0 前言

长石是钾、钠、钡等碱金属和碱土金属的无水架状结构铝硅酸盐矿物，其主要成分为SiO₂、Al2O₃、K2O、Na₂O、MgO，是重要的造岩矿物，其主要应用于玻璃和陶瓷行业，还在造纸、化工、涂料、电焊条、耐火材料、搪瓷等工业中做填料或原料，工业应用中要求长石原料的铁分越低，且工业制品等级越高，对长石原料的铁分要求也就越高，故许多长石资源需经过除铁提纯后才能应用^[1].长石除铁提纯工艺有：单一湿式强磁选^[2]、磁浮联合工艺^[3]，立环脉动高梯度磁选^[4]等.

江西某地钽铌矿资源丰富，属钠长石化-锂云母化花岗岩型矿石，含钽、铌、锂、铷、铯等多种稀有金属，其中采用重选回收钽铌，浮选回收锂云母，该工艺常产生大量主要成分为长石的尾矿，但由于尾矿中暗色矿物的存在，致使长石产品在灼烧后出现有色斑点，严重影响长石产品质量，导致长石产品销售不畅^[5]；若不加以综合回收利用，则会存在矿产资源浪费现象，同时尾矿堆积往往会造成严重的安全与环境问题^[6].

为解决上述问题，对钽铌尾矿中长石进行回收试验研究，研究表明采用“磁选除杂-旋流器脱泥-螺旋溜槽回收长石”和“分级溢流集中经旋流器脱泥浓缩-高梯度强磁选”工艺，能够提高长石产品质量，实现钽铌尾矿中长石资源的综合回收利用，且成功应用于工业实践.

1 钽铌尾矿矿物性质

通常影响长石产品质量的暗色矿物主要是杂岩屑，其次是黑云母、电气石、绢云母、绿泥石和黄铁矿等，此外当钛、铁、锰等金属元素赋存于长石矿物中，同样会带来颜色，降低长石质量等级^[7].

1.1 试样的矿物组成分析

试样为钽铌矿选矿尾矿，为确定矿样的矿物组成，对该样品进行矿物分析，矿物组成结果见表 1.

由表 1 可知，该试样含量最多的矿物成分为长石，含量较少的矿物为石英、绢云母、白云母、岩屑和电气石，其中岩屑仅占0.98 %.可见尾矿试样中暗色矿物可能是长石、石英、绢云母和白云母.

1.2 试样中铁的赋存状态分析

为确定试样中暗色矿物存在形式，对试样中铁的赋存状态进行研究，结果见表 2.

由表 2 可知，铁元素主要赋存于绢云母、岩屑和白云母中，而长石产品中的铁、锰等金属元素经高温灼烧后，将会形成深色的斑点，从而影响长石产品的质量^[8].故必须将这些暗色矿物去除，以确保长石产品的质量.

2 实验室试验研究

试样为选厂重选回收钽铌后的尾矿，经过旋流器脱泥所得到的长石原矿，试样铁杂质含量较高，故考虑采用实验室型脉动高梯度磁选机进行脱除暗色矿物的试验研究^[9-10]，试验技术条件和结果列于表 3，原矿及长石产品的烧结样品如图 1 所示.

由图 1 可知，与长石原矿烧结样品相比，长石产品烧结样品外观较好，且3 组试验所得到的长石产品均能达到制作玻化砖时长石原料的质量要求^[11]，考虑到工业实践改造，建议在工业生产应用中采用2^# 试验条件：粗网，冲程3 mm, 冲次150 次/min, 背景场强1.1 T，分选次数1 次.在这一试验条件下，可以获得产率为82.85 %的长石产品，比实际工业生产过程中长石产品产率高12.94 %，在不影响产品质量的前提下，较大幅度提高长石产品的产量.

