某難選黑白鎢共生礦試驗研究

周曉彤，楊應林，2，湯玉和

（1.廣州有色金屬研究院，廣東 廣州 510651；2.中南大學 資源加工與生物工程學院，湖南 長沙 410083）

0 前言

某黑白鎢共生礦有用礦物種類繁多、嵌布粒度細、共生關系復雜，富鈣、富鎂的脈石礦物含量高，屬難選礦。黑白鎢混合浮選的難點是提高黑鎢礦、白鎢礦與富鈣、富鎂的脈石礦物的可浮選差異，將黑鎢礦、白鎢礦富集到粗精礦中，減少鎢在混浮尾礦中的損失。采用合適調整劑、螯合類捕收劑GYB（苯甲羥肟酸）和改性脂肪酸類捕收劑GYR組合及其相配套的選礦工藝，是提高鎢總回收率的技術關鍵。

1 礦石性質

礦石中主要金屬礦物為輝鉬礦、輝鉍礦、黑鎢礦、白鎢礦、磁黃鐵礦/黃鐵礦、磁鐵礦。其中輝鉬礦、輝鉍礦、黑鎢礦嵌布粒度較細。白鎢礦嵌布粒度主要粒級范圍為0.02～0.16mm；黑鎢礦嵌布粒度主要粒級范圍為0.01～0.08mm。WO3在白鎢礦、黑鎢礦、鎢華中的金屬分布率分別為65.61％、29.41％、4.98％。礦石中對黑白鎢混合浮選影響較大的脈石礦物含量為螢石21.6％、方解石3.82％、石英23.66％、石榴子石14.06％。原礦多元素分析結果見表1。

表1 原礦多元素分析 w/％

2 原則流程

經(jīng)解離度測定，當原礦磨至-0.074mm占90.85％時，輝鉬礦、輝鉍礦、黑鎢礦、白鎢礦的解離度分別為97.42％、90.90％、98.83％、91.79％。在該磨礦細度下，進行黑白鎢混合浮選試驗研究。硫化礦、磁鐵礦的存在嚴重影響黑白鎢混合浮選指標，故在黑白鎢混合浮選前進行硫化礦浮選和磁選脫鐵。試驗原則流程如圖1。

圖1 黑白鎢選礦原則流程圖

3 黑白鎢選礦研究

3.1 粗選段試驗研究

粗選作業(yè)回收率對最終浮選指標起著關鍵性作用。粗選作業(yè)回收率高，才能保證最終鎢的回收率高。粗選段試驗主要進行了調整劑和捕收劑試驗研究。

3.1.1 改性水玻璃對比及用量試驗研究

水玻璃經(jīng)改性后可增強其選擇性抑制作用，提高鎢的回收率。在水玻璃2 500g/t，硝酸鉛400g/t，GYB 200g/t，GYR 40g/t的情況下，進行了改性水玻璃對比試驗。其結果如表2所示，改性水玻璃對富鈣、富鎂的脈石礦物選擇性抑制作用最強，精礦品位提高2.17倍。改性水玻璃用量試驗表明，隨著其用量的增加，混合粗精礦品位逐漸提高，回收率逐漸降低。

表2 改性水玻璃的對比試驗結果

3.1.2 硝酸鉛試驗研究

硝酸鉛對黑白鎢礦有較好的活化作用［1］。添加硝酸鉛有助于提高黑鎢礦、白鎢礦之間的可浮性，從而提高鎢的回收率。在改性水玻璃2 500g/t，GYB 200g/t，GYR 40g/t條件下，進行了硝酸鉛用量試驗。其結果如圖2所示，當硝酸鉛用量不足時，對黑白鎢活化不夠，回收率較低；當硝酸鉛過量時，脈石礦物也被活化，精礦品位下降。粗選硝酸鉛用量以500～700g/t為宜。

