新型捕收劑CK?2浮選某低品位白鎢礦的研究①

祁忠旭，王 龍，孫大勇，馮 程

（長沙礦山研究院有限責(zé)任公司，湖南 長沙410012）

鎢是典型稀有金屬，也是我國重要戰(zhàn)略資源，具有熔點極高、硬度大、密度高等特性，是新型材料、特殊合金、有機金屬化合物及電子光學(xué)材料等不可或缺的組成部分，具有極為重要的用途。隨著易選鎢資源不斷被開發(fā)與利用，“貧、細、雜”鎢資源開發(fā)占比日趨提高?！柏?、細、雜”鎢資源通常存在著開發(fā)難度大、資源利用率不高、經(jīng)濟效益差等問題，因此提高鎢資源利用率、增加綜合經(jīng)濟效益具有重要意義［1－2］。

白鎢礦浮選多采用油酸及皂、731、塔爾油、ZL等脂肪酸或改性脂肪酸類捕收劑［3－7］，這類捕收劑選擇性較差，藥劑消耗量大，不耐硬水，對溫度敏感，泡沫過黏，致使浮選指標(biāo)較差。針對此類問題，現(xiàn)場生產(chǎn)常通過提高脈石抑制劑用量的“強拉強壓”方式或者使用多種藥劑組合來改善有用礦物與脈石礦物之間可浮性差異。

隨著采礦逐步向深部和邊緣采掘，某低品位白鎢礦原礦石趨向“貧、細、雜”，選礦難度越來越大，白鎢選礦回收率由高點的86%逐年降至80%左右。本文自主研發(fā)了新型高效白鎢捕收劑CK-2［8］，對白鎢礦表現(xiàn)出較強的捕收性和適宜的選擇性，強化白鎢浮選回收。

1 礦石性質(zhì)

某矽卡巖型低品位大型白鎢礦主要可回收的有用礦物為白鎢礦，而鎢華及黑鎢礦含量較低，回收價值不大。其他主要金屬礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦、輝銅礦、鐵閃鋅礦、方鉛礦、輝鉍礦、磁鐵礦、輝鉬礦等。脈石礦物以鈣鐵榴石、鈣鋁榴石為主，其次為石英、方解石、透輝石、綠簾石、透閃石、方解石、螢石、綠泥石等。礦石構(gòu)造大部分為浸染狀、塊狀，斑雜狀、脈狀次之，結(jié)構(gòu)以自形-半自形晶粒狀為主。鎢礦物主要為中粒和細粒嵌布。

礦樣化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鎢物相分析結(jié)果見表2。

表1 礦樣化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）／%

表2 鎢物相分析結(jié)果

2 浮選試驗研究

2.1 磨礦細度試驗

由于白鎢礦性脆，在磨礦過程中易過粉碎，在保證白鎢礦單體解離度滿足要求的前提下，盡可能粗磨，以防止白鎢過磨泥化。磨礦細度試驗采用一次白鎢粗選，試驗流程如圖1所示，結(jié)果如圖2所示。其中捕收劑CK-2是由多種有機物與無機物在一定條件下反應(yīng)而成的、具有羧基和胺基兩種官能團的兩性藥劑。

圖1 磨礦細度試驗流程

圖2 磨礦細度試驗結(jié)果

由圖2可知，隨著－0.074 mm粒級含量不斷提高，鎢粗精礦品位逐漸降低，回收率逐漸提高；但－0.074 mm粒級含量達到50%以后，回收率提高并不明顯，且白鎢粗精礦品位下降幅度較大，其原因一是白鎢礦性脆，部分白鎢礦可能過磨，二是磨礦細度提高，脈石易泥化，干擾白鎢浮選的同時，泥化脈石易隨泡沫夾帶上浮。綜合考慮，確定白鎢浮選磨礦細度為－0.074 mm粒級占50%。

