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摘要
针对铌矿资源高效分选技术需求 ,通过文献研究和比较，曹钊系统介绍了世界铌资源的教授技术及展分布、矿床类型及特点 ,重点归纳了烧绿石矿、铌矿铌铁矿和白云鄂博铁-稀土-铌共伴生矿等3类主要铌矿石的选矿现状选矿工艺和浮选药剂研究现指出目前铌矿选矿多采用重选、磁选和浮选等多种方法相结合的研究联合工艺以适应不同类型铌矿的特性，浮选药剂研究则主要集中在常规药剂改性、曹钊新型药剂研制和复合用药研发3个方向研究表明未来铌矿选矿技术发展应加 强新型浮选药剂及其作用机理研究注重选冶联合工艺的教授技术及展研究与应用强化微细粒铌矿物及复杂共伴生铌矿物的回收技术研发研究结果可为铌矿资源的高效分选技术研究提供指导，对提高铌矿资源利用效率、铌矿促进铌工业可持续发展具有重要意义。选矿现状
作者风采
曹钊，研究内蒙古科技大学科技处处长，曹钊教授，教授技术及展博士生导师。铌矿主要从事稀土及共伴生矿产资源选矿技术和药剂研究，选矿现状主持国家级、研究省部级和横向课题30余项，入选国家万人计划青年拔尖人才、内蒙古“草原英才”、内蒙古“新世纪321人才工程”、包头市“鹿城英才”人才称号，获内蒙古科学技术进步奖和中国稀土科技进步奖各1项，获内蒙古青年创新人才奖1次、中国有色金属学会优秀论文奖2次，以第一/通信作者发表论文80余篇，授权国家发明专利10余项，出版学术专著2部，在国内外学术会议作学术报告20余次。兼任中国有色金属学会第八届理事会理事、中国有色金属学会选矿学术委员会委员、中国稀土学会地质采矿选矿专业委员会委员和《Minerals and Mineral Materials》《金属矿山》《有色金属（选矿部分）》《矿产保护与利用》《黄金》等期刊编委。
正文
铌是一种战略性稀有金属,具有多项出色特性, 这包括高强度、耐热性、耐酸碱性、优异的热传导性以及低中子吸收截面等。因此 ,铌在高端复合材料、航空航天和超导材料等现代高科技领域得到广泛应用, 被称为“工业味精”。此外,铌抗蚀性强 , 可与有机组织长期无害结合,使铌在医疗领域被称为“亲生物金属” 。
铌与部分稀有元素(如铀、钍、稀土元素) 以及普通元素(如锡、钙、铁、锰等)的晶体化学性质相似 , 因此易发生等价和异价类质同象替代作用。这一性质导致铌矿物的种类达130余种 ,但仅有铌铁矿、烧绿石、褐色铌钇矿、黑稀金矿、易解石、金红石等少数含铌矿物具有工业价值。据统计 ,世界98%的铌产自巴西和加拿大,其铌资源具有矿物种类较单一、嵌布粒度较粗和较易选别的特点。我国铌矿资源成分复杂、嵌布粒度较细,分选难度较大,每年仅产出百吨级铌(钽) 精矿,对外依存度高达90%。为提高我国铌资源的自给能力,减少对国外铌资源的依赖 ,加强国内铌资源综合回收新工艺研究和高效浮选药剂研发具有重要的战略意义。
1 铌矿资源的分布和特点
1.1 国外铌矿资源
巴西是国外铌资源储量最大的国家 ,也是世界上最大的铌生产国。据估计，巴西的铌资源储量约占世界总量的80% ,平均Nb品位高达2.5% ,且采选难度低。此外，加拿大、澳大利亚、俄罗斯、肯尼亚等国也拥有较丰富的铌资源。
