廣東某低品位白鎢礦選礦試驗(yàn)研究

羅仙平，李宇宏，周賀鵬，高 莉，王兆元,3

(1.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000；2.江西省礦業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000；3.贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司，江西 贛州 341000)

廣東某鎢多金屬礦礦物組成復(fù)雜，種類繁多。其中金屬礦物主要有白鎢礦、自然鉍、黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等；非金屬礦主要為石英、方解石、螢石、石榴石、綠泥石等。鎢原礦品位僅0.15%，屬復(fù)雜難選低品位鎢多金屬礦。由于原礦嵌布特征復(fù)雜，包裹連生等特征較為常見，白鎢礦主要與脈石礦物連生鑲嵌，部分充填于脈石粒間，現(xiàn)場原工藝先用丁基黃藥浮硫化礦后采用碳酸鈉作pH調(diào)整劑、水玻璃作抑制劑、731作捕收劑進(jìn)行選鎢，獲得含銅17.56%，回收率58.08%的銅精礦；含硫38.21%，回收率60.09%的硫精礦；含鎢53.10%、回收率59.10%的鎢精礦。此工藝雖然簡單，但鎢品位和回收率均偏低，礦石中的鎢礦物沒有得到有效的回收。為進(jìn)一步提高鎢的選礦指標(biāo)，進(jìn)行了系統(tǒng)的礦石性質(zhì)和選礦工藝研究。

1 礦石性質(zhì)

原礦多元素分析見表1，鎢物相分析見表2，原礦礦物組成及相對含量見表3。

工藝礦物學(xué)研究結(jié)果：礦物的嵌布特征較復(fù)雜，鎢礦為矽卡巖型鎢礦，以白鎢礦為主，白鎢礦占有率達(dá)85.23%。白鎢礦嵌布粒度不均，在粗、中、細(xì)甚至微細(xì)粒級(jí)均有分布，主要粒級(jí)范圍在0.01～0.10mm，屬不等粒的復(fù)雜嵌布類型。白鎢礦多呈浸染狀、星散狀、團(tuán)粒狀構(gòu)造,主要與螢石、方解石、石榴石、陽起石等礦物連生鑲嵌，也有部分充填于石英、綠泥石粒間，這些脈石礦物與白鎢礦性質(zhì)極為相似，對選礦造成不利影響。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果/%

表2 鎢物相分析/%

表3 原礦礦物組成及相對含量/%

2 選礦方案的確定

由礦石性質(zhì)可知，該礦石中含有較多易浮的金屬硫化礦，對回收白鎢有很大的影響，因此首先采用浮選工藝去除該部分硫化礦，脫硫試驗(yàn)中采用丁基黃藥做捕收劑，試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在丁基黃藥用量在150g/t時(shí)，硫化礦基本脫除干凈，化驗(yàn)分析得知，鎢礦物在硫化礦中含量為0.018%，損失率為2.08%，因此，后續(xù)試驗(yàn)均在脫硫后進(jìn)行。此外，白鎢礦為矽卡巖型鎢礦，嵌布粒度不均，方解石、螢石等含鈣礦物占有量大，這些礦物與白鎢礦浮游性質(zhì)相當(dāng)，根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在常溫精選中難以分離,需采取加溫精選。因此原則流程為：優(yōu)先硫化礦-常溫粗選-加溫精選。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 白鎢粗選循環(huán)條件試驗(yàn)及結(jié)果

3.1.1 捕收劑種類及用量對白鎢粗選的影響

探索性試驗(yàn)考察了油酸、731、GYB、GYR、(731 +油酸)、(GYB+GYR)等捕收劑對鎢粗選的影響，結(jié)果表明各種捕收劑對該礦石都有一定的捕收作用，其中GYB、GYR的捕收能力和選擇性都較差，獲得的鎢粗精礦品位和回收率都不高；油酸的捕收能力較強(qiáng)，但選擇性較差，獲得的鎢粗精礦品位偏低；731的捕收能力較差，選擇性較油酸要好；當(dāng)油酸與731混用時(shí)效果較好，鎢品位和回收率都較高，能夠獲得較好的鎢粗精礦分選指標(biāo)。因此選取(731+油酸)作鎢粗選捕收劑。同時(shí)在此試驗(yàn)基礎(chǔ)上考察了(731 +油酸)混合捕收劑的用量對鎢粗選的影響，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖1 鎢粗選試驗(yàn)流程