2.2 調(diào)整劑碳酸鈉用量試驗

碳酸鈉是極為重要的pH調(diào)整劑，它在礦漿中水解后得到OH－、HCO3

－和CO32－等離子。它是比氫氧化鈉弱得多的一種堿性調(diào)整劑，調(diào)整范圍在pH＝8～10左右。在浮選氧化礦時，碳酸鈉能消除礦漿中Ca2＋、Mg2＋等有害離子的影響，并且對礦泥有分散作用，減弱或消除礦泥的不良影響。按圖1所示流程，在磨礦細度－0.074 mm粒級占50%條件下，進行了碳酸鈉用量試驗，結(jié)果如圖3所示。

圖3 碳酸鈉用量試驗結(jié)果

由圖3可以看出，隨著碳酸鈉用量增加，鎢粗精礦品位呈降低趨勢，而回收率變化規(guī)律性不強，在碳酸鈉用量1 200 g／t時，白鎢粗精礦品位和回收率較為理想，故確定碳酸鈉用量1 200 g／t。

2.3 水玻璃用量試驗

水玻璃對石英、方解石、螢石以及硅酸鹽類礦物有很好的抑制作用，作為脈石抑制劑大量使用。水玻璃中起抑制作用的主要成分是HSiO3－和H2SiO3，兩者具有相當(dāng)強的水化性，且是親水性較強的離子和膠粒，它們與硅酸鹽類礦物皆具有同一種酸根，能較好地在石英及硅酸鹽礦物表面發(fā)生吸附作用，于礦物表面形成親水性薄膜，使礦物表面的親水性大增，進而使脈石礦物受到抑制［9］。

按圖1所示流程，在磨礦細度－0.074 mm粒級占50%條件下開展了脈石抑制劑水玻璃用量試驗，結(jié)果如圖4所示。

圖4 水玻璃用量試驗結(jié)果

由圖4可知，水玻璃用量對白鎢礦可浮性影響較大，逐步增加水玻璃用量，白鎢粗精礦品位呈逐漸上升趨勢，回收率則呈逐漸降低趨勢，當(dāng)水玻璃用量超過3 000 g／t后，回收率下降較為明顯，兼顧回收率與品位，確定水玻璃用量3 000 g／t為宜。

2.4 捕收劑種類及用量試驗

按圖5所示流程，對比研究了CK-2與現(xiàn)場捕收劑ZL的捕收效果，結(jié)果見圖6。

圖5 捕收劑用量試驗流程

圖6 捕收劑用量試驗結(jié)果

由圖6可知，增加捕收劑用量，白鎢粗精礦回收率皆逐漸提高，品位則逐漸降低，且在捕收劑用量相同的條件下，采用CK-2獲得的白鎢粗精礦回收率及品位皆優(yōu)于現(xiàn)場使用的ZL捕收劑，說明CK-2在捕收性和選擇性方面皆具有一定優(yōu)勢。并確定CK-2捕收劑適宜用量為300 g／t。

2.5 全流程閉路試驗

在條件試驗基礎(chǔ)上，開展了CK-2和ZL為白鎢捕收劑的全流程閉路試驗，試驗流程見圖7，結(jié)果見表3。

圖7 閉路試驗流程

表3 閉路試驗結(jié)果

由表3可知，采用CK-2為白鎢礦捕收劑，最終可獲得白鎢精礦WO3品位63.33%、回收率86.30%的優(yōu)良浮選指標(biāo)，相較采用ZL為捕收劑的閉路試驗，回收率提高了4.17個百分點。

3 結(jié) 語

1）CK-2作為白鎢礦捕收劑選別低品位白鎢礦時，與現(xiàn)場捕收劑ZL相比，顯示出對白鎢礦更強的捕收能力和選擇性。

2）以CK-2為捕收劑、碳酸鈉和水玻璃為調(diào)整劑，采用常溫浮選工藝，選別WO3品位0.30%的低品位白鎢礦，可以獲得白鎢精礦WO3品位63.33%、回收率86.30%的選別指標(biāo)，與采用現(xiàn)場捕收劑ZL相比，白鎢精礦回收率提高了4.17個百分點。