高梯度磁選在某低品位鉬鎢礦選礦中的應(yīng)用研究

辛貴強(qiáng)，徐曉萍，韓兆元，孟慶波

1.西藏酒鋼天拓礦業(yè)投資有限公司，西藏 拉薩 851600； 2.廣東省資源綜合利用研究所，稀有金屬分離與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510650

高梯度磁選在某低品位鉬鎢礦選礦中的應(yīng)用研究

辛貴強(qiáng)1，徐曉萍2，韓兆元2，孟慶波2

1.西藏酒鋼天拓礦業(yè)投資有限公司，西藏 拉薩 851600； 2.廣東省資源綜合利用研究所，稀有金屬分離與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510650

針對(duì)某高鈣低品位鉬鎢礦，采用“強(qiáng)磁預(yù)處理-浮選”工藝回收鉬鎢，相較于“直接浮選”，鎢精礦品位、回收率明顯提高，藥劑成本大幅降低.為強(qiáng)化磁選預(yù)處理效果，在磁性分析的基礎(chǔ)上，考察了高梯度磁選機(jī)磁感應(yīng)強(qiáng)度、脈動(dòng)沖次以及聚磁介質(zhì)直徑對(duì)強(qiáng)磁預(yù)處理效果的影響.結(jié)果表明，增大磁感應(yīng)強(qiáng)度、減小脈動(dòng)沖次，可提高磁選磁性產(chǎn)品產(chǎn)率，但鎢鉬損失隨之增大；適當(dāng)增大介質(zhì)直徑有利于加強(qiáng)對(duì)磁性物的捕捉.經(jīng)磁選預(yù)處理后再浮選鎢鉬，鎢精礦品位和回收率分別提高30%和16%、藥劑成本降低近50%.

高梯度磁選；低品位；鉬鎢礦；磁選預(yù)處理

高梯度磁選是一種處理弱磁性礦物的有效分選方法.自20世紀(jì)60年代末Kolm等[1]成功研制出第1臺(tái)高梯度磁選實(shí)驗(yàn)裝置以來(lái)，高梯度磁選機(jī)的研發(fā)得到了迅速發(fā)展.通過(guò)高梯度磁選，可以預(yù)先富集弱磁性有用礦物或拋除弱磁性脈石礦物，因此在黑色金屬、有色金屬[2]及稀有稀土金屬[3]等選礦方面得到了廣泛應(yīng)用.西藏某矽卡巖-斑巖型低品位鉬鎢礦，采用“直接粗選”的工藝回收鉬鎢，由于礦石入選品位較低，且含鈣脈石礦物量較高，鉬鎢分選指標(biāo)較低.而采用“磁選預(yù)處理-浮選”工藝回收鉬鎢，分選指標(biāo)提升明顯.本研究通過(guò)單因素及多因素交互試驗(yàn)，考察SSS-Ⅱ型周期式高梯度磁選機(jī)[4]的磁感應(yīng)強(qiáng)度、脈動(dòng)沖次以及聚磁介質(zhì)棒直徑對(duì)濕式強(qiáng)磁預(yù)處理效果的影響，并通過(guò)“磁選預(yù)處理-浮選”和“直接浮選”兩種方案試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，分析說(shuō)明強(qiáng)磁選預(yù)處理該礦樣的優(yōu)越性.

1 礦石性質(zhì)

試驗(yàn)礦樣取自西藏某矽卡巖-斑巖型鎢鉬礦礦山，試樣多元素分析結(jié)果列于表1，礦物組成定量檢測(cè)的結(jié)果列于表2.由表1、表2可知，該礦樣的主要有用元素為鎢和鉬，分別主要以白鎢礦和輝鉬礦的形式存在；主要脈石礦物為石榴石、透輝石、石英、透閃石、長(zhǎng)石，其次是螢石、綠泥石、云母、方解石、綠簾石等.

2 試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)備

以SSS-Ⅱ型水平磁系周期式高梯度磁選機(jī)為試驗(yàn)設(shè)備.該設(shè)備主要由激磁線圈、磁系部分、轉(zhuǎn)環(huán)部分、脈動(dòng)部分以及給卸礦裝置組成，如圖1所示.

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

表2 試樣礦物組成定量檢測(cè)結(jié)果

圖1 高梯度磁選機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of the high-gradient magnetic separators

2.2 磁性分析

取原礦樣0.074～0.1 mm粒級(jí)作為試驗(yàn)給礦.在梯度磁感應(yīng)強(qiáng)度下，采用WCF-3型電磁分析儀對(duì)礦樣進(jìn)行磁性分析.對(duì)每次試驗(yàn)獲得的磁性產(chǎn)品和非磁性產(chǎn)品稱重、計(jì)算產(chǎn)率，并采用礦物顯微鏡對(duì)磁性產(chǎn)品的礦物組成進(jìn)行分析.

