浮選—磁選—重選聯(lián)合工藝分選某風(fēng)化型黑白鎢細(xì)泥研究

王婷霞,李健民,劉坤,高承崗

西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900

鎢作為一種戰(zhàn)略性資源，在航空航天、材料制造、國家安全等領(lǐng)域，具有不可替代的作用[1-3]。鎢礦細(xì)泥往往具有粒度細(xì)、WO3品位較高和分選效果差等特點(diǎn)[4-5]，為此，不少專家學(xué)者進(jìn)行了大量的探索與試驗(yàn)。孫景敏等[6]對(duì)某浮金尾礦采用常溫浮選—加溫精選工藝，最終獲得WO3品位33.68%、回收率76.37%的良好指標(biāo)。陳慧杰等[7]采用重選—磁選聯(lián)合工藝處理新疆某白鎢礦礦石獲得了良好效果。郭階慶[8]對(duì)行洛坑鎢礦采用脫泥—脫硫—常溫浮選—離心選礦機(jī)精選的工藝處理鎢細(xì)泥，使得精礦WO3回收率提高6.91%，藥劑及電費(fèi)成本減少69.51%。鄧麗紅等[9]用重選預(yù)先富集—浮選—重選工藝處理江西某鎢礦細(xì)泥，有效回收了該鎢礦資源。

某風(fēng)化型黑白鎢礦由于賦存深度較淺，部分礦石裸露于地表，礦石風(fēng)化嚴(yán)重，原生礦泥含量高，且嵌布粒度微細(xì)，造成礦泥WO3品位遠(yuǎn)大于塊狀礦石品位。原工藝流程并未單獨(dú)處理該礦泥，造成球磨過程泥化嚴(yán)重，浮選藥耗過大，選別指標(biāo)不甚理想。為了有效回收該礦山選礦廠高頻振動(dòng)篩下細(xì)泥中的鎢資源，特進(jìn)行了一系列試驗(yàn)研究。

1 樣品性質(zhì)

該礦山原礦主要金屬礦物為白鎢礦和黑鎢礦，并伴生有少量黃銅礦、黃鐵礦和閃鋅礦等，主要脈石礦物為石英、云母和方解石等，礦石易泥化。本試驗(yàn)樣品來源如圖1，取自該礦山選礦廠原礦高頻振動(dòng)篩下細(xì)泥產(chǎn)品：堆積在條篩上的礦石經(jīng)高壓水沖洗后，大塊礦石進(jìn)入原礦作業(yè)流程，條篩底流礦漿則進(jìn)入高頻振動(dòng)篩，篩上粗顆粒給入原礦作業(yè)流程球磨機(jī)，篩下細(xì)泥進(jìn)入濃密機(jī)進(jìn)行濃縮，再經(jīng)晾干、碾碎、混勻、縮分、研磨后進(jìn)行化學(xué)多元素分析及鎢物相分析，分析結(jié)果分別見表1和表2。

圖1 試驗(yàn)樣品來源

表1 樣品化學(xué)多元素分析結(jié)果 /%

表2 樣品鎢物相分析結(jié)果 /%

從表1和表2可以看出，該細(xì)泥中有用元素主要為WO3，其他元素均達(dá)不到回收標(biāo)準(zhǔn)；鎢物相分析表明，鎢主要以白鎢礦及黑鎢礦形式存在，在后續(xù)的選礦過程中要根據(jù)其不同性質(zhì)考慮對(duì)其分別回收利用。

對(duì)該篩下細(xì)泥進(jìn)行粒度分析，分析結(jié)果見表3。

表3 樣品篩析結(jié)果

由篩析結(jié)果可知，隨著粒級(jí)減小，WO3品位逐漸升高，-0.045 mm粒級(jí)WO3分布率為49.75%，粒度極細(xì)，給后續(xù)選別作業(yè)帶來一定難度。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

為了解決細(xì)泥對(duì)浮選指標(biāo)及藥劑成本帶來的不利影響，根據(jù)礦石性質(zhì)開發(fā)了該鎢礦石優(yōu)先浮選獲得白鎢礦精礦、浮選尾礦高梯度預(yù)先磁選富集黑鎢礦和搖床精選產(chǎn)出最終黑鎢礦精礦的工藝流程。由于該礦山地處南方，常年多雨霧天氣，礦石含細(xì)泥較多，因此需對(duì)礦石預(yù)先洗礦，洗礦水進(jìn)入濃密機(jī)濃縮，其底流為本試驗(yàn)樣品，其原則工藝流程見圖2。

圖2 白鎢礦浮選工藝流程

2.1 白鎢礦浮選藥劑試驗(yàn)

由于白鎢礦可浮性較好，一般考慮采用浮選工藝回收，本次試驗(yàn)采用高速剪切攪拌桶+旋流微泡浮選柱的設(shè)備組合，高速剪切攪拌桶利用其剪切盤對(duì)礦漿進(jìn)行強(qiáng)烈剪切攪拌，增加藥劑與白鎢礦顆粒的碰撞概率，強(qiáng)化白鎢礦礦化過程，從而增大白鎢礦與脈石礦物之間的可浮性差異，結(jié)合具有高回收率、高富集比、微細(xì)粒礦物高分選性的旋流微泡浮選柱，適于浮選回收微細(xì)粒白鎢礦，浮選產(chǎn)出的白鎢粗精礦返回原工藝流程進(jìn)行加溫精選，以便產(chǎn)出最終合格白鎢礦精礦。

