doi：10・3969/j.issn.1671-9492.2021.01.003
,!，三
（白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室，内蒙古包头014030）
摘要：针对白云鄂博稀土精矿错（配分合量降低的问题，采用配分分析、粒度分析、物相分析、矿物组成分析研究了稀土分选流程中错（配分合量的变化规律%结果表明：稀土精矿中错（配分合量为19.59%，相对入选给矿（强磁尾矿）降 低了 1.18个百分点；随着矿物粒度的减小,REO-F分布率逐渐降低，错、钱配分合量与粒度分析结果相矛盾；相对入选给矿
（强磁尾矿），稀土精矿中氟碳钵矿与独居石矿物含量比值增加了0.41，稀选尾矿降低了0.50；由于氟碳钵矿错（配分合量低
于独居石，故错（配分合量在稀土精矿中降低，在稀选尾矿中升高。该研究对白云鄂博矿稀土元素的回收利用具有一定的
指导意义％
关键词：白云鄂博；稀土精矿；错钱配分
中图分类号:TD955文献标志码：A文章编号：16719492（2021）01-0014-07
Study on the Variation of Praseodymium-Neodymium Distribution
in Baiyan Obo Rare Earth Concentrate
GUO Chunlei,HOU Shaochun,WANG WeNei
(State Key Laboratory of Baiyun Obo Rare Earth Resource Researches and
新密市实验初中Comprehensive Utilization,Baotou014030,Inner Mongolia,China"
Abstract:Aiming at the problem of the combined amount decrease of praseodymium and neodymium distribution in Baiyan Obo rare earth concentrate,the variation rules in the rare earth sorting process were studied using distribution analysis,particle size analysis,phase analysis and mineral composition analysis. The results show that the combined amount of praseodymium and neodymium
distribution in the rare earth concentrate is19.59%,which is 1.18point percentage lower than that of the feed ore(strong magnetic tailings).As the mineral particle size decreases,the REO-F distribution rate gradually decreases,and the combined amount of praseodymium and neodymium distribution is in contradiction with the result of particle size analysis.Compared with the feed ore(strong magnetic tailings),the ratio of bastnaesite to monazite mineral content in the rare earth concentrate increases by0.41,while the ratio of rare earth sorting tailings decreases by0.50.As the combined amount of praseodymium and neodymium distribution of bastnaesite are lower than monazite,so that are reduced in rare earth concentrates and increased in rare earth sorting tailings.This research has certain guiding significance for the recovery and utilization of rare earth elements in the Baiyan Obo ore.
Key words:Baiyan Obo；rare earth concentrate；praseodymium-neodymium distribution
稀土元素包括位于元素周期表中第6周期原子序号为57〜71的元及铳和铠共17种元%稀土硫溶解度的，可分为轻稀土（La、Ce、Pr、Nd）、中稀土（Sm、Eu、Gd、Tb、Dy）和重稀土（Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y）三组+叮。稀土配分通常指除Pm和Sc以外的15种稀土元素各自氧化物的百分含量⑵%由于各稀土元地壳中的富集程度不同，且其用途和工农业，例如随着国稀土永磁的快速增长，Pr、Nd、Dy、Tb等元素资，而高丰度的La、Ce、Y等元积
收稿日期：2020-02-14
作者简介：郭春雷（1988-），男，内蒙古包头市人，工程师，主要从事复杂矿产资源的高效利用研究%
压，研究稀土元素配分有助于对稀土矿床进行工业评价％