国外铌矿的主要工业类型为碳酸岩及风化壳型铌矿，占全部铌资源量的90%以上 ,其次是花岗岩及伟晶岩型铌矿和含铌砂矿型。花岗岩及伟晶岩型铌矿的主要含铌矿物是铌钽铁矿，常与锡石伴生 ,通常作为开采锡石的副产品回收;含铌砂矿规模较小，但易于采选。总体来说，目前国外探明及已开采的铌矿具有铌品位高、储量大、矿物组成简单、多种有价矿物伴生、易于开采及可部分综合利用等特点。
1.2 国内铌矿资源
内蒙古白云鄂博大型铁、稀土及铌多金属共伴生矿的铌资源远景储量660万t，工业储量157万t，占全国探明铌储量的63.4%、工业储量的82.7%，是我国最大的铌资源基地。此外，铌(钽)铁矿主要分布在江苏、广东，查明铌资源储量5.85万t，占全国同类型铌矿储量的99.5%;褐钇铌矿主要分布在湖南(67.3%)、广东(27.6%) , 查明储量不足1万t。目前，我国可开发的铌矿床类型多为内生矿床,主要有白云鄂博型铁-稀土-铌矿床、碱性岩-碳酸岩型矿床、花岗岩及碱性花岗岩型矿床、花岗伟晶岩型矿床及砂矿床。铌矿物常与多种矿物共伴生 ,Nb品位多在0.2%以下,平均品位低,存在铌矿物嵌布粒度细、选冶难度大等问题。
2 不同类型铌矿选矿研究现状
具有重要工业价值的铌矿可分为3类 ,包括烧绿石矿、铌铁矿及白云鄂博伴生型铌矿(表1)。由于铌矿品位低、组成复杂，采用单一选矿方法很难取得理想的选矿指标。因此，选铌过程中常根据不同类型铌矿物和伴生矿物的组分与性质，采用重选、浮选、 磁选及化学选矿等多种选矿方法联合的工艺流程进行选别。目前， 浮选仍是处理低品位复杂铌矿的主要方法。对不同类型铌矿选矿工艺进行归纳总结，对铌矿浮选药剂及作用机理进行阐述，可为复杂伴生铌矿高效分选提供思路和借鉴。
2.1 烧绿石矿
烧绿石又称黄绿石，是提取铌的主要矿物。烧绿石矿主要包括碱性碳酸盐矿和风化残留红土矿两类，前者是烧绿石的原生矿，后者是碱性碳酸盐烧绿石矿的风化矿。
2.1.1 烧绿石矿选铌工艺研究
烧绿石比磁化系数低，磁选难以富集 ,其表面暴露的原子为Ca、Nb，主要的脉石矿物为方解石、石英和白云石等含钙矿物，故常用浮选工艺进行回收。又因矿石性质较脆,在磨矿过程中极易出现过磨现象 ,导致矿物泥化严重,可选性降低，为避免过磨，在工艺流程中需选用棒磨机分段磨矿、多次脱泥，然后再进行铌浮选，浮选过程中需选择性抑制含钙脉石矿物。
加拿大尼奥贝克烧绿石选矿厂采用磨矿—脱泥—反浮选碳酸盐—磁选除铁—浮铌工艺流程，最终得到Nb品位60%的烧绿石精矿。
吴迪等针对国外某高品位碳酸盐型烧绿石矿选铌尾矿，采用磨矿擦洗—脱泥工艺优化浮选特性，结合磁选与脱钙浮选工艺去除脉石矿物，最后采用螯合类组合捕收剂进行铌浮选，最终得到 Nb品位高达55.07%、回收率达38.23%的烧绿石精矿。
阿拉克萨矿是典型红土型烧绿石矿，原矿磨至-0.015mm 95%后首先进行弱磁选除铁 ,再经三次旋 流器脱泥和擦洗 ,底流在矿浆pH=3.5的条件下加入胺类药剂进行铌浮选 ,得到Nb品位 55% 以上的铌精矿 ,再通过焙烧—酸浸提铌。
