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白云鄂博矿蕴藏着我国极为重要的矿产资源,但资源的利用率低,所使用的选矿流程只能回收大部分铁,少部分稀土,致使在生产运行的50多年中,尾矿堆存已接近2亿吨,其中含有未回收利用的铁15%,稀土7%、铌0.14%,萤石23%。本论文选取稀土品位为7.03%,铁品位为27.04%的白云鄂博原矿作为试验原料,进行了以高梯度超导磁选为核心的磁选工艺流程研究,旨在探索高效回收白云鄂博多金属矿物资源的新途径。对试验矿样进行了工艺矿物学研究。借助多元素化学分析、扫描电镜分析、解离度分析、矿物组成分析等技术,证实、细化了前人已发现的白云鄂博矿可资利用矿物的特征,即可供回收利用的矿物以铁、稀土铌等贵金属和萤石为主,脉石以石英为主;矿体化学组成繁多,矿物类型复杂,不同矿物之间呈现出复杂的共伴生结构。将试验原料经过前期的破碎、磨矿处理,使其粒度达到-200目占95%左右。第一步,用BX/8000 Oe和BX/12000 Oe永磁设备对原矿分别进行一次强磁粗选和扫选,将磁铁矿、假象赤铁矿等矿物分离。第二步,选用常规高梯度电磁选分离强磁尾矿中的赤铁矿、褐铁矿、钠闪石、钠辉石等磁性较弱的矿物。最后,利用高梯度超导磁选将稀土、铌等金属矿物与萤石等非金属矿物分离。常规高梯度磁选条件是矿浆流速0.035 m/s,介质为钢棒,磁感应强度为0.6 T,矿浆浓度为18%。高梯度超导磁选条件为矿浆流速为0.09 m/s,聚磁介质直径为0.12mm,填充率为5.8%,磁感应强度为4.5 T,矿浆浓度为10%。试验最终得到品位为12.73%,作业回收率为98.23%,总回收率为55.13%的稀土精矿产品;尾矿的稀土品位为0.46%,作业回收率为1.77%,总回收率为6.84%;尾矿中铁品位为1.7%,作业回收率为10.3%,总回收率为0.95%。本课题的研究表明,白云鄂博矿中常规磁选划分为非磁性的稀土、铌等稀有金属矿物,可利用高梯度超导磁选将其与萤石和脉石进一步分离,将尾矿中稀土含量降至1%以下,而萤石在尾矿中得以富集。此外,这一新磁选流程为下游浮选创造了极为有利的条件,稀土、萤石的预分离可大量节约浮选药剂。