2021年第1期!金属（％矿'今）・1・doi：10.3969/j・issn.1671-9492.2021.01.001
李光柱#2李梅2!，肖赫#2高凯2，孔儒豪12
(1.内蒙古科技大学矿业研究院，内蒙古包头014010；
2.内蒙古自治区轻稀土资源绿提取与高效利用教育部重点实验室，内蒙古包头014010；
3.内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头014010)
摘要：采用工艺矿物学自动分析仪(BPMA)、扫描电子显微镜等先进设备对山东微山稀土矿物中稀土的赋存状态进行了研究。结果表明，矿物中的稀土矿物主要赋存于氟碳酸岩中，极少数赋存于独居石、、市磷灰石中。同时稀土矿物与方解石、天青
石、萤石、石英等嵌布十分密切。通过对不同研磨时间的矿物颗粒进行分析，发现稀土矿物颗粒中方解石呈微细胞颗粒分布于稀
土矿物颗粒中，很难分离，是造成品位低的重要因素。探究出稀土矿物中氟碳酸盐颗粒的粒度、解离度的变化曲线，发现在粒度
分布图中20〜50"m处于峰值时解离度达到最大值，是最佳浮选区间，粒度小于20解离度反而会下降，影响稀土浮选%关键词：BPMA；山东微山稀土矿；矿物组成；粒度；解离度
中图分类号:TD91文献标志码：A文章编号：1671-9492(2021)01-0001-05
Study on the Occurrence of Rare Earth Mineral Particles in
Weishan with Different Particle Sizes
LIGuangzhu1++,LIMei,XIAOHe*，,GAOK%.,KONGRuhao1，2
(1.Mining Research Institute of Inner Mongolia University of Science and
Technology,Baotou014010,Inner Mongolia,China；
2.Key Laboratory of Green Extractive and Efficiently Utilization of Light Rate Earth Resources in Inner Mongolia Autonmous Region,M inistry of Education,Baotou014010,Inner Monglia,China；
3.School of Materials and Metallurgical,Inner Mongolia Utilization of Science and
Technology,Baotou014010,Inner Monglia,China)
Abstract:BPMA and SEM were used to study the occurrence state of rare earth minerals in Weishan, Shandong province.The results showed that rare earth minerals existed mainly in fluorocarbons,few in monazite and cerium apatite.At the same time,rare earth minerals and calcite,lapis lazuli,fluorite,quartz embedded very close.Through the analysis of the mineral particles with different grinding time,it is found that the calcite in the rare earth mineral particles is microcellular particles distributed in the rare earth mineral particles,which is difficult to separate and is an important factor causing low grade.The variation curves of the particle size and dissociation degree of fluorocarbon particles in rare earth minerals were explored, and it was found that in the particle size distribution diagram,the dissociation degree reached the maximum value when20——50"m was at the peak,which was the optimal flotation interval.The dissociation degree would decrease if the particle size was less than20"m,which affected the rare earth flotation.
Key words:BPMA；Shandong Weishan rare earth mine；mineral composition；particle size；degree of di==ociation
山东微山稀土矿床是我国第三大稀土矿床，该英-重晶石-碳酸岩稀土矿床，较其他稀土矿床，山东矿床与1958年％微山矿分相对，稀土矿物主要以H