卡塔拉奥红土型烧绿石矿与阿拉克萨矿的矿物组成不同，富含大量的云母矿物和铁质矿物，并且遭受了严重的风化作用。采场矿石经粗碎—筛分脱除大块废石后，25~0mm粉矿经棒磨、旋流器 2 次脱泥，粗沉砂(100~15μm)、细沉砂(15~5μm) 分别2次反浮选脱硅酸盐脉石矿物，然后合并在酸性环境下进行浮选富集烧绿石，烧绿石浮选精矿再经盐酸浸出，最终得到Nb品位为63.7%的烧绿石精矿。
2.1.2 烧绿石矿浮选药剂研究
烧绿石属于型矿物，依据B离子种类的差异，可分为Ti基、Sn基及Zr基复合氧化物。由于离子取代的差异，矿物表面原子组成不同，从而影响了烧绿石矿物表面性质，因此，开发出适应多种不同类型烧绿石矿的浮选药剂非常困难。目前，烧绿石浮选主要采用脂肪酸类、胺类、羟肟酸类捕收剂，淀粉、偏磷酸钠、硅酸钠等为常用抑制剂，氟硅酸钠和氟硅酸等为常用活化剂。
胺类阳离子捕收剂常用于烧绿石的浮选。酸性矿浆中，这类捕收剂解离出带有疏水羟基的铵盐阳离子，通过氢键与烧绿石表面发生静电吸附，并与烧绿石表面的Ca、Nb金属活性位点发生配位作用，实现捕收目的。文献报道 ,在阿拉萨克选矿厂铌浮选过程中，用盐酸调节 pH=2.5~3.5，采用乙酸胺为捕收剂，Canasol1640和MC533为抑制剂 , 氟硅酸钠为活化剂，经1粗4精浮选流程 ,获得了Nb品位 55%~60%的铌精矿。
文献报道，尼奥贝克矿选矿厂以PAX为捕收剂、硫酸铜为活化剂，采用1粗2精浮选工艺流程对磨矿—脱泥产品进行脱硫，然后以乳化脂肪酸为捕收剂、1粗2精浮选工艺富集碳酸盐矿物，再进行磁选脱铁，最后以淀粉为抑制剂、硅酸钠为活化剂、二元胺为捕收剂浮选富集铌矿物 ,最终获得Nb品位为45% ~ 50%的烧绿石粗精矿 , 粗精矿经浮选脱硫 ,最终获得Nb品位为 60%的铌精矿。
文献介绍，以伯胺和季铵盐为捕收剂对烧绿石、铌铁矿与石英等矿物进行微浮选分离试验，结果表明，氨类捕收剂对烧绿石、铌铁矿具有明显的捕收效果。
Wang研究了2-三亚乙基四胺亚甲基-4-基酚(TMNP) 对烧绿石的浮选性能和吸附机理，结果表明，TMNP对烧绿石有很强的捕收能力 ,在pH=3~6的条件下，浓度为2.5×10-4mol/L 的TMNP便能使 90%以上的烧绿石上浮。Zeta电位、XPS和接触角分析表明，TMNP通过静电作用吸附到烧绿石表面，同时其氨基官能团上的-NH-和NH与烧绿石表面的Ca和Nb金属位点形成化学键，进一步增强了吸附效果。
羟肟酸类和脂肪酸类等阴离子型捕收剂可以在中性或弱碱性的矿浆中牢固地吸附在矿石表面。因此，在烧绿石浮选中如果采用合适的阴离子捕收剂，则可以不对碳酸盐脉石矿物进行反浮选，从而简化流 程，减少烧绿石的损失。Wang等研究了芳香族异羟肟酸盐(AHA)中的甲基苯羟肟酸(MBHA) 、乙基异羟肟酸(EBHA) 、异丙基苯异羟肟酸(PBHA) 和叔丁基苯异羟肟酸(TBHA) 对烧绿石、方解石、石英和长石的浮选性能，结果发现，AHA 对烧绿石有较好的捕收能力，对方解石有中等捕收能力，但对长石和石英没有捕收能力,对烧绿石和方解石捕收能力的强弱顺序为TBHA、PBHA、EBHA、MBHA。