由于稀土元素之间性质的差异及化学组成和晶体结构的不同，各稀土矿物配分也有所不同，例如白云鄂博主矿萤石型铁矿石中氟碳肺矿的稀土配分为:Ce52.37%,La27.39%,Nd14.21%,Pr5.26, Eu 1.15%,Sm0.01%；独居石的稀土配分为：Ce52.26%$La22.08%$Nd18.05%$Pr 6.00%$
Eu1.47%,Sm0.25%[79]。端元矿物的发现，例如硅钺铠矿-硅钺肺矿、肺鹄华-乙鹄华、氟碳肺矿-氟碳铠矿等，使人们改变了对#Ce和#Y在矿物中置换限度的认识，表明大多数矿物都可以是任意配分型％但不同类型的稀土矿床具有不同的配分类型，例如矿物型稀土矿配分强选择轻稀土，而风化壳淋积型稀土矿配分强选择中重稀土，还存在肺亏效应、富镐效应、分憎效应、轧断效应+10，另一方面，同种类型不同地区的稀土矿也具有不同的稀土配分，如信丰稀土矿是典型的中铠富镐型稀土矿；龙南稀土矿是富铠型重稀土矿；寻乌稀土矿是低铠富镐型稀土矿+11%白云鄂博矿属于铁、稀土、锭等多金属共（伴）生特大型矿床，稀土储量约占我国总储量的80%以上，主要的稀土矿物为氟碳肺矿和独居石，在不同的矿化阶段，不同矿段、不同矿石类型中稀土矿物的组合、产状具有不同的特点+12%目
前，选矿厂采用的选铁工艺流程为：两段连续磨矿一弱磁一强磁一再磨一反浮选；选稀土工艺流程为：强磁尾矿一两步一粗二精选％2017年以来，选铁工艺进行了改造升级，磨矿粒度变细，冶炼公司反映稀土精矿配分中错、钱合量偏低，平均在19.00%左右（改造升级以前，错、钱合量平均在20.50%以上）％因此，本文通过配分分析、粒度分析、物相分析、矿物组成分析等手段，系统考察了稀土分选流程中错、钱配分的变化规律％
1试样制备与研究方法
1.1试样制备
本研究试样分为两部分，一部分取自白云鄂博宝山选厂，分为原矿、强磁尾矿、铁精矿、稀土精矿和稀选尾矿共五种；原矿取自二次旋流器溢流，强磁尾矿取自立环高梯度强磁选机尾矿，铁精矿取自铁反浮选精矿皮带，稀土精矿取自稀土精矿皮带，稀选尾矿取自二步稀土浮选尾矿；每一-种矿样共12批次，经过滤、烘干、混匀、缩分和制样后送检；另一部分为稀土精矿（REO：50%）在实验室进行氟碳肺矿和独居石矿物分离时获得的氟碳肺矿精矿和独居石精矿％
1.2研究方法
1.2.1配分分析
试样经过氧化钠熔融后，用水提取，稀土元素形成氢氧化物沉淀，加三乙醇胺掩蔽铁、铝，加EGTA络合钙、钗，过滤，稀土元素氢氧化物沉淀溶于2mol/L 盐酸，经强酸性阳离子交换树脂分离富集后，再用3.5mol/L盐酸洗提，洗提液蒸发定容后，用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）快速测定15个稀土氧化物含量％
1.2.2分析
采用湿式筛分法，先准备若干个大盆，盆中盛适量的水，水面一般应淹没筛面高出一定量，将筛子放入盆中，再把物料倒入筛子（泰勒标准套筛），将筛子在水中来回抖动，让物料通过筛面，一定时间后再将筛子放入另一盆中，继续筛分，直到最后筛分的盆中基本没有物料颗粒（或水较清澈）为止，最终将筛上和盆内产品分别过滤、烘干和制样后送检％
1.2.3物分析
将样品在800f高温炉中灼烧60min，冷却后移入烧杯中，加入盐酸和过氧化氢，在沸水浴中浸取60min，并搅拌2〜3次，经过滤洗涤后，滤液加热蒸发至近干，测定氟碳酸盐稀土含量；将滤渣和滤纸经灰化灼烧后移入烧杯中，加入高氯酸微沸加热20min，冷却后加水煮沸，经过滤洗涤后，测定滤液中独居石稀土含量％
1.2.4矿物分析
利用自动矿物分析软件AMICS，通过场发射扫描电子显微镜ZEISS Sigma500的背景散射图像差异将不同种类矿物自动分解成若干分析区域并统计相应面积，再利用能谱仪BRUKER XFlash6160的点扫描功能采集每一分析区域的能谱图和数据，自动与软件的标准库中矿物的能谱图和数据进行比对，进而确定矿物种类，同时依据分析区域面积和相应矿物密度，计算矿物的百分含量％
2结果与分析
2.1配分分析
白云鄂博矿成因复杂，不同类型矿石性质多变，随着开采深度的增加，矿物性质波动变化较大；同时为研究鄂矿稀土分程中、配分的
化规律，进行了配分分析，结果见表1%
表1
试样稀土配分分析
Table 1
Rare earth distribution analysis of sample
/ %
名称REO Y2O3
La 2C)3
Ce 2O 3
PrC)3Nd2 O 3
Sm 2 O3
EU 2O3
原矿
6.35
0.4525.6050.88 5.0716.26 1.260.10
强磁尾矿10.130.4326.1750.69 5.0915.68 1.190.21
铁精矿
0.560.9924.55
50.02 6.12
16.58 1.70<0.10
稀土精矿53.11
0.2427.2751.03 4.9314.66 1.060.20稀选尾矿 4.280.6825.64
50.53 5.1715.98
1.29
0.20名称
Gd 2 O3
Tb 2O a
Dy2O 3HO2O3
ErC)3
Tm 2C)3Yb 2O 3
LU 2O3
矿0.30<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10磁矿0.32<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10铁精矿
0.56<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10稀土精矿0.36
<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10稀矿
0.25