2.3 磁選條件試驗(yàn)

試驗(yàn)中開(kāi)啟脈動(dòng)機(jī)構(gòu)，調(diào)整液面至介質(zhì)盒被浸沒(méi)并保持液面穩(wěn)定后，調(diào)整激磁電流使背景磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定值，進(jìn)行磁選.每次條件試驗(yàn)均需磁感應(yīng)強(qiáng)度及脈動(dòng)穩(wěn)定后再給礦，對(duì)每次試驗(yàn)所得的磁性產(chǎn)品和非磁性產(chǎn)品分別烘干稱重，分析鎢鉬品位，計(jì)算產(chǎn)率及鎢鉬回收率.

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 試樣磁性分析

由表2可知，試樣中約占總礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)65%的石榴子石(鈣鐵榴石、鈣鋁榴石)、透閃石、普通輝石、透輝石、黑云母、綠泥石、綠簾石等脈石礦物均具有弱磁性.如果通過(guò)磁選預(yù)先脫除該部分脈石礦物，不僅能消除這些礦物對(duì)浮選過(guò)程的影響，保證生產(chǎn)指標(biāo)，降低浮選藥劑成本，提高生產(chǎn)能力，還可提高鎢鉬的入選品位.為此，對(duì)該礦樣進(jìn)行了磁性分析，分析結(jié)果列于表3.

“我們接觸俱樂(lè)部后發(fā)現(xiàn)，隊(duì)員們也吃類似的營(yíng)養(yǎng)品，但不是我們的牌子，未來(lái)我們的隊(duì)員一定要吃我們企業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)營(yíng)養(yǎng)品。”在王勇看來(lái)，運(yùn)動(dòng)員吃自己的產(chǎn)品，打出好成績(jī)顯然是最好的廣告。

表3 試驗(yàn)原礦樣礦物磁性分析結(jié)果

由表3可知，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為1000 mT時(shí)，75%以上的脈石礦物分布于磁性產(chǎn)品中，而鎢鉬礦物在磁性產(chǎn)品中的分布較少.對(duì)磁性產(chǎn)品中的鎢、鉬進(jìn)行化學(xué)分析，結(jié)果表明損失于磁性礦物中的鎢和鉬分別占總量的7.92%和6.74%，鎢鉬回收率的損失較小.這說(shuō)明采用強(qiáng)磁選處理該礦樣，可預(yù)先拋除大部分磁性脈石.但需進(jìn)一步開(kāi)展磁選條件試驗(yàn)，以驗(yàn)證采用強(qiáng)磁選預(yù)先脫除部分弱磁性脈石礦物，提高鎢鉬入選品位的可行性.

3.2 濕式強(qiáng)磁選影響因素條件試驗(yàn)

3.2.1 磁感應(yīng)強(qiáng)度對(duì)濕式強(qiáng)磁預(yù)處理效果的影響

在磨礦細(xì)度為-0.074mm占68%的條件下，設(shè)置高梯度磁選機(jī)脈動(dòng)沖次為50 r/min，考察磁感應(yīng)強(qiáng)度對(duì)濕式強(qiáng)磁預(yù)處理效果的影響.試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示.由圖2可知，隨著磁選機(jī)背景磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大，非磁性產(chǎn)品的產(chǎn)率減小、鎢品位提高、鎢回收率降低.這說(shuō)明在較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度下，部分鎢礦物會(huì)因夾雜而損失于磁性產(chǎn)品中.因此，選擇適宜的磁感應(yīng)強(qiáng)度是保證強(qiáng)磁預(yù)處理有效分選的條件之一.

圖2 磁感應(yīng)強(qiáng)度對(duì)濕式強(qiáng)磁預(yù)處理效果的影響Fig.2 Effects of magnetic field intensity on the magnetic separation

3.2.2 脈動(dòng)沖次對(duì)濕式強(qiáng)磁預(yù)處理效果的影響

在磨礦細(xì)度為-0.074mm占68%的條件下，設(shè)置高梯度磁選機(jī)磁感應(yīng)強(qiáng)度為270 mT，考察脈動(dòng)沖次對(duì)濕式強(qiáng)磁預(yù)處理效果的影響.試驗(yàn)結(jié)果(圖3)表明，隨著磁選機(jī)脈動(dòng)沖次的增大，非磁性產(chǎn)品的產(chǎn)率增加、鎢品位降低、鎢回收率提高.