NI等发现 ,在对尼奥贝克碳酸盐型烧绿石矿进行浮选时，联合使用 Aero6493(主要成分烷基异羟肟酸和长链醇)和NAMP(偏磷酸钠)可实现烧绿石和方解石、赤铁矿的高效分离。在pH=9、Aer-o6493用量1 500g/t、NAMP用量250g/t时,Nb浮选回收率达到95%。通过XPS、吸附密度和TOF- SIMS等研究手段发现 ,辛基异羟肟酸(OHA) 在方解石表面的吸附为物理吸附，而在烧绿石表面同时存在物理吸附和化学吸附，用OHA处理烧绿石和方解石混合矿时，OHA优先吸附在烧绿石表面，表明羟肟酸类捕收剂是烧绿石的选择性捕收剂。
Liu等研究了辛基羟肟酸与油酸钠对粗粒级(+38μm)和细粒级(38~20μm) 烧绿石的浮选行为，结果表明，在pH=8.5、捕收剂用量 100 g/t 的条件下，OHA对2种粒级烧绿石的捕收能力均强于油酸钠，这一结论得到XPS、FTIR、Zeta电位等测试结果的印证。
综上所述，胺类阳离子捕收剂和羟肟酸等阴离子捕收剂均能实现对烧绿石的捕收。但两类捕收剂在实际工业应用时均存在局限性。胺类捕收剂的选择性低，需要预先脱泥和反浮选碳酸盐等脉石矿物，从 而造成铌损失；在强酸性条件下浮选，还会腐蚀设备，且碳酸盐矿物会大量消耗酸，因此维持矿浆pH值的稳定较困难。采用羟肟酸类和脂肪酸类捕收剂尽管具有耐泥、工艺流程简单、设备维护费用降低等优点，但羟肟酸捕收剂用量大、药剂成本高，对脉石矿物也有较强的捕收能力，需要根据脉石矿物种类配合高选择性抑制剂；脂肪酸类捕收剂则存在选择性差、对水质要求高、受温度影响大的缺点。因此 ,简化工艺流程、研发经济有效的阴离子捕收剂与抑制剂是未来烧绿石浮选研究的重要方向。
2.2 铌铁矿
铌铁矿FeMnNbTa多产于碱性正长岩、碳酸岩以及花岗伟晶岩中，也见于风化矿床和砂矿中,存在类质同象矿物钽铁矿，与方解石、白云石、碱性角闪石、辉石、钾长石等共生。铌铁矿石通常品位低,Nb含量往往低至0.1%，不易提取，并且铌铁矿中的铌极易被钽置换，选铌难度非常大。
2.2.1 铌铁矿选铌工艺研究
铌铁矿密度大，具有弱磁性，多采用重选—强磁 选工艺进行预富集，预富集精矿再采用浮选进一步提纯。广东泰美花岗岩风化壳型铌铁矿石的矿物组成复杂、嵌布粒度细、含泥量大，首先采用重选—磁选—重选联合工艺得到铌铁矿粗精矿，再通过重选—磁选—电选—浮选联合工艺获得Nb品位60%的铌铁矿精矿，对铌铁矿粗精矿的作业回收率达95%。Lv等针对江西某铌(钽)铁矿选别困难的问题，应用洗矿—两段磨矿—重选—磁选—浮选工艺后获得了TaNb品位分别为18.28%和41.62%, 回收率分别为49.08%和70.77%的综合精矿。
宜春铌(钽)铁矿石采用棒磨机+高频振动筛闭路磨矿,磁选预富集后重选分离出一部分合格铌钽精矿；重选尾矿两段开路球磨磨矿后经螺旋溜槽和摇床联合选别，获得细粒合格铌钽精矿，总精矿TaNb)品位50%、回收率46%48%
