白鎢礦選礦工藝研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

方 浩 ，艾光華 ，2，劉艷飛

（1.江西理工大學 資源與環(huán)境工程學院，江西 贛州 341000；2.江西省礦業(yè)工程重點實驗室，江西 贛州 341000）

鎢是一種稀有金屬，具有熔點高、硬度高等優(yōu)異的金屬特性，常被用來制作金屬合金、光學器件、超硬磨具等，在等眾多領域具有十分廣泛的用途。中國鎢資源儲量在全球已探明的鎢礦資源中位居前列。但是，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，加上一些不合理開采，鎢礦資源消耗加劇，面臨鎢礦資源短缺的困境。目前，我國主要通過開采黑鎢礦和白鎢礦來獲取鎢礦資源，而隨著黑鎢礦資源逐步消耗殆盡，高效合理地開發(fā)利用白鎢礦資源就顯得至關重要。

中國白鎢礦資源儲量大，很多地區(qū)都分布有白鎢礦床，但其中大部分白鎢礦品位低、成分復雜，選別難度大，難以大規(guī)模開采[1]。白鎢礦性脆易過粉碎，在選礦過程中極易形成微細顆粒，表面能變大，從而導致其表面被脈石礦物所包裹，大大降低其原有的可浮性。而且白鎢礦常與含鈣脈石礦物共伴生，這類脈石礦物的可浮性與白鎢礦很接近，在浮選過程中會對白鎢礦的浮選產(chǎn)生很大干擾，影響白鎢精礦品位。針對白鎢礦選礦難點及現(xiàn)狀，尋找合理的選礦工藝，提高白鎢資源的綜合利用率，具有深遠的意義。

1 白鎢礦選礦方法研究現(xiàn)狀

對不同類型的白鎢礦，其選別方法也不盡相同。目前，在白鎢礦富集過程中，常用的選礦方法有浮選法、磁選法、重選法。對于粗粒嵌布白鎢礦，且白鎢礦與脈石礦物密度差異較大時，重選法一般能取得較好的選別效果，而對于細粒嵌布白鎢礦，一般采用浮選法。

1.1 浮選工藝現(xiàn)狀

白鎢礦具有較好的天然可浮性，浮選法仍然為當前分選白鎢礦的重要方法之一。在工業(yè)生產(chǎn)中，其浮選過程包括粗選段和精選段：粗選段的主要目的是淘汰大部分脈石礦物以保證白鎢礦回收率。王忠鋒等[2]對冷水白鎢選礦廠原有的粗選段流程進行改造，增加掃選次數(shù)，并選用新型捕收劑FX-6，將粗選回收率由建廠初期的59.17%提高到76%，粗精礦品位也從1.089%提高到1.5%。陳劍等[3]對云南某白鎢選礦廠粗選工藝優(yōu)化以后，從而得到品位為5.76%的精礦，其回收率也提高到了81.14%。精選段主要是為了提高白鎢精礦最終品位，通常需要五次以上的精選，才能最終滿足要求。目前，白鎢精選主要包括加溫浮選和常溫浮選兩種方法。

加溫浮選法即是在加溫的礦漿中對白鎢礦進行浮選的一種選礦方法。徐曉萍等[4]針對江西某大型白鎢礦礦山選廠，改進原有流程，在加溫攪拌過程中加入組合調(diào)整劑，加溫后的礦漿直接進行浮選，對含鎢0.75%的礦樣進行試驗，最終得到品位為65.37%、回收率為86.31%的鎢精礦。過建光等[5]對原礦廠的加溫浮選法進行改進，在加溫過程中加入組合藥劑，去除了脫藥和脫硫工序，使最終精礦品位達到68%，精礦回收率也提高了6%，取得了不錯的效果。加溫浮選雖然能取得不錯的選礦指標，但選礦成本高，難以滿足選礦生產(chǎn)要求。

相對于加溫浮選，常溫浮選在經(jīng)濟成本、環(huán)保等方面有諸多優(yōu)勢。因此，如何實現(xiàn)白鎢礦的常溫環(huán)境下的浮選，是我們需要迫切解決的問題。高湛偉等[6]為了回收欒川地區(qū)某浮鉬尾礦中的白鎢礦，將原礦廠采用的加溫浮選法改為常溫浮選法。通過小型閉路試驗，對原尾礦中鎢品位僅為0.062%的原礦樣進行試驗，得到品位為22.56%、回收率為83.02%的鎢精礦，取得了不錯的選礦指標。溫德新等[7]針對江西某白鎢礦石品位低、嵌布粒度細、螢石含量高的特點，采用新型藥劑WH作活化劑，（GYW+731）作組合捕收劑，采用常溫浮選法選別礦石，使得最終鎢精礦品位為35.11%、回收率達到72.20%。

