一种稀土尾矿中铁铌资源共富集的方法

本发明涉及一种铁铌资源共富集的方法，特别涉及一种稀土尾矿中包含氧化铁矿、硫铁矿、铌铁矿、铌铁金红石、烧绿石、易解石等多种铁铌矿物共浮选富集的方法，属于选矿。

背景技术：

1、铌和铁资源的有效开发与利用有利于促进工业发展、提高材料性能。铌，是一种具有广泛工业用途的稀有金属，具有良好的导电性和冷加工性能，在国防、机械和航空航天等领域均有特殊和广泛的应用。我国铌储量丰富，但是铌资源的开发现状与工业日益增长的需求极不适应，因此，加强铌矿物的选矿研究具有非凡的价值。

2、已知我国白云鄂博矿床是世界上著名的超大型fe-nb-ree矿床，其铁矿储量高达14亿吨，铌矿储量为660万吨，其目前正在开采的主矿和东矿中铌平均品位分别为0.141％和0.126％，在实际可开采利用的铌矿资源中占很大比例。近年来，主东矿中贫氧化矿中稀土、铁的选矿获得了长足的发展，但铌的综合回收较为落后。

3、按照包钢“以铁为主，综合利用”的指导方针，采用“弱磁-强磁-浮选”工艺流程综合回收铌、铁资源，理论上可以对稀土浮选尾矿进行再浮选得到品位较高的富铌铁精矿，但现有工艺条件下生产铌精矿的品位和回收率不高，造成资源浪费。原因如下：白云鄂博主东矿中贫氧化矿的主要铌矿物的嵌布粒度细而分散，赋存状态差，选矿处理量大，导致其可选性差。最为关键的是，主东矿的贫氧化矿中几种主要铌矿物：铌铁矿、钛铁金红石、易解石和黄绿石，它们的晶体构造、金属离子种类，选矿性质有较大差异，难以用单一捕收剂回收。

4、目前传统的浮选技术在处理这类复杂矿石时效率低下，面临诸多难题：捕收剂选择性不足、成本高、易造成环境污染以及对细微粒矿物的选别效果不理想等。现广泛使用的膦酸类捕收剂、胺类捕收剂、胂酸类捕收剂等虽然能在一定程度上提高铌矿物的浮选回收率，但只对特定的单种铌矿物具有良好选择性能，仍难以满足工业化生产的需求，特别是无法实现多种含铌矿物同步浮选富集，不具有普适性。

5、稀土浮选尾矿中nb2o5品位可达到0.26％左右，与此同时，含铌尾矿中的tfe20％～28％，结合尾矿含铁量高的特性，如果考虑开发一种铌铁共富集的浮选方法，有利于回收铌铁精矿，为后续合成铌-铁合金的冶炼工艺提供坚实的基础，可以提高整个资源回收利用的灵活性、经济性和安全性，对于铌、铁资源的加工利用具有重大意义。

技术实现思路

1、针对现有技术中稀土浮选尾矿中铌矿物和铁矿物综合资源化回收困难，稀土浮选尾矿通过再浮选得到的富铌铁精矿中铌品位低，铌回收率不高，造成资源浪费，本发明的目的是在于提供一种实现稀土尾矿中铌、铁组分共同富集的方法，该方法能够利用单一的捕收剂来实现稀土尾矿中多种含铌矿物与含铁矿物的高选择性同步浮选富集，获得高品位的富铌铁精矿，为后续合成铌-铁合金提供坚实的基础，实现稀土尾矿中铌、铁的充分资源化利用。

2、为了实现上述技术目的，本发明提供了一种稀土尾矿中铁铌资源共富集的方法，该方法是将稀土尾矿进行浮选脱硫后，调整矿浆ph至碱性，以金属有机配合物作为铁矿物和铌矿物共浮选捕收剂，同时采用脉石矿物抑制剂，进行浮选分离，得到精矿为铁铌混合精矿；所述金属有机配合物由二价以上金属离子与羟肟酸类有机配体通过配位形成。

3、稀土尾矿中主要包含氧化铁矿以及少量黄铁矿等铁矿物，同时还包含多种不同含铌矿物(canb2o6f、(fe,mn)nb2o6、(ce,th)(ti,nb)2o6等)。而这些含铌矿物浮选富集的难点在于：各种氧化矿、脉石、泥质矿物具有丰富的表面羟基，亲水性强，表面性质相似，表面去水化难，疏水调控非常困难，常规药剂浮选效果存在明显的不足。而本发明关键是在于采用特殊的金属有机配合物作为浮选捕收剂，其利用二价以上金属离子的模板效应对羟肟酸类有机配体进行调控组装形成以金属离子中心为极性基团、以羟肟酸类有机配体携带的烃基为疏水基团，并具有特殊的晶体化学特性及表面物理化学特性的捕收剂，发明人意外发现，这类捕收剂能够选择性作用于含铌矿物的共性nb-o键，从而可以实现含有nb-o键的含铌矿物表面疏水修饰，同时羟肟酸类有机配合物中的羟肟酸基团可以与铁矿物表面的活性fe3+、fe2+发生螯合生成极稳定的四元或五元螯合物，而其携带的烃基部分具有疏水性质，从而使得铁矿物疏水上浮，有效实现在选铌的同时富集铁资源，高效资源化回收铌、铁组分。