黄建成等在开展江西某花岗岩型含铌(钽)矿石选矿工艺研究时，比较了2种磁选+摇床重选工艺和跳汰重选+磁选+摇床重选工艺的优劣，发现磁选+重选工艺可以成功获得Nb品位42.09%、回收率46.08%的铌精矿。
MIAO介绍了金竹垅铌(钽)铁矿改进选矿工艺的情况，首先采用湿式弱磁选工艺去除磁性脉石矿物、脉动高梯度强磁选预富集顺磁性铌钽矿物，然后对强磁选精矿进行分级、重选，最终获得TaNb富集比分别为403.8、385.6的铌钽精矿。针对微细粒铌(钽) 铁矿分选难的问题 ,李新冬等采用螺旋溜槽2次粗选、摇床2次精选工艺处理TaNb)品位0.018 的原生铌(钽) 铁矿细泥，最终获得Nb 品位为29.10%、Nb回收率为41.40%的铌钽精矿，实现了细粒级铌钽矿物的有效回收。可可托海选厂针对花岗岩型铌(钽)铁矿石的特点，进行了重选+磁选联合分选实践，获得了TaNb)品位35%的钽铌粗精矿，经过浮选和酸浸工艺获得了TaNb)品位55%、回收率56%的钽铌精矿。
王全亮等为实现湖南某伟晶岩型铌(钽)铁矿石的绿色高效开发利用，通过重浮磁联合工艺将TaNb品位分别提高到24.66%和26.39%，回收率分别达到70.10% 和65.23%，同时完成了对长石、石英和云母等矿物的有效分离。
2.2.2 铌铁矿浮选药剂研究
铌铁矿石碎磨后 ,表面暴露出大量的Fe3+、Mn2+、Nb5+等硬酸类金属离子，依据软硬酸碱理论，α-亚硝基-β-萘酚等含有的硬碱药剂基团，以及—AsO胂酸类、—PO膦酸类等含有的中间碱极性基团易与该类离子反应 ,在铌铁矿表面发生稳定吸附，从而起到捕收作用。此外，羟肟酸类捕收剂中的亲固官能团含有的氧原子能够与铌铁矿表面的Nb和Fe金属原子形成化学键；同时，这些官能团中的氮原子能够减少与其连接的羟基氧原子的电子密度，这又增强了羟肟酸的选择性螯合能力，故羟肟酸为铌铁矿浮选的常用捕收剂。脂肪酸类捕收剂能在铌铁矿表面的Fe、Mn活性位点发生化学吸附形成脂肪酸盐，因此，脂肪酸也是铌铁矿浮选的有效捕收剂。铌铁矿石的主要脉石矿物为碳酸盐、硅酸盐矿物等，因此典型的抑制剂有六偏磷酸钠、酒石酸、柠檬酸、草酸、水玻璃、CMC等。
CHEN等对比了多种捕收剂对铌铁矿的捕收性能，结果发现，辛基双膦酸为铌铁矿的高效捕收剂 ; 当辛基双膦酸用量为140mg/L、矿浆pH=5时，铌铁矿的回收率高达84.24%~91.17%;IAS和XPS检测结果表明，双膦酸在铌铁矿表面的吸附为化学吸附。
朱一民研究发现 ,膦酸类捕收剂是很好的选铌药剂，其中烷基氨基次甲基膦酸、苯乙烯膦酸是湖北断峰山、江西同安、广西栗木铌钽矿石浮选的较理想捕收剂。
MIAO研究发现，Pb2+对苯甲羟肟酸(BHA)捕收剂浮选铌铁 矿具有活化作用。Pb离子组分(Pb2+PbOH) 通过静电吸引和化学作用吸附在铌 铁矿物表面，生成—O—Pb配合物，—O—Pb配合物与BHA表现出较强的反应活性，强化了BHA在铌铁矿物表面的化学吸附能力，从而增强了铌铁矿物表面的疏水性。MIAO后续又研究了 BHA与异丁基黄药钠(SIBX)复配对铌铁矿物的捕收效果，结果表明 ,在pH=8的条件下，使用BHA与SIBX复配捕收剂(质量比3：1)比单一BHA的回收率提高10个百分点，达95.67%。相较于单一BHA，BHA与SIBX复配可以在减少捕收剂用量的同时提高铌铁矿的回收率，极大地降低了选铌成本。