<0.10
<0.10
<0.10
<0.10
<0.10
<0.10
<0.10
由表1可知，原矿、强磁尾矿、铁精矿、稀土精矿、 稀选尾矿中稀土 REO 含量分别为6.35%、10.13%（
0. 56% ,53. 11%、4. 28%，错、钱配分合量分别为
21. 33%、20. 77%、22. 70%、19. 59%、21. 15%，相对
原矿，强磁尾矿错、钱配分合量降低了 0.56个百分点,
而铁精矿升高了 1.37个百分点。在稀土分选流程中，
相对入选给矿（强磁尾矿），稀土精矿错、钱配分合量降
低了 1.18个百分点，与下游冶炼企业反映情况基本吻
合；而稀选尾矿错、钱配分合量升高了 0. 38个百分点％
为查清稀土精矿配分中错、钱含量降低的原因， 对稀土精矿（REO ：50%）分离的氟碳肺和独居石精
矿进行了配分分析，结果见表2。
表2
氟碳k 和独居石精矿配分分析
Distributionanalysisofbastnaesiteand monaziteconcentrate
Table2
矿物名称REO
Y 2O 3
La2C)3CeO 2Pr On Nd 2 O3Sm 2 O3EU 2 O3
氟碳钵65.460.2327.8450.68 4.9214.61 1.040.19独居石
55.540.2424.41
51.12 5.3916.77 1.240.22矿物名称Gd 2 O3
TbQ
Dy2C)3
HO2O3
ErC)3
Tm 2 O3
Yb 2O 3
Lu2C)3
氟碳钵0.35<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10独居石
0.39
<0.10
<0.10
<0.10
<0.10
<0.10
<0.10
<0.10
由表2可知，氟碳肺精矿中稀土 REO 含量为
65.46%，配分中错、钱合量为19.53% ；独居石精矿
中稀土 REO 含量为55.54%，配分中错、钱合量为
22.16% %可见，独居石精矿中错、钱配分合量高于
氟碳肺精矿，与文献数据一致［13\由于独居石比氟 碳肺矿嵌布粒度细，且与铁矿物的结合关系紧
密［1415］，故相对原矿而言，铁精矿中错、钱配分合量
升高，强磁尾矿降低。
2.2粒度分析
为查明稀土错、钱配分随粒度的变化规律，对原
矿及稀土分选流程的试样进行了粒度分析，结果见 表3〜6。
表3
原矿粒度配分分析
注&）单位为"m ，下同
Table3
Particlesize distributionanalysisof rawore
/%
粒级1，产率
REO Y2O3La 2 O3CeO 2PrOu Nd 2 O3
Sm 2 O3Eu2C)3
+ 74
15.30 3.990.8523.7650.76 5.3317.04 1.380.24— 74 + 539.50 4.440.6824.0050.91
5.391
中脑边缘系统6.79 1.35
0.22—53+458.60
4.700.6324.3450.93
5.561长春劳模会馆
6.47 1.330.19—45+37 6.90 5.190.7425.0650.51
5.481
6.21
1.260.19—37+30
7.00
5.500.5825.31
50.94 5.1815.97 1.220.20—3052.807.820.59
24.9751.21
5.091
6.02 1.270.23合计100.0 6.310.6524.6951.07 5.2316.31 1.300.22粒级i ，
率Gd2 O3
Tb 4 07Dy2O 3
H02 O3
ErC h
Tm 2 O3
Yb 2O 3
Lu2C)3
+7415.30
0.48<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10—74+539.500.48<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10—53+458.60
0.42<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10—45+37 6.900.44<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10—37+30
7.00
0.42<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10—3052.800.44
<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10合计
100.0
0.45
<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<0.10<
0.10
表4
Table4Particle
矿粒度分分析
sizedistributionanalysisofstrong magnetictailings/%