1.2 磁選工藝現(xiàn)狀

白鎢礦本身無磁性，但其中常會共伴生一些磁性礦物，這些磁性礦物會對白鎢礦浮選產(chǎn)生很大影響。因此，采用磁選法預先回收黑鎢礦、磁黃鐵礦等磁性礦物，在保證白鎢精礦品質(zhì)的同時，又能有效回收白鎢礦中的其他有價金屬。另外，利用磁選法還能預先拋尾、富集白鎢礦，減少浮選入礦量，提高入選品位，從而降低選礦成本，獲得高品質(zhì)白鎢精礦[8]。

周曉彤等[9]對某大型黑白鎢礦尾礦，采用一粗一掃的強磁選別流程，將原礦鎢品位從0.20%提高到0.43%，最終鎢的回收率達到73.26%。鄧麗紅等[10]針對某大型鉍鋅鐵礦尾礦性質(zhì)特點，改進原有工藝流程，在白鎢礦原礦品位僅為0.12%情況下，最終得到含鎢67.92%的白鎢精礦，回收率也提高到64.04%，取得了良好的選礦指標。

1.3 重選工藝現(xiàn)狀

重選是根據(jù)礦物間比重的差異來進行分選的一種物理選礦方法。重選具有生產(chǎn)成本低、可處理物料粒度范圍寬、環(huán)境污染小等諸多優(yōu)勢。白鎢礦相對密度為5.8～6.2，與脈石礦物密度有較大差異，因此，重選法是分選白鎢礦和黑白鎢混合礦的有效方法之一。章國權等[11]針對云南某白鎢礦嵌布粒度粗的特點，采用重選工藝對原礦進行粗選，使最終白鎢精礦品位達到62.84%，回收率也達到70.03%。重選法一般用來處理粗粒白鎢礦，既能滿足環(huán)境要求，又能取得較好的經(jīng)濟效益。

1.4 聯(lián)合工藝現(xiàn)狀

所謂的聯(lián)合工藝，就是將重選、磁選、浮選等多種選礦方法高效的聯(lián)合起來，充分發(fā)揮各種選礦方法的優(yōu)點，最大限度地提高選礦指標。從大量的選礦實踐中，發(fā)現(xiàn)僅用單一的選礦方法很難得到理想的選礦指標[12]。聯(lián)合工藝能夠處理不同類型的白鎢礦，在有效回收白鎢礦提高白鎢礦品位的同時，也能回收白鎢礦中共伴生的各類有價礦物，最大限度地提高經(jīng)濟效益。

不同類型的白鎢礦，所選的聯(lián)合流程也不一樣。張成強等[13]針對新疆白干湖鎢錫礦，提出“重選-磁選-電選”的聯(lián)合工藝流程，得到鎢品位為66.47%，回收率達88.81%的精礦。陳冬冬等[14]針對某碳酸脈型黑白鎢礦的類型特點，采用了“磁選-重選-浮選-酸浸”的聯(lián)合選礦工藝流程，不僅實現(xiàn)了黑白鎢的有效分離，也得到了高品質(zhì)的鎢精礦，最終得到的黑鎢精礦品位為33.56%，回收率為15.92%；白鎢精礦品位為66.56%，回收率為53.29%。張忠漢等[15]針對某難選白鎢礦，將原來的全浮流程改為“重選-浮選”聯(lián)合流程，獲得品位為66.58%、回收率為82.15%白鎢精礦，不僅有效降低了選礦成本，而且獲得了高品質(zhì)的白鎢精礦，取得了非?？捎^的經(jīng)濟效益。由此可見，聯(lián)合工藝具有較高的應用價值，針對不同類型的白鎢礦，確定高效合理的聯(lián)合工業(yè)流程，是選礦工作者今后值得深入研究的重點。