毕冉等研究了在pH=9的条件下，将OHA与亚油酸钠以1∶0.25的质量比混合，作为铌铁矿浮选的复合捕收剂，结果表明，浮选回收率达到76%，与单独使用OHA相比回收率提升35个百分点;亚油酸钠、OHA组合捕收剂与铌铁矿表面的Nb5+生成稳定的螯合物，可增强矿物表面负电性和疏水能力，从而强化浮选回收效果。
任皞等对比了抑制剂六偏磷酸钠、PDC(合成丹宁-2与水玻璃按质量比1：1的混合物) 、羧甲基纤维素、草酸对铌铁矿及白云石的选择性抑制性能 ,结果表明 ,PDC对白云石的选择性抑制效果最好，在双膦酸用量为140 mg/L、pH=5的条件下，PDC可选择性抑制白云石，获得高品位铌铁矿精矿，4种抑制剂对白云石选择性抑制的由强到弱顺序为PDC、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、草酸。
综上所述，胂酸类、膦酸类、羟肟酸类、脂肪酸类捕收剂是铌铁矿浮选的有效捕收剂 ,但胂酸类、膦酸类在实际应用中存在缺陷，即胂酸类捕收剂价格高、毒性大，已进入禁用之列，膦酸类捕收剂则会严重环境污染。因此，铌铁矿的浮选捕收剂研究主要集中于脂肪酸类和羟肟酸类。针对脂肪酸类捕收剂选择性差的问题，可利用羟肟化、磺酸化、硫酸化等手段提高其浮选性能；针对羟肟酸类捕收剂价格高等问题，合成多极性基羟肟酸、优化非极性基结构以及组合用药是重要努力方向。
2.3 白云鄂博共伴生型铌矿
内蒙古白云鄂博共伴生型铌矿具有回收价值的铌矿物主要包括铌铁矿、铌包头矿、烧绿石、铌钙矿、铌铁金红石和易解石等，该矿床中铌品位低、矿物嵌布粒度细、矿物种类多。此外，不同铌矿物之间以及铌矿物与伴生铁、稀土、萤石等矿物之间 ,在物理化学性质(如密度、比磁化系数、介电性以及可浮性) 方面存在较小差异，实现多种伴生铌矿物充分回收难度极大，采用常规重选、磁选、电选及浮选工艺很难得到理想的选别效果，导致白云鄂博共伴生型铌矿资源目前仍未实现工业化回收利用。为解决白云鄂博复杂共伴生型铌矿的高效分选难题，选矿工作者开展了大量的研究。
2.3.1 白云鄂博共伴生型铌矿选铌工艺研究
目前，白云鄂博含铌矿石中铌的回收通常以稀土尾矿为对象，采用再浮稀土—脱硫—脱铁再选铌工艺，整个工艺流程较复杂，所得铌精矿指标均较低，工业化较困难。选冶联合工艺是白云鄂博伴生型铌矿铌分选的新方法，该工艺通过主动重构含铌矿物的物相及表面性质、改善铌矿物与伴生矿物间的可选性差异、强化磁浮选分离，进而获得较高品位的铌精矿。