粒级1产率REO Y2O3La2O3CeO2PrOu Nd2O3Sm2O3Eu2C)3 +7413.743340.6925.3352. 4.9915.17 1.31.3—74+537.85 5.52.5625.5951.57 5.615.4 1.23.26 -53+45 6.83 6.93.525.9751.39 5.315.29 1.24.25—45+37 6.978.410.4426.5451.24 4.9514.94 1.17.24—37+30 6.529.92.426.85.94 4.9914.99 1.18.23—3058.1012.9&0.4226.45.98 5.815.46 1.2.24合计100.09.300.4726.51.22 5.515.34 1.22.25粒级°率Gd2O3Tb4O7Dy2O3HO2O3ErO3Tm2O3Yb2O3Lu2C)3 +7413.740.10<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—74+537.850.10<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—53+45 6.830.19<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—45+37 6.970.25<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—37+30 6.520.26<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—3058.100.32<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1合计100.00.25<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1表5稀土精矿粒度配分分析
Particlesizedistributionanalysisofrareearthconcentrate
Table5
粒级1率REO Y2O3La2O3CeO2PrOu Nd2O3Sm2O3Eu2C)3 +74 3.8 5.960.8225.751.1 5.15.87 1.34.27—74+53 3.88.20.5326.485.96 4.9215.1 1.19.24—53+45 3.472.990.3327.825.84 4.8614.36 1.4.2—45+37 3.7931.180.2528.345.85 4.7614.7 1.1.2—37+3 6.4943.690.2428.225.95
4.7914.9 1.2.19—38.959.840.2526.951.3 4.9414.75 1.8.21合计100.053.10.2827.51.23 4.9214.71 1.8.21粒级率Gd2O3Tb4O7Dy2O3H02O3ErC h Tm2O3Yb2O3Lu2C)3 +74 3.80.35<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—74+53 3.80.39<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—53+45 3.470.34<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—45+37 3.790.32<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—37+3 6.490.32<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—38.90.36<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1合计100.00.36<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1
表6
Table6Particlesize
稀矿粒度分分析
distributionanalysisoftailingsfrom raree arthseparation
"%
粒级1率REO Y2O3La2O3CeO2PrOu Nd2O3Sm2O3Eu2C)3 +7418.24 2.49.6224.7151.58 5.1716.17 1.26.26
—74+531.43 2.4.5124.8551.15 5.216.45 1.25.25
—53+459.39 3.3.6125.375.88 5.1715.97 1.22.24
—45+377.67 5.2.4125.8751.14 5.1315.6 1.2.22
—37+38.83 5.18.3725.949.38 4.918.38 1.2.22
—345.44 5.7.4525.2651.1 5.1616.19 1.25.24合计100.0 4.38.4925.165.98 5.1416.34 1.24.24粒级率Gd2O3Tb4O7Dy2O3H02O3ErC h Tm2O3Yb2O3Lu2C)3 +7418.240.15<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—74+5310.430.23<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—53+459.390.29<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—45+377.670.24<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—37+38.830.23<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1—345.440.28<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1合计100.00.24<.1<.1<.1<.1<.1<.1<.1
由表3〜6可知，原矿主要分布在+74 "m （—30 "m
