Occurrence of Rare Earth, Iron, Phosphorus and Calcium in High Grade Rare Earth Concentrate
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摘要:
白云鄂博混合稀土精矿稀土品位65.86%，杂质元素P2O5、CaO、TFe含量分别为11.26%、3.89%、1.34%。实验采用化学分析、AMICS（自动矿物分析系统）、SEM及EDS等分析手段，研究混合稀土精矿中的稀土及杂质元素赋存状态。研究结果表明：稀土主要以独立矿物形式存在于氟碳铈矿、独居石、氟碳钙铈矿和黄河矿，铁主要存在于磁/赤铁矿和黄铁矿中，磷主要赋存于独居石和磷灰石中，钙主要赋存于萤石、磷灰石、白云石和方解石中，为进一步分选氟碳铈矿和独居石精矿，及降低稀土精矿中杂质元素含量提供矿物学依据。
Abstract:Rare earth grade of Bayan Obo mixed rare earth concentrate is 65.86%, and the contents of P2O5, CaO and TFe are 11.26%, 3.89% and 1.34%, respectively. Chemical analysis, automatic mineral analysis system, SEM and EDS were used to study the occurrence of rare earth and impurity elements in mixed rare earth concentrate. The results show that rare earth mainly exists in bastnaesite, monazite, parisite and huanghoite in the form of independent minerals, iron mainly exists in magnetite hematite and pyrite, phosphorus mainly exists in monazite and apatite, calcium mainly exists in fluorite, apatite, dolomite and calcite, which can provides mineralogical basis for further separation of bastnaesite and monazite concentrate and reduction of impurity elements in rare earth concentrate.
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Key words:
- Rare earth concentrate /
- Rare earth /
- Iron /
- Phosphorus /
- Calcium /
- Occurrence state
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表 1 试样主要化学成分分析结果/%
Table 1. Analysis results of main chemical components of the sample
Na2O K2O MgO CaO BaO SiO2 ThO2 Al2O3 0.059 <0.010 0.12 3.89 1.04 0.34 0.24 0.42 REO Nb2O5 F P2O5 S TFe Sc2O3 C 65.86 0.055 5.20 11.26 0.28 1.34 <0.0010 2.96 
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表 2 试样稀土配分分析结果/%
Table 2. Rare earth distribution analysis results of the sample
La2O3 CeO2 Pr6O11 Nd2O3 Sm2O3 Eu2O3 Gd2O3 Tb4O7 27.59 50.92 4.81 14.71 1.06 0.20 0.36 <0.10 Tb4O7 Dy2O3 Ho2O3 Er2O3 Tm2O3 Yb2O3 Lu2O3 Y2O3 <0.10 <0.10 <0.10 <0.10 <0.10 <0.10 <0.10 0.23
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表 3 试样稀土、钙的化学物相分析
Table 3. Rare earth and calcium phase analysis of the sample
名称 REO REO-F REO-P CaO 氟化钙
中的CaO磷酸钙
中的CaO碳酸钙中
的CaO硅酸钙中
的CaO硫酸钙中
的CaO含量/% 65.86 39.68 26.18 4.03 2.24 1.30 0.05 0.39 0.05 分布率/% 100.00 60.25 39.75 100.00 55.58 32.26 1.24 9.68 1.24
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表 4 试样矿物组成/%
Table 4. Mineral composition of the sample
氟碳铈矿 独居石 氟碳钙铈矿 黄河矿 褐帘石 褐钇铌矿 易解石 铌铁金红石 铌铁矿 52.00 36.29 2.01 2.01 0.02 0.02 0.01 0.05 0.02 黄绿石 磷灰石 萤石 白云石 方解石 磁/赤铁矿 黄铁矿 菱铁矿 钛铁矿 0.01 2.02 1.87 0.45 0.15 1.11 0.44 0.02 0.04 钡铁钛石 菱锰矿 方铅矿 石英 闪石 辉石 云母 重晶石 其他 0.01 0.03 0.04 0.08 0.04 0.10 0.01 0.30 0.85
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表 5 试样稀土矿物嵌布粒度/%
Table 5. Particle size distribution of rare earth mineral of the sample
粒径
/µm氟碳铈矿 独居石 氟碳钙铈矿 黄河矿 分布率/% 累计分布率/% 分布率/% 累计分布率/% 分布率/% 累计分布率/% 分布率/% 累计分布率/% +74 0.04 100.00 0.02 100.00 0.00 100.00 0.00 100.00 -74+53 1.28 99.96 0.97 99.98 3.56 100.00 0.72 100.00 -53+38 2.18 98.68 2.02 99.01 1.22 96.44 1.23 99.28 -38+30 11.61 96.50 10.15 96.99 4.14 95.22 8.11 98.05 -30+20 22.62 84.88 18.87 86.84 12.11 91.08 18.24 89.94 -20+10 41.10 62.27 44.41 67.97 31.92 78.97 40.47 71.71 -10 21.17 21.17 23.56 23.56 47.05 47.05 31.24 31.24
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表 6 稀土矿物、磁铁矿/赤铁矿、萤石、磷灰石单体解离度分析