由圖2可見，隨混合捕收劑(731+油酸)用量的增加，粗精礦中鎢的回收率逐漸升高。當(dāng)捕收劑用量超過600g/t以后，回收率趨于平穩(wěn)而精礦品位有所下降，因此捕收劑用量選為600g/t。

3.1.2 混合捕收劑(731+油酸)配比對鎢粗選的影響

使用混合捕收劑(731+油酸)作為鎢粗選的捕收劑，它們用量的配比對捕收劑能否發(fā)揮良好的協(xié)同效應(yīng)起著至關(guān)重要的作用[1]。為此進(jìn)行配比試驗(yàn)，固定捕收劑總用量為600g/t，試驗(yàn)流程同圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3可見，隨731用量的增加，鎢粗精礦中鎢品位逐漸升高，回收率逐漸下降。當(dāng)731與油酸配比在3∶2時(shí)，鎢粗精礦中回收率最大，而鎢的品位變化不大。因此，鎢粗選捕收劑(731+油酸)的配比控制在3∶2，即731用量為360g/t，油酸用量為240g/t。

3.1.3 調(diào)整劑Na2CO3用量對鎢粗選的影響

碳酸鈉是白鎢浮選最常用的調(diào)整劑，不僅可以調(diào)節(jié)鎢浮選pH值，形成白鎢礦易于上浮的堿性介質(zhì)，改善礦物表面活性，并能消除礦漿中Ca2+、Mg2+等多種有害離子對白鎢礦浮選的影響，此外，它與水玻璃混合使用具有正協(xié)同效應(yīng)，可提高水玻璃的抑制性能[2]。因此，本次試驗(yàn)采用碳酸鈉作鎢粗選調(diào)整劑，并考察其用量對鎢浮選指標(biāo)的影響。試驗(yàn)流程同圖1，731用量為360g/t，油酸用量為240g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖2 731+油酸用量試驗(yàn)流程

圖3 731與油酸的配比對鎢粗選的影響

圖4 調(diào)整劑Na2CO3用量對鎢粗選的影響

由圖4可知，碳酸鈉的加入對鎢粗選有明顯的改善作用，隨碳酸鈉用量的增加，鎢精礦品位和回收率都逐漸升高，當(dāng)碳酸鈉用量為2000g/t時(shí)，鎢精礦指標(biāo)較好，此后繼續(xù)增加碳酸鈉用量，鎢精礦回收率反而下降。因此確定鎢粗選碳酸鈉用量為2000g/t。

3.1.4 抑制劑水玻璃用量對鎢粗選的影響

在白鎢浮選分離過程中，水玻璃是石英、方解石、螢石等脈石礦物的良好抑制劑，也是浮選礦泥的有效分散劑，且水玻璃用量對鎢的浮選影響較大，水玻璃用量小時(shí)，脈石礦物得不到有效抑制，而用量過大時(shí)部分鎢礦物也會(huì)被抑制[3]。因此，本次試驗(yàn)考察水玻璃用量對鎢浮選指標(biāo)的影響。本次試驗(yàn)采用水玻璃模數(shù)為2.4，試驗(yàn)流程同圖1，Na2CO3用量為2000g/t，731用量為360g/t，油酸用量為240g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 抑制劑水玻璃的用量對鎢粗選的影響