粒级中，产率分别为15.30% （2.80%，而在所有的 粒级中，随着粒度的减小，错、钱配分合量逐渐下降；
强磁尾矿主要分布在+ 74 "m （ — 30 "m 粒级中，产 率分别为13.74%、58 10%，在+ 30 "m 粒级中，随
的 减 ， 、 配 分 ，
—30 "m 粒级中则相反；稀土精矿主要分布在一30 "m
粒级中，产率为80. 09%，随着粒度的减小，错、钱配
分和变化规律与强磁尾矿相同；稀选尾矿主要分布 在+ 74 "m （ —30 "m 粒级中，产率分别为18 24%、
45.44%，随着粒度的减小，错、钱配分合量变化规律
不明显。通过粒级分布的产率和配分计算，原矿、强 磁尾矿、稀土精矿、稀选尾矿的错、钱配分之和为
21. 54%,20. 39%、19. 63%、21. 48%，与配分分析结
果相吻合％
2.3物相分析
为查明稀土 REO 在矿石中以何种矿物形式存 在及其含量，对原矿及稀土分选流程的试样进行了
化学物相分析，结果见表7〜10。
表7
原矿稀土化学物相分析
Table7
Chemicalphaseanalysisof
rare earth in raw ore
/ %
注：REO-F %和REO-P *分别表示以氟碳酸盐和独居石形式存在的稀 土 REO 含量，因氟碳酸盐稀土矿物主要为氟碳钵矿，其他的可忽略
不计，故REO-F 可代表以氟碳钵矿形式存在的稀土 REO 含量， 下同。
表8
矿稀土化学物相分析
Table 8
Chemical phase analysis of
粒级D REO REO-F *REO-P *
REO-F
分布率
REO-P 分布率
+ 74 2.99 2.660.3388.9611.04— 74 + 53
3.44 2.930.51
85.1714.83—53+45 3.70 3.100.6083.7816.22—45+37 4.19 3.560.6384.9615.04
—37+30 4.50 3.600.9080.0020.00—30
6.22
4.62
1.60
74.28
25.72
rare earth in strong magnetic tailings
/ %
粒级“REO REO-F *REO-P *
REO-F
中国教育改革和发展纲要分布率
REO-P 分布率
+74 3.34 2.800.5483.8316.17—74+53 5.02 3.92
1.1078.0921.91
—
53+45 5.93 4.71 1.22
79.4320.57—45+377.41
5.86
1.5579.0820.92—37+308.92 6.57
2.35
73.6526.35—30
11.96
7.94
4.02沃府视讯
66.39
33.61
表9 稀土 矿稀土化学物相分析
Table 9 Chemical phase analysis of rare
ea;thin;a;eea;thconcent;ate /%
粒级1REO REO-F *REO-P *REO-F 分布率
REO-P 分布率
+74 2.96 2.250.71
76.0123.99—74+53 6.02 4.96 1.0682.3917.61
—53+4514.99
北部湾新闻10.77 4.2271.85
28.15
—45+3728.1820.21
7.9771.7228.28—37+3035.7924.6311.1668.8231.18—30
46.24
26.75
19.49
57.85
42.15
表10
稀 矿稀土化学物相分析
Table10
Chemicalphase analysisof rareearthinrare earthtailings
/%
粒级1
REO REO-F *REO-P *
REO-F 分布率
REO-P 分布率
+74 3.49 2.850.6481.6618.34—74+53 5.14 4.160.9880.9319.07
—53+45 5.93 4.72 1.21
79.6020.40—45+377.72 5.84 1.88
75.65
24.35
—37+308.98 6.40 2.5871.2728.73—30
8.70
5.41
3.29
62.18
37.82
由表7〜10可知，随着粒度的减小，各试样中
REOF 分布率逐渐降低。因此，在矿物的细粒级中， （ 配分 级， 分析结 与
相矛盾，主要原因在于粒度并非直接影响稀土精矿配分
的变化，而是改变了稀土矿物的浮选过程，例如粒度可 能影响了氟碳肺矿和独居石矿物的相对可浮性［16］，导
致稀土精矿、稀选尾矿中两者分配的比例发生变化。
2.4矿物组成分析
由于物相与粒度分析结果相矛盾，为确定原矿 及稀土分 流程试样中
矿和 矿物 的
对含量，进行了矿物组成分析，结果见表11〜14。
由表11〜14可知，不同矿样的矿物组成变化显
著。原矿中氟碳肺矿、独居石矿物含量分别为
3. 00%,1. 98%，比值为1.52，两者变化比例为7 : 3〜 6 ： 4+17］。在稀土分选流程中，强磁尾矿中氟碳肺矿、
独居石矿物含量分别为6.29%、3. 48%，比值为1.81， 对 矿 了 0.29; 稀土精矿中 矿（矿物含量分别为54. 78%、24. 64%，比值为2. 22，相对
入选给矿（强磁尾矿）增加了 0. 41；稀选尾矿中氟碳肺 矿、独居石矿物含量分别为3.38%、2.60%，比值为
1.30， 对 矿（ 磁 矿） 了 0.50; 由
矿 （ 配分 ， _ （ 配分
在稀土精矿中降低，在稀选尾矿中升高；若为了保证
错、钱元素的回收，则应提高独居石矿物的回收率。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议