在常规选矿工艺研究方面，包钢矿山研究院与长沙矿冶研究院以白云鄂博中贫氧化矿浮选稀土尾矿为原料，采用反浮选—正浮选—强磁选工艺流程选铁，再经1粗3精浮选工艺得到Nb品位 1. 5% 的 初级铌精矿 , 初级铌精矿强磁选除铁后得到Nb品位 2. 5% 的铌精矿和 Nb品位0.8%的次铌精矿。北京矿冶研究总院采用强磁选—浮选工艺 从矿泥中回收铌，试验以碳酸钠和水玻璃强化矿泥分散，并抑制脉石矿物，使用氧化石腊皂混合浮选稀土和萤石 , 然泥，获Nb品位0.21%~0.25%、回收率30%40%的初级细泥铌精矿。包头稀土研究院在此基础上 , 采用浓硫酸处理磁团聚细泥 ,洗涤后再浓缩除掉-5μm微细粒细泥 , 最后采用混合捕收剂浮铌 , 得 到 Nb品位4%~6%的铌精矿。吴旭等以油酸钠为主要捕收剂，在碱性条件下反浮选去除磷灰石和稀土矿物，再进行弱磁选除铁，获得Nb品位0.65%、回收率44.06%的铌精矿。
在选冶联合工艺研究方面，马宏伟等根据白云鄂博多金属矿中的铌多赋存在铌铁矿、铌钛铁矿、 易解石、褐钇铌矿、铌钙石、烧绿石等7种矿物中，且铌矿物普遍以细粒、微细粒包裹体嵌布，矿石磨至 -74μm占60%时铌矿物的单体解离度仅17.52%，多与萤石、赤铁矿、碳酸盐、铁白云石、稀土紧密连生的特点 ,提出了让铌铁矿、易解石在氧气气氛下生成FeCeO，铌铁矿与CaO、CaCO等有望反应转化为烧绿石等，在氢气气氛、683 ~ 1387K情况下铌铁矿会还原成 Fe、Nb ,而Nb无法被还原的矿相重构思路 。卢翔等在对白云鄂博白云岩矿固相转化反应的Gibbs自由能研究中，发现在惰性气氛下，铌铁矿能够自发地转化为钠铌矿和烧绿石，其中钠铌矿的生成趋势相较于烧绿石更为显著；在还原气氛下，铌铁矿的碳热还原反应则呈现出从NbNbO再到NbC的逐步转变趋势。陈雯等运用选冶联合工艺从白云鄂博矿中分选铌，研究以Nb品位为1%~10%的铌粗精矿为原料，通过冶金手段，人工引导多种铌矿相转化成易于分选的烧绿石，增大了铌矿物与其他脉石矿物(磁铁矿、黄铁矿等)的性质差异，为后续浮选、磁选等工艺获得高品位铌精矿创造了条件。
综上所述，针对白云鄂博矿铌资源性质极复杂的特点，在进行铌综合回收时应考虑重磁浮联合选别工艺以及选冶联合工艺，且浮选过程中要考虑对多种铌矿物的同步捕收。
2.3.2 白云鄂博共伴生铌矿物浮选药剂的研究
白云鄂博共伴生铌矿物种类不同，性质差异大且伴生关系复杂 ，常规选铌药剂对矿种存在局限性。目前，在对白云鄂博铌矿物进行浮选富集时仍没有理想的药剂，故研发普适性浮选药剂具有至关重要的意义。
王建英等在矿浆pH=9的条件下，以氟硅酸铵为调整剂、FM-132为起泡剂，新型羟肟酸类药剂JN和BYQ为捕收剂，采用反、正浮选工艺流程获得了Nb品位2.55%、回收率36.76%的铌精矿 。宋常青以白云鄂博稀土尾矿为原料，在完成稀土再选、选萤石、脱硫、脱铁后，再采用1粗3精浮选工艺浮铌，在pH5~5.5时，以氟硅酸铵为调整剂、CMC为抑制剂、硝酸铅为活化剂、烷基羟肟酸/水杨羟肟酸/苯基羟肟酸为组合捕收剂、松醇油为起泡剂进行铌粗选，铌精选仅添加抑制剂草酸，最终获得Nb品位5.75%、回收率86.97%的铌精矿。
Zhang M等采用合成的HOBA(1-羟基辛基-1 ,1-二膦酸) 为铌捕收剂、油酸钠为铁捕收剂、NHSiF为硅酸盐抑制剂、硝酸铅为活化剂、松油醇为起泡剂，对白云鄂博矿石(Nb品位0.24%) 进行浮选。在浮选pH=3.5~4.5，浮选温度为55℃时，获得了 Nb品位1.31%、回收率为7160%的铌精矿。
