一种基于矿浆流变特性调控的微细粒氟碳铈矿浮选分离方法

本发明属于选矿，具体涉及一种基于矿浆流变特性调控的微细粒氟碳铈矿浮选分离方法。

背景技术：

1、稀土是支撑现代高新技术产业发展的关键战略金属，广泛应用于新能源、航空航天、电子信息、国防军工等诸多领域，其保障能力直接关系到国家科技进步与战略安全。在我国，不仅拥有全球最大的稀土资源储量，更建立了从勘探、开采到分离提纯的完整产业链，在全球稀土供应链中占据核心主导地位，为我国高新技术产业的持续发展提供了坚实的资源支撑。

2、氟碳铈矿作为全球稀土资源的重要来源，在我国分布广泛，尤其在内蒙古、四川、山东等地的大型矿床中高度富集，其高效分选与综合利用，不仅直接影响稀土资源的利用效率，更关系到国家战略资源的安全保障能力，对推动稀土产业高质量发展具有重要意义。然而，氟碳铈矿的高效分选长期以来面临着严峻的技术挑战，成为制约其规模化、高值化利用的核心瓶颈。该矿物在自然界中常与方解石、萤石、重晶石等脉石矿物紧密共生，且嵌布粒度极为微细，在破碎、磨矿等预处理过程中极易发生泥化现象，产生大量微细粒级矿物，给后续分选作业带来极大困难。

3、目前，行业内针对氟碳铈矿分选已开展了大量研究，现有浮选技术取得了一定进展，主要包括研制氟碳铈矿专用浮选抑制剂、将混合稀土精矿在惰性气体氛围下进行流态化焙烧、开发高效浮选氟碳铈矿的捕收剂等技术手段。但上述现有技术仍无法从根本上解决微细粒脉石混入精矿的难题，微细粒脉石易通过异相凝聚、矿泥罩盖及水流夹带等机制附着于稀土矿物表面或随泡沫进入精矿，导致最终获得的稀土精矿品位与分选回收率双双处于较低水平，严重制约了氟碳铈矿资源的高效利用。即便国内部分领先企业的氟碳铈矿分选回收率已达到80%以上，仍无法满足大规模工业化生产中资源高效利用的需求，多数矿山仍面临分选效率低下的困境。

4、深究上述技术难题的根源，发现其与浮选矿浆的物理化学环境密切相关。浮选矿浆本质上是一个复杂的多相悬浮体系，其流变特性（如屈服应力、表观黏度等关键参数）直接决定了矿粒的分散状态、气泡与矿粒的碰撞效率，以及浮选泡沫层的稳定性，进而对分选效果产生决定性影响。遗憾的是，现有技术的研究重点多集中于浮选药剂的分子结构设计与优化，侧重于通过化学手段改善矿物表面性质，未能实现对矿浆流变特性的定向调控，更缺乏流变参数与浮选指标（精矿品位、回收率）之间的定量关联机制。

5、这种技术短板导致氟碳铈矿微细粒分选过程存在明显的“盲区”，无法根据分选需求对矿浆流变特性进行精准干预，难以有效抑制微细粒脉石的干扰，最终无法实现氟碳铈矿的高效分选。因此，从矿浆流变学角度实现对浮选过程的精准调控，是突破当前微细粒氟碳铈矿分选技术瓶颈的关键路径。

6、然而，针对氟碳铈矿的分选痛点，如何研发出能够定向调控浮选矿浆流变特性、建立流变参数与浮选指标定量关联、突破微细粒分选瓶颈的相关选矿技术，成为当前稀土资源利用领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明就是为了解决上述技术问题，从而提供一种基于矿浆流变特性调控的微细粒氟碳铈矿浮选分离方法。本发明通过定向调控浮选矿浆的流变参数，抑制脉石矿物的异相凝聚和矿泥罩盖，提升气泡与氟碳铈矿颗粒的有效碰撞效率，实现微细粒氟碳铈矿与脉石矿物的高效分离，提高氟碳铈矿精矿的品位和回收率。

2、为了实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种基于矿浆流变特性调控的微细粒氟碳铈矿浮选分离方法，包括以下步骤：