3.2.3 磁感應(yīng)強(qiáng)度、脈動(dòng)沖次交互作用對(duì)濕式強(qiáng)磁預(yù)處理效果的影響

單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，磁場(chǎng)強(qiáng)度和脈動(dòng)沖次均對(duì)該礦樣預(yù)先拋尾效果的影響較大.如果非磁性產(chǎn)品鎢鉬品位過(guò)高，則其回收率損失較大.為更好地確認(rèn)濕式強(qiáng)磁預(yù)處理效果，進(jìn)行了磁感應(yīng)強(qiáng)度、脈動(dòng)沖次的交互試驗(yàn).試驗(yàn)條件與結(jié)果列于表4.

由表4可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大、脈動(dòng)沖次越低，磁性產(chǎn)品產(chǎn)率越大，鎢鉬在磁性產(chǎn)品中的損失越大，

圖3 脈動(dòng)沖次對(duì)濕式強(qiáng)磁預(yù)處理效果的影響Fig.3 Effects of pulsating speed on the magnetic separation

經(jīng)綜合考慮磁性產(chǎn)品的產(chǎn)率及有用礦物的品位及損失，確定磁感應(yīng)強(qiáng)度640 mT、脈動(dòng)沖次150 r/min為磁選預(yù)先拋尾的粗選條件.

3.2.4 相同聚磁介質(zhì)間隙下介質(zhì)直徑對(duì)濕式強(qiáng)磁預(yù)處理效果的影響

磁介質(zhì)直徑與磁性礦物顆粒的粒度具有適宜的匹配關(guān)系.在單顆粒、單根介質(zhì)理想的體系下，最佳的磁介質(zhì)直徑與顆粒粒徑之比為2.69.而在實(shí)際應(yīng)用中，磁介質(zhì)直徑與顆粒粒徑之比遠(yuǎn)高于該數(shù)值.為考察聚磁介質(zhì)間隙相同的條件下介質(zhì)直徑對(duì)強(qiáng)磁預(yù)處理效果的影響，在磨礦細(xì)度為-0.074mm占68%、磁感應(yīng)強(qiáng)度為640 mT、脈動(dòng)沖次為150 r/min的條件下，考察聚磁介質(zhì)直徑分別為1，2，3mm時(shí)對(duì)強(qiáng)磁預(yù)處理效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果列于表5.

表4 磁感應(yīng)強(qiáng)度、脈動(dòng)沖次的交互試驗(yàn)條件與結(jié)果

表5 介質(zhì)直徑對(duì)強(qiáng)磁預(yù)處理效果的影響

續(xù)表5

由表5可知，當(dāng)聚磁介質(zhì)直徑為2 mm時(shí)，磁性產(chǎn)品的鎢品位及回收率均高于磁介質(zhì)直徑為1，3 mm的，非磁產(chǎn)品的鎢鉬品位提高幅度最大.這是由于在介質(zhì)間隙保持不變的情況下，適當(dāng)增加介質(zhì)直徑有利于提高充填率，進(jìn)而提高分選空間的磁感應(yīng)強(qiáng)度，加強(qiáng)對(duì)磁性物的捕捉能力.但介質(zhì)直徑過(guò)大，反而會(huì)因介質(zhì)表面的有效吸附面積減少和磁場(chǎng)梯度下降而影響對(duì)磁性礦物的捕捉.

3.2.5 強(qiáng)磁預(yù)處理試驗(yàn)結(jié)果

損失于磁性產(chǎn)品中的鎢，其回收率高于20%，因此需在上述條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步試驗(yàn)，以減少鎢在磁性產(chǎn)品中的損失，達(dá)到預(yù)先拋尾的目的.采

用“一粗一精”強(qiáng)磁選工藝對(duì)該試樣進(jìn)行預(yù)處理試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果列于表6.

圖4 強(qiáng)磁預(yù)處理試驗(yàn)流程Fig.4 Flowsheet of the high-gradient magnetic separation

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率/% 品位/% 回收率/% WO3MoWO3Mo磁性產(chǎn)品42.630.0440.0157.976.75非磁性產(chǎn)品57.370.3770.15492.0393.25試樣100.000.2350.095100.00100.00

由表6可知，經(jīng)一粗一精強(qiáng)磁預(yù)處理后，可拋掉占原礦質(zhì)量分?jǐn)?shù)42%左右的弱磁性脈石礦物，且鎢鉬損失率較低.作為浮選作業(yè)給礦的非磁性產(chǎn)品，其WO3，Mo品位分別由原礦0.235%，0.095%提高至0.38%，0.15%左右，浮選處理量大幅降低.