收稿日期：2020-03-06
基金项目：国家自然科学基金项目资助项目（51564042）；内蒙古自治区自然科学基金资助项目（2016ZD05）
五莲教育信息网作者简介：李光柱（1995-），男，内蒙古乌兰察布人，硕士研究生，主要研究方向为工艺矿物学％
通信作者：李梅（1964-），女，内蒙古鄂尔多斯人，教授，主要研究方向为稀土湿法冶金清洁化提取工业理论及研究%
-2 -
! "#$!%矿'()
2021年第#期
矿物为主，稀土矿物的粒度较粗。目前微山稀土选 矿厂采用2001年的改进方法,
矿石塵
— 0.074 11占65%〜75%，加入稀土捕收剂L102、
、起泡剂L101
在pH 值为8.0〜& 5的矿浆中优先浮选出稀土矿物，
生 稀土为45%〜50%，回收率80%〜85%的稀土
精矿+
1\近年来由于采矿向地下更深开采及
自2002年以后微山生产的稀土精矿锐减，市场所占份 额降低为了提高微山稀土生 和稀土回收率,
研究运用工艺矿物学自动分析仪BPMA*5、扫描电子 显微镜等先进技术手段，查清矿物的物质组成、嵌布特 征，对矿物的颗粒变化特征进行分析，寻
、回
收率的因素，旨在采取有效手段提高稀土回收率。
1 矿物的性质
1.1样品的制备和分析的方法
利福平注射液制备的矿样为山东微山稀土选矿厂采取的原 矿，具有合理代 。在试验过程中将矿样进行破碎、 不同时间段研磨，制作光学薄片，利用偏光显微镜观测 矿物的形态及解理、解理夹角测定；将不同时间段研磨
的矿样利用化学分析及选择性溶解进行矿物元 分
及化学物相分析；再对不同时间段研磨矿样利用扫描电 子显微镜和INCA 能谱分析仪及工艺矿物自动矿物分
析仪(BPMA)联合测定其矿物组成及粒度、解 等。
1.2原矿物的化学成分
1是样品的化学分析结果，样品中稀土元素
含量为17. 30%，回收价值高；样品中總元素含量较 高，有回收价值由于矿床中總的含
高，故形
的 總肺矿、菱钙總肺矿、 等。
1.3矿样的矿物组成
农业劳动生产率
2和表3分别为样品的矿物组成和相对含量
及稀土矿物的成分和相对含量。原矿的矿物组成复杂多样，为碳酸盐、硫化矿、硅酸盐等多种矿物混合, 中方解石、
、天青石、长石、萤石、稀土矿物、铁
矿物是样品中主要矿物。稀土矿物含量为24.19%，主
要有氟碳酸盐(氟碳肺矿和氟碳钙肺矿)及独居石， 还有 的
、方肺矿等。
表1
矿样主要化学成分分析结果
Table 1
Result of lain chemical coiposition analysis of sample
/ %
分#REE
Fe
Sr Si Ca
Al Ma Ba S 含
17. 31
1.53
4.2110. 1714.7
".61".55 6.12 2.57
表2
矿样中主要矿物组成及含量
Table 2
湍流动能
Composition and content of main minerals in ore sample
/%
稀土方解石长石天青石重晶石石英萤石黄铁矿磁铁矿
名称
含量 24.19 28.42 6.66 15.99 11 88 6.89 2.80 128 0. 51
表3 矿样中稀土矿物组成及相对含量
of;a;e$ea;th mine;alsino;esample
%
Table 3 Composition and relative content
稀土矿物
我是农民的儿子名称矿氟碳钙钵矿独居石肺磷灰石
方矿
含
9.1"
14.84
".25"."3"."1
2 稀土矿物的镜下产出特征
图1、为原矿薄片在单片光和正交偏光下镜像
图，其中稀土矿物主要为 矿呈半自形-他形柱
粒状与萤石混合分布，粒度0. 01〜0. 5 mm ，萤石呈 集合体分布，粒度0. 01〜0. 5 mm，还有部分石英集
合体，粒度0. 01〜6 mm 。
采用MIRA3-XmH 和INCA 能谱分析仪及工
艺矿物自动矿物分析仪BPMA 对第二阶段原矿样 进行测定，如图2、3所示，可以看到原矿样各种矿物
连生、交错连生 分布 。
图1
(左：薄片，单偏光％右：薄片，正交偏光)块状稀土矿物-萤石
Fig. 1 (Left ： thin slice ,monopolarized) (Right ： thin sheet , orthogonally polarized)
massiverareearth
mineral$fluorite
2021年第1期李光柱等：不同粒度下微山稀土矿物颗粒赋存研究-3-
图2石英(1、5)氟碳肺矿(2、4)
磷灰石(3)连生图
Fig.2Quartz(1,5)cerium fluorocarbon(2,4) apatite(3)correlation diagram
■方解石□石英■氟碳钙钵矿□磷灰石[1独居石
□氟碳钵矿□天青石□正长石■黄铁矿□钵磷灰石
□重晶石□萤石■中长石□方解石一Mn□透辉石
图3BPMA矿物图
Fig.3BPMA mineral map
2.1氟碳肺矿(Ce,La)(CO3)F
图4是提取矿样中含氟碳钵矿颗粒，氟碳钵矿是矿样中含量第二高的稀土矿物，占矿样的9-10%，在含有矿中，单体存，多以连生体，方解
主要的连生方式，其次有萤石、天青石等。
图4含氟碳肺矿粒度
Fig.4Particle diagram of bastnaesite
与方解石连生的氟碳钵矿颗粒，常见氟碳钵矿与方解石交错嵌生，或呈微细粒包体分布于氟碳饰矿中。部分矿与、石英、方解石、萤石、天青等矿物连生，微体分布氟碳饰矿中，难以分离。
2.2氟碳钙肺矿(Ce,La)2Ca(CO3h F?和氟碳钙S
矿(Nd,Ce)2Ca(CO3)'F2