2 白鎢礦浮選藥劑研究現(xiàn)狀

由于白鎢礦性脆的特點，白鎢礦在選別過程中很容易產(chǎn)生過磨現(xiàn)象，從而導致白鎢礦浮選很困難。因此，白鎢礦捕收劑和抑制劑的研究就顯得極其重要。

2.1 捕收劑的研究現(xiàn)狀

常用的白鎢礦捕收劑有很多，其中陰離子捕收劑使用最為廣泛。陰離子捕收劑又可分為脂肪酸類、磺酸類、膦酸類、羥肟酸以及螯合類捕收劑[16]。目前選礦廠生產(chǎn)中，主要使用油酸、731、塔爾油、環(huán)烷酸等脂肪酸類捕收劑選別白鎢礦，這類捕收劑選擇性較差，選別效果不理想。王淀佐[17]通過試驗發(fā)現(xiàn)，膦酸類捕收劑比脂肪酸類捕收劑具有更好的捕收效果，但其價格昂貴，難以大規(guī)模使用。徐曉萍等[4]針對江西某大型鎢礦，選用GY為捕收劑，得到含鎢65.37%、回收率86.31%的高品質(zhì)鎢精礦，該類捕收劑的缺點同樣是價格昂貴，無法滿足眾多選礦廠要求。目前，陽離子捕收劑和兩性捕收劑還處于實驗室探索階段，雖然取得了一些研究成果，但離真正全面推廣使用還有很大的距離。兩性捕收劑主要作輔助用，用以強化泡沫，改善疏水效果。

由于礦物表面會對不同類型捕收劑產(chǎn)生共吸附作用，而發(fā)生協(xié)同效應，新型組合捕收劑的使用，顯著改善了藥劑效果，使其捕收性能得到極大提高。艾光華等[18]針對欒川某尾礦，選用水楊醛肟為組合捕收劑，原礦鎢品位為0.12%，獲得鎢精礦品位為62.34%，回收率達到了73.78%。韓兆元[19]對云南馬關鎢礦進行浮選試驗，采用GYB和ZL組合捕收劑浮選鎢，并得出當用量配比GYB∶ZL=1∶3時，該組合捕收劑的浮選效果最好，對鎢品位為0.83%的原礦進行試驗，最終鎢精礦品位達到30.70%，鎢的回收率也達到88.29%。郭玉武等[20]針對江西某白鎢礦，采用731和YK作為組合捕收劑來浮選白鎢，改進現(xiàn)場原有工藝流程，最終得到品位為62.29%、回收率為74.21%的鎢精礦，取得了非常不錯的效果。由此可見，相對于單一的捕收劑，組合捕收劑大大加強了對目的礦物的選擇性和捕收性，使精礦品位和回收率得到顯著提高，避免了資源浪費，增加了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2.2 抑制劑的研究現(xiàn)狀

白鎢礦同方解石、石英等含鈣脈石礦物的可浮性相當，因此，必須選用合適的抑制劑，才能有效抑制脈石礦物，獲得高品質(zhì)的白鎢精礦。白鎢礦浮選一般是在堿性環(huán)境中進行的，通常采用Na2CO3或NaOH作為白鎢礦浮選的pH調(diào)整劑。對于方解石含量較高的夕卡巖型白鎢礦石，一般選用Na2CO3作調(diào)整劑；而對于螢石含量高、方解石含量低的白鎢礦石，一般選用NaOH作調(diào)整劑[21]。白鎢抑制劑主要包括無機抑制劑和有機抑制劑兩大類。最常用的無機抑制劑有：水玻璃、氟硅酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鹽、亞磷酸等。有機抑制劑主要有草酸、單寧、CMC、淀粉、檸檬酸等[21]。

目前，科研工作者在藥劑組合的開發(fā)上取得了一些突破，開發(fā)出了一系列新型的高效組合抑制劑。王秋林等[22]在白鎢精選過程中，使用Y88組合抑制劑，獲得品位為72.18%、回收率為84.85%的白鎢精礦。楊耀輝等[23]采用一種高效的組合抑制劑D1，來抑制鎢礦物中的含鈣脈石礦物，經(jīng)一次粗選后，最終得到含品位為4.56%，回收率為82.34%的鎢粗精礦。楊曉峰等[24]為了高效抑制白鎢礦中的含鈣脈石礦物，分析了多種抑制劑及抑制劑組合對含鈣礦物浮選行為的影響，最終采用FeSO4+硅酸鈉組合抑制劑，對云南某白鎢礦資源進行了可選性研究，采用6次精選、2次掃選的工藝流程，使最終鎢精礦品位達到63.17%、回收率達到86.32%。近年來，藥劑的組合使用已成為科研工作者研究的重點，具有非常廣闊的應用前景。