3 半工业试验研究

试样为选厂重选回收钽铌后的尾矿，经过旋流器脱泥的沉砂，试样中铁杂质影响了长石产品质量，采用工业型SLon-1000 型立环脉动高梯度磁选机进行脱除暗色矿物的半工业试验，试验技术条件见表 4.

由表 4 可知，1^# 试验在同一磁场强度下进行2 次分选，得到长石精矿和中矿，磁性产品丢弃；2^# 试验仅经过1 次分选，得到长石精矿，磁性产品丢弃.其中1^#试验工艺流程见图 2，试验产品质量情况见表 5.

根据现场流程查定结果可知，经湿式强磁选处理后得到的非磁性产品含Fe₂O₃ 为0.24 %.由表 5 可知，半工业试验得到的1# 精矿和中矿均能符合产品质量要求，2^# 精矿产品质量则略差；1^# 试验经SLon-1000型立环脉动高梯度磁选处理后的非磁性产品中Fe₂O₃降至0.121 %～0.143 %，Mn 含量≤0.010 %.可见半工业试验长石精矿质量得到大幅度提高，经1 200 ℃烧结并保温1 h, 得到长石原矿和长石精矿的烧结样品见图 3.

4 生产技术改造

鉴于良好的研究效果，在现场原工艺流程基础上，对选厂长石回收工艺实施了技术改造，改造后的工艺流程为： 重选回收钽铌矿物-重选尾矿旋流器脱泥-浮选沉砂回收锂云母-浮选尾矿经筛分隔粗、磁选除钽铌、旋流器脱泥、螺旋分级机浓缩分级得到粗粒长石精矿； 采用旋流器集中脱泥浓缩选厂分级溢流，沉砂经高梯度强磁选得到细粒长石产品，改造后的长石综合回收工艺见图 4.

由图 4 可知，生产技术改造主要采取了以下几项措施，成功脱除了长石精矿中的暗色矿物，提高了产品质量，实现了钽铌尾矿中长石矿物的综合回收利用：

（1）通过查定实际生产过程中的产品粒度，发现筛网磨损严重、筛下粒度控制不严格、筛分效率较低的问题；通过采用进口聚氨酯筛网，强化筛分隔粗作业，符合产品粒度要求^[12].

（2）为降低粗细粒长石产品中暗色矿物含量，采用中磁选设备（磁感应强度为0.6 T）除去磁性矿物，提高了精矿品质.

（3）选厂采用单一的螺旋分级机回收粗粒长石，存在分级效果较差、夹细现象严重、螺旋分级机超负荷等缺陷^[13]；通过采用旋流器-螺旋分级机的组合使用，完成浓缩脱泥作业，稳定了粗粒长石精矿质量.

（4）为降低细粒长石产品中的含泥量，通过增加一次洗涤浓缩作业，提高了细粒长石精矿质量，且拓宽了企业长石产品销售市场^[14].

（5）采用直接给矿至旋流器，稳定旋流器给矿压力，成功避免旋流器溢流跑粗和沉砂夹细现象^[15].

选厂生产实践表明，生产技术改造后钽铌尾矿中长石综合回收生产线能够长期稳定生产，且保证了粗细粒精矿产品质量，其中细粒长石产品中小于20 μm 矿物含量低于20 %、Fe₂O₃ 品位由0.085 %降至0.035 %；粗粒长石产品中小于105 μm 矿物含量低于15 %、Fe₂O₃ 品位由0.063 %降至0.026 %.

5 结论

针对钽铌矿资源中伴生的长石资源，采用“高梯度磁选除杂-旋流器脱泥-螺旋溜槽回收” 工艺得到粗粒长石产品，采用“分级溢流集中经旋流器脱泥浓缩-高梯度强磁选”工艺得到细粒长石产品，突破了钽铌矿伴生长石含铁杂质高，产品档次低的重大技术难题，实现钽铌矿山“无尾”排放和钽铌矿资源整体利用，其中长石总回收率≥93 %；选矿尾矿总排放量8 %.