由圖5可見，隨水玻璃用量的增加，鎢粗精礦中鎢品位上升明顯，鎢回收率逐漸降低。當(dāng)水玻璃用量增大到7000g/t以后，鎢粗精礦品位上幅有限，而回收率下降較多。因此，綜合考慮鎢品位和回收率，選取水玻璃用量為7000g/t。

3.2 鎢加溫精選條件對鎢選礦指標(biāo)的影響

白鎢粗精礦的精選是白鎢浮選的重點(diǎn),合適的工藝及藥劑制度是獲得理想指標(biāo)的關(guān)鍵。加溫精選法(彼得洛夫法)是將粗精礦濃縮后通過添加大量水玻璃在高溫條件下長時(shí)間進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌,再脫藥浮選。其原理在于利用不同礦物表面吸附的藥膜解析速度的不同, 達(dá)到白鎢礦與脈石浮選分離的目的。該法適應(yīng)性強(qiáng)，穩(wěn)定性較好，可獲得品位和回收率都較高的鎢精礦，是白鎢礦與螢石、石榴子石等含鈣脈石礦物精選分離的有效方法[4-6]。結(jié)合該礦石性質(zhì)及現(xiàn)場生產(chǎn)情況，本試驗(yàn)采用加溫精選法。

在上述試驗(yàn)基礎(chǔ)上，鎢粗精礦品位2.66%，為此進(jìn)行精選條件試驗(yàn)。由于入選品位低、脈石含量高，鎢粗精礦直接加溫精選后，即使精選次數(shù)達(dá)到5次，鎢精礦品位仍沒有大幅提高，達(dá)不到合格精礦要求。為此，將粗精礦常溫精選兩次后，將入選品位提高至6.53%后，再進(jìn)行加溫精選條件試驗(yàn)。試驗(yàn)將鎢常溫精礦濃度濃縮到55%左右，用氫氧化鈉和碳酸鈉調(diào)漿至pH值為12左右，進(jìn)行一小時(shí)加溫強(qiáng)攪拌，考察加溫精選條件對鎢精選指標(biāo)的影響。

3.2.1 水玻璃用量對鎢加溫精選的影響

鎢常溫精礦品位達(dá)6.53%后，仍含有大量的螢石、石榴石等含鈣礦物，經(jīng)脂肪酸類捕收劑作用后，其可浮性與白鎢礦較為相近，精選分離難度大。在加溫?cái)嚢柚校ＡХ纸獬龃罅磕z態(tài)二氧化硅，利用礦物間表面吸附的捕收劑膜解析速度的不同，可以選擇性解析螢石、方解石、白鎢礦表面的捕收劑[7]，達(dá)到鎢礦物與脈石礦物分離的目的。考慮加溫精選中水玻璃用量對鎢精礦品位和回收率影響較大，因此，進(jìn)行鎢加溫精選水玻璃用量條件試驗(yàn)。試驗(yàn)流程如圖6所示，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

圖6 鎢加溫精選水玻璃和硫化鈉用量條件試驗(yàn)流程

由圖7可知，隨鎢加溫精選水玻璃用量的增加，鎢精礦鎢品位逐漸升高，鎢回收率逐漸降低，當(dāng)水玻璃用量為2000g/t時(shí)，鎢精選指標(biāo)較好。此后繼續(xù)增加水玻璃用量，鎢品位升高不明顯，而鎢回收率下降較嚴(yán)重。因此，鎢加溫精選水玻璃用量為2000g/t較合適。

3.2.2 硫化鈉用量對鎢加溫精選的影響

從礦石性質(zhì)可知，試樣中含有一定量的硫化礦，雖然進(jìn)行了脫硫處理，但仍有少量的硫化礦存在，影響鎢精礦的品位。在加溫精選過程中，加入適量的硫化鈉可強(qiáng)化脈石礦物的抑制，同時(shí)又可有效抑制硫化礦。本試驗(yàn)考察了加溫精選硫化鈉用量對鎢浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)流程如圖6所示，試驗(yàn)結(jié)果見圖8。