3 白鎢礦選礦設備進展

白鎢礦大多呈細粒嵌布，要獲得充分解離，必須細磨。因此，細粒白鎢礦高效回收一直是選礦難題。何廷樹等[25]認為理想的細粒浮選設備應該具備充氣量大、產(chǎn)生大量微泡、強化氣泡礦化作用、提供穩(wěn)定泡沫層等性能。針對細粒浮選特點，科研工作者開發(fā)出一系列新型高效細粒浮選設備。

3.1 充填介質(zhì)浮選柱

充填介質(zhì)浮選柱[26]是一種不需要刮泡裝置的新型浮選設備。與常規(guī)浮選柱相比，該浮選柱最大的不同在于其內(nèi)部充滿介質(zhì)，當空氣經(jīng)過這些介質(zhì)形成的通道時，會產(chǎn)生大量細小的泡沫，使目的礦物更容易被氣泡所黏附，從而提高微細粒礦物的浮選效率。該設備具有操作簡便、能耗較少等優(yōu)點，特別是對細粒物料有非常明顯的選別效果。

3.2 旋流-靜態(tài)微泡浮選柱

旋流-靜態(tài)微泡浮選柱[27]是一種新型高效的細粒物料分選設備。從浮選柱中上端給入礦料，而尾礦從底流口排出。通過氣泡發(fā)生器能夠產(chǎn)生大量氣泡，有利于氣泡與礦物的黏附。該設備處理微細粒礦物具有良好的選擇性，能顯著提高微細粒礦物的回收率。周強等[28]選擇旋流-靜態(tài)微泡浮選柱對白鎢礦粗選進行半工業(yè)試驗，采用一次粗選、一次精選閉路流程，簡化了浮選工藝流程，獲得品位為9.67%的白鎢粗精礦。

3.3 電浮選柱

電浮選柱[29]也是近年來開發(fā)出的一種新型浮選柱。該浮選柱最大的特點，在于其獨特的氣泡發(fā)生方式。通過電解水來產(chǎn)生大量氣泡，增加了溶液中微細粒礦物與氣泡黏附的概率。該設備所產(chǎn)生的氣泡均勻穩(wěn)定，能將目的礦物與脈石礦物有效分離，不僅能充分回收細粒礦物，還能進一步提高精礦品位。陽華玲等[29]為了回收香爐山鎢礦尾礦中的微細粒白鎢，采用電浮選柱進行浮選，在尾礦含鎢僅0.18%的情況下，獲得品位為0.75%的鎢粗精礦，其中鎢的作業(yè)回收率也提高了8.54%。

4 發(fā)展趨勢

白鎢礦難選問題，是我們必須面對的嚴峻事實，如何選擇合理的選礦工藝流程、浮選藥劑及高效設備，提高白鎢礦資源的綜合利用率，是擺在廣大選礦工作者面前不得不解決的難題?；诎祖u礦選礦工藝現(xiàn)狀，從選別流程、藥劑、設備三個方面，對白鎢礦選別發(fā)展趨勢做一些展望。

（1）每一種選礦方法都有各自的特點，針對不同性質(zhì)和類型的白鎢礦，需確定合理的聯(lián)合工藝，充分發(fā)揮各種選礦方法的優(yōu)勢。在高效回收白鎢礦，提高白鎢礦品位的同時，也能回收白鎢礦中共伴生的各類有價礦物，最大限度的提高經(jīng)濟效益。

（2）傳統(tǒng)的選礦藥劑存在選擇性差、價格昂貴、污染環(huán)境等缺點，都難以充分滿足選礦生產(chǎn)的要求。目前對新型組合藥劑的研究，雖然取得了一些研究成果，但在組合藥劑開發(fā)上，更多的是盲目性研究，缺乏對藥劑組合規(guī)律及藥劑作用機理等相關理論的系統(tǒng)研究。因此，對新型組合藥劑進行更深入的理論研究，開發(fā)出選擇性好、捕收性強、價格低廉、無污染的浮選藥劑，是科研工作者的首要任務。

（3）白鎢礦嵌布粒度細、組成復雜，傳統(tǒng)的浮選設備無法高效回收細粒白鎢礦，造成資源浪費。新型細粒浮選設備，具有充氣量大、產(chǎn)生大量微泡、提供穩(wěn)定泡沫層等諸多優(yōu)點，能使細粒白鎢與泡沫充分接觸，從而顯著提高白鎢回收率。因此，選擇新型細粒浮選設備，對微細粒白鎢浮選具有深遠的意義，是今后發(fā)展的趨勢。

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