4、（1）矿样制备：将氟碳铈矿原矿破碎、磨矿至0.074 mm粒级占比70~90 wt%，得到微细粒氟碳铈矿矿样；

5、（2）矿浆调浆与流变预调控：将步骤（1）所得矿样加入浮选槽，加水配置成矿浆，调节矿浆ph值为7~10，加入分散型流变调节剂0.05~0.2 kg/t，进行搅拌，将矿浆屈服应力调控至5~15 pa，表观黏度调控至10~30 mpa・s；

6、（3）浮选药剂添加：向步骤（2）的矿浆中依次加入脉石抑制剂0.1~0.3 kg/t和氟碳铈矿捕收剂0.08~0.2 kg/t；所述脉石抑制剂为柠檬酸钠与六偏磷酸钠的复配物，质量比为1:(1~2)；所述捕收剂为油酸与苯甲羟肟酸的复配物，质量比为2:(1~1.5)；

7、（4）充气浮选与流变实时调控：向浮选槽中充气，控制浮选叶轮转速为1200~1800r/min进行浮选，浮选过程中通过在线流变仪监测矿浆流变特性，若矿浆屈服应力超过15pa或表观黏度超过30 mpa・s，补加0.02~0.05 kg/t的流变调节剂，维持矿浆屈服应力为5~15 pa，表观黏度为10~30 mpa・s；

8、（5）精矿与尾矿收集：浮选结束后，刮取泡沫产品得到氟碳铈矿精矿，浮选槽内底流为尾矿，对精矿进行过滤、干燥，得到最终氟碳铈矿精矿产品。

9、本发明采用的上述方法，摒弃了单纯依赖药剂开发的传统思路，开创性地从矿浆流变学调控入手，提出一种基于流变特性优化的微细粒氟碳铈矿浮选分离方法。本方法的核心在于：通过精确调控矿浆的屈服应力与表观黏度，有效抑制脉石矿物的异相凝聚与细泥罩盖，同时优化微细气泡与目标氟碳铈矿颗粒的流体动力学环境，显著提升二者间的碰撞概率与吸附效率。最终，在矿浆尺度上实现微细粒氟碳铈矿与脉石的高效、清洁分离，从而大幅提高精矿品位与资源回收率。

10、进一步的是，步骤（1）中所述得到的微细粒氟碳铈矿矿样中氟碳铈矿与脉石矿物的质量比为1:(0.5~2)，其中脉石矿物包括方解石、萤石和重晶石。

11、进一步的是，步骤（2）中将矿样加入去离子水配置成质量浓度为10~20 wt%的矿浆。

12、进一步的是，步骤（2）中所述分散型流变调节剂为改性羧甲基纤维素与聚乙二醇的复配物，二者的重量比为1:0.5~1。

13、进一步的是，步骤（2）中所述搅拌的条件为以300~500 r/min的转速搅拌5~10min。

14、进一步的是，步骤（2）中所述调节矿浆ph值通过盐酸或氢氧化钠溶液调节。

15、进一步的是，步骤（3）中每次添加药剂后以400~600 r/min搅拌3~5 min。

16、进一步的是，步骤（4）中充气量为0.8~1.5 l/(min・l)。

17、进一步的是，步骤（4）中浮选时间为8~15 min。

18、进一步的是，步骤（5）得到的氟碳铈矿精矿的品位为58.7~62.3 %，回收率为85.2~89.5 %。

19、本发明的有益效果如下：

20、（1）本发明通过流变调节剂加ph值的双重调控，实现了氟碳铈矿浮选矿浆流变特性的定向控制，将矿浆屈服应力和表观黏度维持在最优范围，有效降低了微细粒脉石矿物的异相凝聚和矿泥罩盖，减少了脉石的水流夹带；

21、（2）复配脉石抑制剂和捕收剂与流变调控协同作用，提升了气泡与氟碳铈矿颗粒的有效碰撞黏附效率，使氟碳铈矿精矿品位相比现有选矿方法提升8%~15%，回收率提升10%~20%；

22、（3）本发明方法操作简单，浮选过程中实现矿浆流变特性的实时监测与调控，适应性强，可应用于不同品位、不同脉石含量的微细粒氟碳铈矿浮选，为氟碳铈矿的清洁高效开发利用提供技术支撑。