Table 6. Dissociation degree analysis of rare earth minerals, magnetite, hematite, fluorite and apatite
矿物
名称单体 连生度/% 与磷灰石
连生与萤石
连生与铁矿物
连生与碳酸盐
矿物连生与硅酸盐
矿物连生与其他
矿物连生氟碳铈矿 92.11 1.74 1.70 1.39 0.53 0.21 2.32 独居石 88.01 2.18 2.41 1.85 0.82 0.32 4.50 矿物
名称单体 连生度/% 与稀土
矿物连生与碳酸盐
矿物连生与硅酸盐
矿物连生与萤石
连生与磷灰石
连生与其他矿物
连生磁铁矿/
赤铁矿53.77 39.59 0.35 0.15 1.59 1.47 3.08 矿物
名称单体 连生度/% 与稀土
矿物连生与碳酸盐
矿物连生与硅酸盐
矿物连生与萤石
连生与磷灰石
连生与磁/赤
铁矿连生与其他矿物连生 黄铁矿 84.99 12.69 0.12 0.07 0.37 0.13 0.51 1.12 矿物
名称单体 连生度/% 与稀土
矿物连生与碳酸盐
矿物连生与硅酸盐
矿物连生与铁
矿物连生与磷灰石
连生与其他
矿物连生萤石 39.68 53.94 0.59 0.15 1.10 0.87 3.68 矿物
名称单体 连生度/% 与稀土
矿物连生与碳酸盐
矿物连生与硅酸盐
矿物连生与萤石
连生与铁
矿物连生与其他
矿物连生磷灰石 54.98 40.66 0.31 0.15 0.82 0.96 2.13
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表 7 稀土、钙、磷、铁元素平衡计算结果
Table 7. Results of rare earth, calcium, phosphorus and iron balance calculation
矿物名称 矿物含量/% REO P2O5 TFe CaO 品位/% 分布率/% 品位/% 分布率/% 品位/% 分布率/% 品位/% 分布率/% 氟碳铈矿 52.00 74.26 58.61 0.45 2.09 0.24 9.50 1.41 19.33 氟碳钙铈矿 2.01 62.07 1.89 - - 0.54 0.83 10.25 5.43 黄河矿 2.01 37.33 1.14 0.51 0.09 0.06 0.09 0.51 0.27 独居石 36.29 69.51 38.28 27.67 90.46 0.27 7.46 0.57 5.45 萤石 1.87 0.69 0.02 0.06 0.01 0.56 0.80 71.54 35.26 赤铁矿 1.11 0.11 0.00 0.10 0.01 70.00 59.14 0.21 0.06 磷灰石 2.02 1.94 0.06 40.35 7.34 - 0.00 51.31 27.32 白云石方解石 0.60 - - - - 4.96 2.27 43.20 6.83 辉石 0.10 - - - - 22.98 1.75 1.43 0.04 黄铁矿 0.44 - - - - 51.14 17.13 - - 菱铁矿 0.02 - - - - 39.63 0.60 1.58 0.01 其他 1.53 - - - - 0.37 0.43 0.01 0.00 合计 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 金属总量/% 65.89 11.10 1.31 3.79 化学分析结果/% 65.86 11.26 1.34 3.89 平衡系数/% 100.05 98.59 98.04 97.53
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表 8 精矿中稀土的分布
Table 8. Distribution of rare earth in concentrate
名称 氟碳铈矿 氟碳钙铈矿 黄河矿 独居石 萤石 赤铁矿 磷灰石 合计 金属量/% 38.6125 1.2476 0.7503 25.2252 0.0129 0.0012 0.0392 65.8916 分布率/% 58.61 1. 89 1.14 38.28 0.02 0.00 0.06 100.00
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表 9 精矿中铁的分布
Table 9. Distribution of iron in concentrate
名称 赤铁矿 黄铁矿 氟碳铈矿 独居石 白云石
方解石钠辉石 氟碳
钙铈矿萤石 菱铁矿 铌铁
金红石铌铁矿 黄河矿 方铅矿 合计 含量/% 0.7770 0.2250 0.1248 0.0980 0.0298 0.0230 0.0109 0.0105 0.0079 0.0033 0.0023 0.0012 0.0001 1.31 分布率/% 59.14 17.13 9.50 7.46 2.26 1.75 0.83 0.80 0.60 0.25 0.18 0.09 0.01 100.00
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表 10 精矿中磷的分布
Table 10. Distribution of phosphorus in concentrate
名称 独居石 磷灰石 氟碳铈矿 黄河矿 萤石 赤铁矿 合计 金属量/% 10.0414 0.8151 0.2319 0.0103 0.0011 0.0011 11.1009 分布率/% 90.46 7.34 2.09 0.09 0.01 0.01 100.00
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表 11 精矿中钙的分布
Table 11. Distribution of calcium in concentrate
名称 萤石 磷灰石 氟碳铈矿 白云石
方解石氟碳
钙铈矿独居石 黄河矿 赤铁矿 钠辉石 菱铁矿 合计 金属量/% 1.3378 1.0365 0.7332 0.2592 0.2060 0.2069 0.0103 0.0023 0.0014 0.0003 3.7940 分布率/% 35.26 27.32 19.33 6.83 5.43 5.45 0.27 0.06 0.04 0.01 100.00
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表 12 氟碳铈矿与独居石分选的元素平衡计算
Table 12. Calculation of element balance in separation of bastnaesite and monazite
矿物名称 矿物含量 REO TFe P2O5 CaO 含量% 分布率% 含量% 分布率% 含量% 分布率% 含量% 分布率% 氟碳铈矿 52.00 74.26 58.60 0.24 9.50 0.45 2.09 1.41 19.33 氟碳钙铈矿 2.01 62.07 1.89 0.54 0.83 - - 10.25 5.43 黄河矿 2.01 37.33 1.14 0.06 0.09 0.51 0.09 0.51 0.27 氟碳酸盐 56.02 72.50 61.64 0.24 10.42 0.43 2.18 1.69 25.03 独居石 36.29 69.51 38.28 0.27 7.46 27.67 90.46 0.57 5.45
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图(4)
表(12)
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