2.1.1 碳酸鈉用量試驗(yàn)

碳酸鈉創(chuàng)造的堿性環(huán)境有利于白鎢礦浮選，而且對(duì)碳酸鹽類脈石礦物有一定的抑制作用。在固定捕收劑731用量300 g/t和水玻璃用量3 000 g/t的條件下，進(jìn)行碳酸鈉用量試驗(yàn)，結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出，白鎢精礦品位及回收率均隨著碳酸鈉用量增加先升高后降低，因此，最終選定碳酸鈉用量為3 000 g/t。

圖3 碳酸鈉用量對(duì)白鎢礦浮選的影響

2.1.2 水玻璃用量試驗(yàn)

水玻璃主要用來抑制硅酸鹽礦物，且對(duì)礦泥具有一定的分散作用，在固定捕收劑731用量300 g/t和碳酸鈉用量3 000 g/t的條件下，進(jìn)行水玻璃用量試驗(yàn)，結(jié)果如圖4所示。由該圖可看出，白鎢礦精礦WO3品位隨碳酸鈉用量增加而升高，回收率則相反，因此，最終選定水玻璃用量為2 000 g/t。

圖4 水玻璃用量對(duì)白鎢礦浮選的影響

2.1.3 731捕收劑用量試驗(yàn)

731是一種最常用的浮選白鎢礦的陰離子捕收劑，具有價(jià)格便宜、來源廣泛的特點(diǎn)，在我國有著廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。在固定碳酸鈉用量2 000 g/t和水玻璃用量3 000 g/t的條件下，進(jìn)行731用量試驗(yàn)，結(jié)果如圖5所示。由該圖可看出，隨著731用量的增加，精礦品位逐漸降低，回收率則先升高后降低，因此，最終選定731用量為400 g/t。

圖5 731用量試驗(yàn)對(duì)白鎢礦浮選的影響

2.2 黑鎢礦選礦試驗(yàn)

黑鎢礦天然可浮性較差，采用浮選法回收率較低，由于其具有弱磁性且相對(duì)密度較高，因此本次試驗(yàn)對(duì)黑鎢礦回收采用磁選—重選聯(lián)合工藝，即磁選預(yù)富集產(chǎn)出黑鎢礦粗精礦、搖床精選產(chǎn)出合格黑鎢礦精礦的工藝，工藝流程如圖6。

圖6 黑鎢礦選礦工藝流程

2.2.1 磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)

白鎢礦浮選后的尾礦仍含有弱磁性的黑鎢礦，采用SLon強(qiáng)磁機(jī)經(jīng)一次磁選產(chǎn)出磁選黑鎢礦粗精礦和可拋棄的尾礦，由于粗精礦品位較低，仍需進(jìn)一步精選作業(yè)，且磁選主要考慮回收率的提高，磁選試驗(yàn)礦漿固體質(zhì)量濃度保持在25%～30%之間，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如圖7，最終選定磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.0 T。

圖7 磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

2.2.2 搖床精選試驗(yàn)

由于黑鎢礦粒度極細(xì)，因此搖床操作應(yīng)采用高沖次和小沖程，礦漿固體濃度保持在20%～25%。磁選后的黑鎢粗精礦經(jīng)搖床一次精選后即得到最終黑鎢精礦，試驗(yàn)結(jié)果如表4。

表4 搖床精選結(jié)果

2.3 選礦閉路試驗(yàn)

在最終確定的各項(xiàng)優(yōu)化條件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了全流程閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖8，試驗(yàn)結(jié)果如表5。

圖8 閉路試驗(yàn)工藝流程

表5 閉路試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語

(1)該礦石由于風(fēng)化程度嚴(yán)重，造成礦石含泥量大，其產(chǎn)率約占總礦量的15%～20%。選礦廠原工藝流程未單獨(dú)處理篩下細(xì)泥，因此造成選礦廠藥耗過高，浮選指標(biāo)不穩(wěn)定。

(2)由篩下細(xì)泥的物相分析結(jié)果可知，原礦中含有白鎢礦及黑鎢礦，由于兩者性質(zhì)差異較大，因此考慮采用不同工藝對(duì)其進(jìn)行綜合回收。

(3)根據(jù)該篩下細(xì)泥的性質(zhì)，研發(fā)了礦石洗礦—細(xì)泥濃縮—白鎢礦浮選—浮選尾礦磁選預(yù)富集—磁選精礦搖床精選的選礦工藝，閉路試驗(yàn)取得了白鎢粗精礦WO3品位5.04%、回收率71.80%，該產(chǎn)品可返回選礦廠原加溫精選作業(yè)處理，以便產(chǎn)出合格的白鎢礦精礦；黑鎢精礦WO3品位52.41%、回收率20.86%，綜合回收率92.66%的良好指標(biāo)。