目前，依靠实验筛选研发白云鄂博铌矿分选的浮选药剂周期长、成本高，且难度大。近年来，机器学习、量子化学计算、分子动力学模拟等先进技术在浮选药剂设计、药剂与矿物微观层面作用机制等研究中广泛应用，可从理论上合理推测特定矿物适配的浮选药剂并指导新型药剂合成。Gao和He等提出了结合定量构效关系(QSAR) 、机器学习(ML) 、量子化学(QC)的组合模型来加速浮选药剂的筛选过程，该方法可快速准确预测出具有目标矿物最高选择性键指数的药剂分子，极大地提高了新型浮选药剂的开发效率。Zhang等提出了捕收剂浮选性能评价的新指标/新方法(FI)，该指标与传统评价指标分离效率(SE)相比更加标准化且更具通用性；在后续研究中，又针对FI不具备定量预测能力的问题，利用ML+QC组合寻找到捕收剂不同方面(极性、非极性和整体极 性)的关键特性，将这些关键特性纳入基于理论的集电极特性指数(CPI)，并在定量构效关系的基础上，建立了CPI-FI相结合预测捕收剂浮选性能的新方法，进一步提高了浮选药剂筛选和新药剂研发的效率。因此，针对白云鄂博伴生型铌矿的复杂性 ,根据不同伴生铌矿物理化学性质的相似性和差异性，采用先进的人工智能算法和量子化学模拟计算等技术，设计开发白云鄂博矿不同伴生铌矿物的同步浮选高效抑制剂和捕收剂，是实现白云鄂博铌资源高效回收的新途径。
3 结论与展望
(1) 全球铌资源主要分布在巴西 , 其矿床规模 大、矿物组成简单、开采条件优越 。我国铌资源多分 布于内蒙古、湖北等地 ,铌资源禀赋较差 ,选别难度 大 ,选别成本高 ,产品指标不理想 。针对性质复杂的 铌矿石资源 ,常采用多种选矿方法联合的工艺流程进 行铌矿物提取 ,其中浮选是最主要的铌回收富集方 法 。在选铌药剂方面 ,脂肪酸类、胂酸类、羟肟酸类药 剂是常用捕收剂 ,典型的抑制剂有六偏磷酸钠、酒石 酸、柠檬酸、草酸、水玻璃、CMC 等。
(2) 内蒙古白云鄂博矿是我国最大的铌资源基地 ,其铌品位低、矿物种类多且嵌布粒度细 ,不同铌矿 物间、铌矿物与其他伴生有价矿物间物理化学性质 ( 密度、比磁化系数、介电性以及可浮性) 差异小 , 多 种伴生铌矿物同步选别回收难度大 ,传统选矿工艺难 以实现不同伴生铌矿物与脉石矿物的高效分离 。针对高效、普适选铌工艺及浮选药剂严重缺乏的问题 , 研发高效选冶联合新工艺和新药剂是关键 。这些问 题的解决 ,必须根据铌资源矿物组成、性质与嵌布特 点 ,强化不同伴生铌矿物同步浮选药剂的研发 ,注重 选冶联合高效工艺的开发 ,突破微细粒铌矿物颗粒的 回收手段 ,以实现我国铌矿资源的高效工业化回收利 用 ,从而提高我国铌的自给能力 ,保障国家资源安全战略。
参考文献（略）
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供稿：杨 璐
编排：戴颖熠
审核：王小兵
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（作者：企业中心）