4、作为一个优选的方案，所述稀土尾矿中包含的铁矿物主要为赤铁矿和/或黄铁矿，包含的铌矿物主要为铌铁矿、铌铁金红石、烧绿石、易解石中至少一种。稀土尾矿中同时包含铌铁矿、铌铁金红石、烧绿石和易解石等多种含铌矿物，基于这些含铌矿物都包含nb-o键，能够被金属有机配合物捕收剂高选择性识别捕获，以实现共浮选的目的，同时金属有机配合物捕收剂中羟肟酸基团可以铁矿物表面的活性fe3+、fe2+发生螯合生成极稳定的四元或五元螯合物，从而也可以实现铁矿物的同时浮选。

5、作为一个优选的方案，所述矿浆的ph调整至8.5～10.5。调整ph采用na2co3、naoh等碱性化合物。金属离子配合物捕收剂浮选ph的有效区间为8.5～10.5之间，以pb2+与苯甲羟肟酸为例，当溶液的ph＜7时，溶液中的铅主要以pb2+的形式存在，而当ph>11，溶液中的铅主要以pb(oh)3-为主要组分。ph太高或者太低都不利于金属基配合物的形式存在，在ph＝8.5～10.5时，溶液中的pb2+主要以pboh+、pb(oh)2(aq)的形式存在，在此条件下，溶液中的pb2+、pboh+、pb(oh)2(aq)与bha阴离子配体反应形成某种或某几种金属离子配合物，其具有类似铅离子的性质以及胶体性质，且其胶体结构荷载正电，可以通过静电作用吸附于矿物表面，矿物其表面电位由负变正，强化捕收剂在矿物表面的吸附结合能力。

6、作为一个优选的方案，所述二价以上金属离子为铅离子、铝离子、铜离子中至少一种。作为一个优选的方案，所述羟肟酸类有机配体为辛基羟肟酸、苯甲羟肟酸、水杨羟肟酸中至少一种。二价以上金属离子来源于硝酸铅、氯化铅、氯化铝、氯化铜等易溶于水的金属盐化学试剂。利用高价金属离子的模板效应对羟肟酸类有机配体进行调控组装，预先组装形成去离子水化层结构的金属有机配合物，其具有特殊的晶体化学特性及表面物理化学特性，在捕收能力和选择性方面表现更为优异的特性。特别是通过铅离子、铝离子以及铜离子与羟肟酸类配体组装形成具有特定结构、特定捕收能力的胶束，其对nb-o键具有高选择性作用能力，而canb2o6f、(fe,mn)nb2o6、(ce,th)(ti,nb)2o6等含铌矿物的共性是都具有nb-o键，从而可以实现共浮选，同时羟肟酸基团对铁矿物表面的活性fe3+、fe2+具有特别强的结合能力，能够螯合生成极稳定的四元或五元螯合物，可以对铁矿物进行表面疏水修饰，这有利于铁铌共浮选。

7、作为一个较优选的方案，所述羟肟酸类有机配体与所述二价以上金属离子的配位摩尔比为2～3:1。不同的二价以上金属离子与羟肟酸类有机配合物的摩尔比下生成的金属有机配合物对矿物的捕收能力存在差异，在优选的配比关系下金属有机配合物对含铌矿物的捕收能力较强，选择性较好，同时对含铁矿物的富集也较有利。例如pb2+与苯甲羟肟酸的比例影响了二者所形成的配合物及其组分状态，从而体现出对不同矿物的捕收性能。

8、作为一个优选的方案，所述脉石矿物抑制剂包括水玻璃、氟硅酸钠、羧甲基纤维素钠中至少一种。主要用于抑制稀土浮选尾矿中的脉石矿物，例如sio2、caf2及铝硅酸盐等。

9、作为一个优选的方案，所述浮选包括1次粗选、4～6次精选和1次扫选。

10、作为一个优选的方案，所述粗选的药剂制度为：金属有机配合物总用量为：500g/t～900g/t；所述脉石矿物抑制剂总用量为：50～100g/t。如果金属有机配合物捕收剂用量过少，会降低铁矿物和含铌矿物的回收效率，而金属有机配合物捕收剂用量过多，极易造成脉石矿物的浮选富集，对于精选段造成巨大的影响。

11、作为一个优选的方案，所述精选的药剂制度为：各次精选遵循脉石矿物抑制剂依次减半原则。

12、作为一个优选的方案，所述扫选的药剂制度为：金属有机配合物总用量为：250g/t～450g/t。

13、作为一个优选的方案，所述脱硫处理采用现有技术中常规脱硫手段，例如利用硫酸铜作为活化剂，以黄药作为捕收剂进行浮选脱硫。基于硫化矿会在浮选过程中不断富集，影响产品中含铌矿物的选别品位，因此需要进行脱硫预处理。

14、相对现有技术，本发明技术方案带来的有益技术效果：

15、本发明的采用由铅离子、铝离子、铜离子等二价以上金属离子与羟肟酸类有机配体通过配位形成的金属有机配合物作为铌矿浮选过程中的捕收剂使用，其对nb-o键具有高选择性作用，同时羟肟酸基团对fe3+、fe2+具有稳定的螯合作用，从而可以实现canb2o6f、(fe,mn)nb2o6、(ce,th)(ti,nb)2o6等均含nb-o键的多种含铌矿物以及赤铁矿、黄铁矿等含铁矿物的共浮选，选择性较好，捕收能力较强，可以获得铌品位较高的富铌铁矿，有利于后续加工获得铌铁合金，真正实现了稀土浮选尾矿中铁和铌的资源化利用。

16、本发明的金属配合物捕收剂在使用过程中环保无污染，操作简单，成本低廉，有利于大规模生产，整体提高了稀土尾矿中铌、铁组分的回收率，这具有重要的战略意义。