿三种产品。电选的非导体物料经分级用摇床选别，摇床精矿和中矿分别给入磁选机，磁性物料经浮游重选、磁选和电选的组合，分选出独居石、磷钇矿和锆石三种产品。

该联合流程实现了多产品化生产，获得的铌铁矿精矿含五氧化二钽铌总量百分之五十七，钛铁铌钽矿含五氧化二钽铌总量百分之二十七，同时综合回收了钛铁矿、独居石、磷钇矿和锆石四种产品。

不同矿石类型的流程选择

根据钽铌矿物嵌布粒度和伴生矿物种类，重选与电选的组合方式有所不同。

对于仅钽铌矿物密度大且嵌布粒度较粗的矿石，通常采用以重选为主的分选工艺，电选仅作为辅助除杂手段。这类矿石相对简单，重选即可获得合格精矿。

对于有多种矿物密度大且钽铌矿物嵌布粒度较粗的矿石，多采用重选与磁选、电选相结合的分选工艺。重选段完成粗选抛尾和重矿物分组，磁选段按磁性拆分矿物组，电选段完成导体矿物与非导体矿物的最终分离。三种方法串联后，原矿中的每种有用矿物都可在某个环节被精准分离。

对于有多种矿物密度大且钽铌矿物嵌布粒度较细的矿石，浮选被引入流程以回收微细粒钽铌矿物。电选在粗粒级部分仍有应用，细粒级则依靠浮选完成分离。

对于嵌布特征复杂、单体解离困难的钽铌矿，以及低品位钽铌矿和含钽铌尾矿，化学选矿也作为补充手段被纳入联合流程。选冶联合既能提高钽铌矿的品位与回收率，又能综合回收利用其他有价元素，是钽铌矿选矿的重要研究方向。

工艺控制要点与常见问题

重选段的分级给矿问题。 钽铌重选对给矿粒度范围敏感，宽级别给矿会降低分选效率。对策是在重选前严格分级，粗粒级用跳汰机或螺旋溜槽，细粒级用摇床或离心选矿机，矿泥用矿泥摇床或皮带溜槽，各粒级采用各自最优的设备参数。

电选段的粒度匹配问题。 同一台电选机无法同时处理宽粒级物料，必须在电选前将物料筛分为窄级别并分别调节电压和极距。粗粒级采用低电压大极距，细粒级采用高电压小极距，粒级越窄分选效果越好。

矿物表面污染影响电选效果。 钽铌矿物表面常覆盖铁质薄膜或黏土薄膜，改变其天然导电性。对策是在电选前增加酸洗工序，用稀盐酸短时间处理矿物表面以清除铁质污染，然后充分水洗干燥后再进入电选。

结论

重选和电选是钽铌矿石富集流程中的两个关键环节。重选承担粗选抛尾的核心任务，利用钽铌矿物与脉石的密度差异，以最低成本丢弃百分之九十以上的脉石，为精选段提供高品位粗精矿。电选承担粗精矿除杂和综合回收的任务，利用矿物导电性差异，在重选和磁选之后完成最终分离。

两种方法各有能力边界。重选对细粒级和矿泥的回收效率有限，电选对给矿粒度范围和含水率要求苛刻。单独使用任何一种都无法获得满意的钽铌精矿指标。唯有将重选与电选、磁选、浮选等方法有机组合，根据矿石性质设计分阶段分粒级的联合流程，才能实现钽铌矿的高效富集和多产品化综合回收。

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