钙钵矿与钙枚矿都属于钙稀土氟碳钵盐，两种矿物交错连生分离。在这里统一用一个颜表示。
钙钵矿颗粒如图5所示，大部分氟碳钙钵矿连生体与方解石、天青石，氟碳钵矿连生，与氟碳矿主要呈带状。与钙钵矿不同的是，很少有方解石、天青石等矿物呈微体分布其中，多钙钵矿为交代矿生，常常分布矿边缘中刀。
图5含氟碳钙肺矿颗粒
Fig.5Particle6iagram of parisite
3稀土矿物粒度及解离度变化特征为了研究微山稀土矿物中氟碳钵矿和氟碳钙钵矿的解理程分析其可的程度°，对矿样中氟矿和钙钵矿的及解进行了测定。
3.1稀土矿物粒度变化特征
为了解同稀土矿物的分布，
矿样在XMB型棒磨机下研磨，分别取5、8、11、15、18,20min时的矿样进行分析，场选矿工艺选取粒度为20〜74"m占85%以上的矿样：1]，取8、11,15min的磨矿矿样分别作为第一、第二、第三阶段。
图6是原矿样在不同时间段的粒度分布特征；图7、8是利用矿物识别系统对原矿中的氟碳钵矿和氟碳钙钵矿同时间段的分布特征。
由图6可知，矿样的体呈正态分布，随时间变化粒度逐渐变细。在第一阶段40〜53"m分布最多，占22.11%，第二阶段20〜38"m分布最多，在第三阶段小于20"m占80%，研。
矿与钙矿的分布与矿分布总体相同，如图7、8所示，但在第一阶段40〜53"m 的矿矿体的27.26%，钙矿钙钵矿总体的2&87%；在第二阶段20〜38"m氟碳饰矿颗粒占氟碳饰矿总体的30.90%
，
• 4 *
!#属（％矿'（）2021年第1期
图6不同阶段原矿样粒度分布
Fig. 6 Size distribution of raw ore
samples at different stages
图7不同阶段氟碳k 矿粒度分布
Fig.7 Sizedistributionofbastnaesite
atdi f erentstages
图8不同阶段氟碳钙k 矿粒度分布
Fig.8 Sizedistributionofparisite
atdi f erentstages
氟碳钙肺矿颗粒占氟碳钙肺矿总体的33.36% %稀
土矿物在不同阶段的粒度分布在20〜48 "m 更为集 中$ 钙钵矿
矿更高%
3.2稀土矿物的解离度
矿和 钙钵矿每个阶段解离特征见表
4〜6，随着研磨时间的增加，稀土矿物的解离情况越
来 ，其中第一阶段解 80%的 矿
49.05%，氟碳钙钵矿占46.94% ；第二阶段解离
80% 的 矿 88.14% ， 钙 矿
74. 99% ；第三阶段解离度大于80%的氟碳肺矿颗粒
占85.12%，氟碳钙钵矿占82.13%。相对于第二阶 段 矿的 解
第 阶段
， 钙
钵矿的解
显$ 稀土矿物的单
体解离度在第二阶段！1 min ）后降低，可能是发生 了微 的 行为9%
表4
第一阶段矿样中稀土矿物的解离度
Table4
The liberation of rare earthmineral in the samples of first stage
/%
矿物名称 -
解 :
0<x <20
20#x <40
40<x <60
60<x <8080<x <#00
#00
氟碳钵矿
3. 187.87#6.3623.5425.6923.36氟碳钙钵矿
9. 23
10.84
##.45
2#.54
22.25
24.69
表5
第阶段矿样中稀土矿物的解离度
Table5
The liberation of rare earthmineral in the s amplesofsecondstage
/%
矿物名称
解
0<x <2020#x <40
40<x <6060<x <8080<x <#00#00
矿 1. 36
1. 58
2.82 6.#0
40.4#47.73钙矿
7. 27
4.87
4.3#
8.50
25.0#
49.98
2021年第1期李光柱等：不同粒度下微山稀土矿物颗粒赋存研究-5-
表6第三阶段矿样中稀土矿物的解离度
Table6The liberation of rare earth mineral in the samples of third stage/%
解离度
V)切扫彳小
0<*2020#*4040<x<6060<x<8080<x<100100氟碳钵矿0.841753618.1652.0633.60氟碳钙钵矿335327 5.22 6.0339.5142.62
4结论
1)微山稀土矿床矿物组成复杂多样，含碳酸盐、硫化矿、硅酸盐等多种矿物，其中方解石、重晶石、天青石、长石、稀土矿物、铁矿物是矿样中主要矿物，稀土矿物主要为氟碳酸盐及独居石、肺磷灰石等，由于矿床中總的含量较高，故形成少量的碳酸總肺矿、菱钙總肺矿、肺磷灰石等％特别是在稀土矿物颗粒中方解石呈微细胞颗粒分布于稀土矿物颗粒中，很难分离，是造成品位低的重要因素％
2)微山稀土矿物氟碳钙肺矿在研磨过程中每个阶段的粒度变化大于氟碳钙肺矿，但其解离情况却小于氟碳肺矿。证明氟碳钙肺矿比氟碳肺矿易破碎，但与非稀土矿物结合更为紧密％对于微山稀土矿物颗粒与解离度的变化特征，稀土矿物在第二阶段解离度大于80%的颗粒占85%，达到最高点；在粒度总体小于74"m的情况下，分布20〜38"m占30%左右，是选矿的最佳粒度。根据微山稀土矿在物的粒度赋存特点，建议在以往的选矿工艺过程中加大对矿物的研磨，将粒度尽可能富集于20〜50"m阶段。
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站长QQ:729038198
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