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钽铁矿－铌铁矿多为钽、铌锡、钨、锂、铍等多金属矿石。具有原矿品位低、矿物组成复杂、矿物密度大、性脆易碎等特点。选矿方法主要是采用重选、磁选、电选、浮游重选、浮选和化学处理等方法。选矿工艺一般分为粗选和精选两个部分。
一、钽铁矿－铌铁矿粗选
钽铁矿－铌铁矿粗选主要是采用重选流程，但也有采用重选－浮选－重选；重选－浮选或重选－磁选－重选的。
（一）重选流程
钽铌原生矿多采用阶段磨矿、多段重选。通常在磨矿回路中增设选别设备，以提早回收单体矿物。钽铌砂矿由于矿物单体解离比较好，一般不需要破碎和磨矿，入选前先进行筛选，除去块石和卵石，然后进行粗选。粗晶钽铁矿－铌铁矿采用跳汰机或螺旋选矿机（含旋转螺旋溜槽）粗选，粗选精矿采用摇床精选；细晶钽铁矿－铌铁矿采用螺旋溜槽或摇床粗选，粗选精矿采用摇床精选；钽铌矿泥采用离心选矿机或多层翻床粗选，粗选精矿采用皮带溜槽或槽流皮带溜槽结合矿泥摇床精选。此流程的特点是投资少、上马快、成本低、环境污染少。但对矿泥选别效率低。
重选－浮选－重选或重选－浮选流程粗、细粒级物料采用重选，矿泥采用浮选。浮选前一般选用小直径旋流器或离心选矿机脱泥，然后后烷基磺化琥珀酸盐作捕收剂、硅酸钠和草酸作调整剂，在pH2－3的条件下进行浮选，浮选精矿用霍尔曼矿泥摇床－横流皮带溜槽精选；或用苯乙烯膦酸作捕收剂，氟硅酸钠、硝酸铅作调整剂，在pH6的条件下进行浮选，浮选精矿用振摆皮带溜槽或横流皮带溜槽精选，也可以用羟肟酸与变压器油（2∶1）为捕收剂，氢氧化钠、硅酸钠为调整剂，在pH8－8.5的条件进行浮选，浮选精矿加羟肟酸和变压器油，用草酸作抑制剂，在pH2.5－3的条件下进行精选。按以上方法处理，均可获得钽铁矿或铌铁矿精矿。此流程的特点是选别指标高，但脱除的细泥中钽铌含量多接近于原矿品位、药剂消耗大，生产成本高。
（二）重选－磁选－重选流程
粗粒级物料采用重选。细粒级和矿泥采用磁选－重选结合。此流程的特点是对细晶钽铁矿、铌铁矿选别效率高，但矿石中的钽铌矿物都必须具有弱磁性。
二、钽铁矿－铌铁矿粗精矿精选
钽铁矿－铌铁矿粗精矿一般组成复杂，分选困难，常常需要采用磁选、重选、浮游重选、浮选、电选、化学处理等方法中一至二种或多种方法组合。特别是钽铁矿、铌铁矿与某些难选矿物的分离，更需采用多种选别方法组合。如钽铁矿－铌铁矿与石榴石、电气石分离，通常采用磁选、电选或浮选。
（一）磁选分离
它们的比磁化系数：钽铁矿为2.4×10－5厘米3/克，铌铁矿为2.5×10－5厘米3/克，褐钇铌矿为5.8×10－5厘米3/克，石榴石和电气石则随其铁的含量而变更，石榴石当Fe2O3含量由7％增到25％时，其比磁化系数则由11×10－6厘米3/克增加到×10－6厘米3/克（增加11倍），电气石当Fe2O3含量由0.3％增加到13.8％时，其比磁化系数则由1.1×10－6厘米3/克增加到30×10－6厘米3/克（增加30倍）。为了提高矿物在磁场中分离的选择性，一般选用酸（固：液＝1：5）作短时间（5－15分钟）的处理，以清除矿物表面铁质，然后在不同强度的磁场中分离出石榴石和电气石，可获得钽铌精矿。
（二）电选分离
选将物料进行窄级别筛分分级，然后分别加温，在复合电场中进行电选：大于0.2毫米粒级一般采用低电压（20－35千伏）、大极距（80－毫米）、慢转速（低离心力）（辊筒或鼓转数为33－38转/分）。－0.2～＋0.08毫米粒级一般用高电压（35－45千伏）、小极距（50－80毫米）、快转速（高离心力）（辊筒转数为70－转/分）。可将钽铁矿－铌铁矿与石榴石分离。
（三）浮选分离
用十六烷基磺酸钠作捕收剂，氟化合物作调整剂，可将铌铁矿与石榴石分离。
钽铌铁矿与独居石分离
粗粒级通常采用电选；细粒级（－0.毫米）用油酸或米糠油作捕收剂，碳酸钠（Na2CO3）作调整剂，硅酸钠（Na2SiO3），硫化钠（Na2S）作抑制剂（Na2SiO3∶Na2S＝3∶1），在pH9的条件下浮出独居石，可使铁钽矿（铌铁矿）与独居石分离。
（四）细晶石与锡石分离
粗粒级通常采用静电选（电压16千伏）；细粒级选用2％的盐酸处理15分钟，然后用烷基硫酸钠（克/吨）作捕收剂，用氟硅酸钠（Na2SiF6）作抑制剂，在pH2－2.3的条件下浮出锡石，可使细晶石与锡石分离。
（五）钽铌铁矿与磁性锡石分离
粗粒级一般采用风力摇床分离；细粒级，中国广州有色金属研究院研究制定氧化焙烧（－℃）磁选新工艺，能很好地分离出钽铌铁矿、钽金红石和锡石。
（六）钽铌铁矿与黑钨矿分离
通常采用水冶。首先将物料磨至－0.04毫米，加碳酸钠（Na2CO3）焙烧（℃），或在常压下用浓碱煮，过滤后滤渣用HCl（5％）分解，可获得人造钽铌精矿。滤液为钨酸钠溶液，经过调酸（pH2－2.5）,萃取、中和、结晶等工序，可获得氧化钨（WO3）产品。
（七）铌铁矿与锆英石分离
可采用磁选或浮选。浮选可用油酸钠作捕收剂，氯化铅、水玻离或氯化铅、草酸作调整剂，能将铌铁矿与锆英石分离。
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