由圖8可見，隨硫化鈉用量增加，鎢精礦品位逐漸升高、回收率逐漸降低，且鎢精礦中雜質(zhì)硫的含量逐漸減少，當(dāng)硫化鈉用量為200g/t時(shí)，鎢精礦指標(biāo)較好。因此，后續(xù)確定硫化鈉用量為200g/t。

3.2.3 加溫后脫藥與不脫藥對比試驗(yàn)

白鎢加溫精選脫藥是將加溫?cái)嚢韬蟮牡V漿經(jīng)加水?dāng)嚢枨逑疵撍^程后,再進(jìn)行浮選。不脫藥則是加溫?cái)嚢韬笾苯酉♂尭∵x。傳統(tǒng)的加溫精選法脫藥工藝復(fù)雜，脫水脫藥過程中鎢的損失量多,回收率偏低[8]。為此在確定上述加溫條件后,進(jìn)行脫藥與不脫藥的對比試驗(yàn)。對比試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖7 水玻璃用量對鎢加溫精選的影響

圖8 硫化鈉用量對鎢加溫精選的影響

表4 加溫后脫藥與不脫藥對比試驗(yàn)結(jié)果/%

由表4可知，礦漿經(jīng)脫藥后的鎢回收率明顯比不脫藥低, 不脫藥不僅可以簡化流程, 降低生產(chǎn)成本,還可以大大提高鎢的精選回收率。故確定采用不脫藥工藝。

3.3 白鎢礦選礦工藝全流程閉路試驗(yàn)

在上述條件試驗(yàn)及開路流程試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了白鎢礦選礦工藝全流程閉路試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖9，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 小型試驗(yàn)閉路產(chǎn)品中鎢的分布統(tǒng)計(jì)/%

圖9 白鎢礦選礦工藝全流程閉路流程

由表5可見，在回收銅、硫的基礎(chǔ)上，采用新工藝可獲得含鎢60.35%、回收率為66.33%的鎢精礦。相比現(xiàn)場原工藝獲得含鎢53.10%、回收率59.10%的鎢精礦，新工藝鎢品位提高了7.25個(gè)百分點(diǎn)，回收率提高了7.23個(gè)百分點(diǎn)。同時(shí)，鎢常溫浮選尾礦中還有29.38%鎢未能得到有效回收，這與礦石的性質(zhì)有關(guān)。原礦含鎢品位低，僅為0.15%左右，屬低品位難選鎢多金屬礦。由工藝礦物學(xué)可知，鎢礦物還有部分以黑鎢礦的形式存在，在加溫精選時(shí)，黑鎢礦表面吸附的捕收劑容易脫落而進(jìn)入加溫精選尾礦中；礦石中脈石礦物種類復(fù)雜，主要以螢石、石榴石、方解石、陽起石為主，這些脈石礦物與白鎢礦性質(zhì)極為相似，對選礦造成不利影響。

4 結(jié)論

1)廣東某鎢多金屬礦，礦物組成復(fù)雜，種類繁多。鎢原礦品位僅0.15%，嵌布特征復(fù)雜，包裹連生等特征較為常見，脈石中含鈣礦物多，屬復(fù)雜難選低品位鎢多金屬礦。

2)使用混合捕收劑(731+油酸)作為鎢粗選的捕收劑，鎢加溫精選時(shí)加入抑制劑硫化鈉，提高了鎢精礦回收率和品位。同時(shí)加溫后不進(jìn)行稀釋脫藥，減少鎢的損失率，而且簡化了流程。

3)根據(jù)該礦石特點(diǎn)，采用“優(yōu)先硫化礦-常溫粗選-加溫精選”工藝，可獲得含鎢60.35%、回收率為66.33%的鎢精礦。相比現(xiàn)場原工藝獲得含鎢53.10%、回收率59.10%的鎢精礦，新工藝鎢品位提高了7.25個(gè)百分點(diǎn)，回收率提高了7.23個(gè)百分點(diǎn)。

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