3.3 強(qiáng)磁預(yù)處理對(duì)該試樣浮選效果的影響

對(duì)該試樣強(qiáng)磁預(yù)處理后，以非磁性產(chǎn)品為給礦進(jìn)行鎢鉬浮選回收試驗(yàn).同時(shí)，對(duì)礦樣不預(yù)處理直接進(jìn)行浮選回收鎢鉬的試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果列于表7.

表7 “磁選-浮選”方案與“直接浮選”方案試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比

由表7可知，與“直接浮選”回收鎢鉬的結(jié)果相比，經(jīng)磁選預(yù)處理后再浮選鎢鉬，鎢精礦品位提高30%、回收率提高16%、藥劑成本降低近50%，磁選預(yù)處理的效果非常理想.這是由于強(qiáng)磁選預(yù)處理后，石榴子石(鈣鐵榴石、鈣鋁榴石)、透閃石、普通輝石、透輝石等與白鎢可浮性相近的含鈣脈石礦物被預(yù)先脫除，消除了該部分脈石礦物對(duì)鎢浮選的干擾，使鎢精礦品位大幅提高；同時(shí)，強(qiáng)磁選預(yù)先拋除42%左右的脈石礦物，大大降低了浮選作業(yè)的處理量，使浮選藥劑成本降低.

4 結(jié) 論

(1) 磁選預(yù)處理試驗(yàn)結(jié)果與磁性分析結(jié)果吻合，部分弱磁性脈石礦物通過(guò)強(qiáng)磁選可被預(yù)先脫除，使鎢鉬入選品位提高.

(2)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度、減小脈動(dòng)沖次，可提高磁選拋尾產(chǎn)率，但鎢鉬損失隨之增大；適當(dāng)增大介質(zhì)直徑有利于加強(qiáng)對(duì)磁性物的捕捉.

(3)采用一粗一精的強(qiáng)磁選預(yù)處理，可拋除約42%弱磁性脈石礦物，WO3，Mo品位分別由原礦的0.235%和0.095%提高至0.38%和0.15%左右；經(jīng)強(qiáng)磁選預(yù)處理后，鎢鉬浮選的分選效果明顯改善，鎢精礦品位和回收率大幅提高，浮選藥劑用量減半.

[1] KOLM H H，OBERTEUFFER J A，KELLAND D R. High-gradient magnetic separation[J]. Scientific American，1975，223(5):46-54.

[2] 梁治安，夏青，伍紅強(qiáng).我國(guó)幾種磁選設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用[J].金屬礦山，2017,488(2):128-134.

[3] 鄧麗紅，周曉彤.高梯度磁選機(jī)回收鉍鋅鐵尾礦中低品位白鎢礦的工藝研究[J].中國(guó)礦業(yè)，2012，21(1)：103-106.

[4] 趙明，許麗敏，鐘森林.SSS-I-2500型高梯度磁選機(jī)的研制及工業(yè)應(yīng)用[J].礦山機(jī)械，2011，39(1):92-95.

Application of high-gradient magnetic separation in the concentration of a low-grade tungsten-molybdenum ore

XIN Guiqiang，XU Xiaoping，HAN Zhaoyuan，MENG Qingbo

1.TibetJiuquanIron&SteelTiantuoMiningInvestmentCo.，Ltd，Lasa851600，China；2.GuangdongInstituteofResourcesComprehensiveUtilization，StateKeyLaboratoryofRareMetalsSeparationandComprehensiveUtilization，GuangdongProvincialKeyLaboratoryofDevelopment&ComprehensiveUtilizationofMineralResources，Guangzhou510650，China

For the high-calcium low-grade molybdenum tungsten ore,the use of “high-gradient magnetic separarion” process to recover molybdenum tungsten,compared to “direct flotation”, tungsten concentrate grade,the recovery rate increased significantly,the cost of pharmaceuticals significantly reduced. In order to strengthen the pretreatment effect of magnetic separation,the influence of magnetic induction intensity, pulsating pulse and the diameter of the magnetic flux on the magnetic pretreatment of high gradient magnetic separator was investigated on the basis of magnetic analysis.The results show that increasing the magnetic induction intensity and reducing the pulsating pulse times can improve the magnetic product output,but the tungsten and molybdenum losses increase with the increase of the medium diameter.After pretreatment by magnetic separation,the tungsten and molybdenum, tungsten concentrate grade and recovery rate increased by 30% and 16% respectively, and the cost of pharmaceuticals was reduced by nearly 50%.Key words: high-gradient magnetic separator;low-grade;tungsten-molybdenum ore；pre-magnetic separation

2017-03-10

辛貴強(qiáng)(1969-)，男，山東濟(jì)南人，工程師，本科.

1673-9981(2017)02-0103-06

TD952

A