圖2 硝酸鉛用量對混合浮選的影響

圖3 硝酸鉛用量對不同比例混合礦浮選的影響

圖4 黑鎢礦、白鎢礦紅外光譜圖

在cGYB=1g/L，cGYR=5mg/L，pH=7.1的條件下，進行了硝酸鉛用量對黑鎢礦、黑鎢礦（7）：白鎢礦（3）、黑鎢礦（3）：白鎢礦（7）、白鎢礦4種不同比例混合礦回收率影響的純礦物試驗研究。結果如圖3所示，在30～50mg/L范圍內，黑鎢礦、白鎢礦之間的可浮性差異明顯縮小。要達同一回收率，黑鎢礦比例高的混合礦所需硝酸鉛用量高。黑鎢礦和白鎢礦與硝酸鉛、GYB、GYR作用后的紅外光譜如圖4所示，黑鎢礦+Pb2++GYB+GYR體系的紅外光譜中在2 927.41cm-1、2 857.99cm-1分別出現(xiàn)了甲基的C—H不對稱伸縮振動峰，C—H對稱伸縮振動峰。1612.2cm-1、1 525.42cm-1、1 450.21cm-1苯環(huán)特征振動峰，1 164.79cm-1C—N伸縮振動峰、1 031.79cm-1N—O伸縮振動峰；白鎢礦+Pb2++GYB+GYR紅外光譜圖在2 925.48cm-1出現(xiàn)C—H不對稱伸縮振動峰、2 856.06cm-1C—H對稱伸縮振動峰。1 529.27cm-1、1 455.99cm-1為苯環(huán)骨架振動特征峰。1 122.37cm-1為C—N伸縮振動峰、1 051.01cm-1為N—O伸縮振動峰。表明GYB、GYR在黑鎢礦和白鎢礦表明都發(fā)生了強烈的化學吸附，這種化學共吸附使得黑鎢礦、白鎢礦的可浮性得到明顯提高。

3.1.3 GYB試驗研究

GYB是廣州有色金屬研究院研制的一種螯合捕收劑，對黑白鎢礦有很強選擇性捕收作用［2-4］。在改性水玻璃2 500g/t，硝酸鉛600g/t，GYR 40g/t的條件下，進行了GYB用量試驗。其結果如圖5所示，隨著GYB用量的增加，鎢回收率有顯著的增加。當GYB用量過大時，脈石礦物上浮，精礦品位下降。

圖5 GYB用量對混合浮選的影響

3.1.4 輔助捕收劑對比及用量試驗研究

GYR、TAB-3是廣州有色金屬研究院研發(fā)的改性脂肪酸類捕收劑，對鎢礦物有較好的選擇性捕收作用。在改性水玻璃2 500g/t，硝酸鉛600g/t，GYB 200g/t條件下，進行GYR、TAB-3、731（氧化石蠟皂）三種輔助捕收劑對比試驗。結果如表3所示，采用GYR做輔助捕收劑時，獲得比TAB-3、731更高的精礦品位和回收率，其選擇性捕收能力最好。

表3 輔助捕收劑選擇及用量試驗

在改性水玻璃188mg/L，硝酸鉛30mg/L，GYB 1g/L，pH=7.1的條件下進行了純礦物試驗，重點研究了GYR、TAB-3兩種輔助捕收劑對黑鎢礦、白鎢礦、螢石、方解石、石榴子石浮選的影響。試驗結果如圖6、圖7所示，在用量0～10mg/L情況下，GYR對黑鎢礦、白鎢礦的捕收能力較強，螢石、方解石回收率相對較高，故當黑白鎢共生礦中螢石、方解石含量較低，黑鎢礦含量相對較高時，用GYR作輔助捕收劑能獲得好的混合浮選指標；而TAB-3對白鎢礦的選擇性捕收能力較好，黑鎢礦回收率相對較低，螢石、方解石的回收率也相對較低，故當黑白鎢共生礦中螢石、方解石含量較高，黑鎢礦含量相對較低時，采用TAB-3作輔助捕收劑能獲得好的混合浮選指標。

圖6 GYR用量對不同礦石浮選的影響

圖7 TAB-3用量對不同礦石浮選的影響

由GYB用量與GYR用量試驗結果可知，單獨添加GYB或者GYR時，精礦品位和回收率都比較低，只有將GYB和GYR組合使用，才能獲得較好的精礦品位和回收率。因此兩者存在正的協(xié)同效應。

3.1.5 粗選閉路試驗研究

對含WO30.48％的給礦，以改性水玻璃、硝酸鉛為調整劑，以GYB和GYR為組合捕收劑，經(jīng)一次粗選三次精選三次掃選閉路試驗得WO317.01％的混合粗精礦，回收率達82.22％。

3.2 粗精礦精選分離段試驗研究

3.2.1 加溫精選分離試驗研究

混合粗精礦采用改進型彼得洛夫法進行加溫精選分離，添加調整劑NC、NF、水玻璃、捕收劑GYR加熱到90℃保溫1 h，經(jīng)一次粗選兩次精選兩次掃選得加溫精礦，加溫精礦經(jīng)酸浸得WO372.21％白鎢精礦，回收率達59.08％。

3.2.2 黑鎢礦回收試驗研究

加溫尾礦經(jīng)搖床回收粗粒級黑鎢礦，得到WO347.92％，回收率14.15％的重選黑鎢精礦。搖床尾礦經(jīng)濃縮，添加改性水玻璃、硝酸鉛為調整劑，GYB和GYR組合為捕收劑進行細粒級黑鎢浮選，得WO355.72％，回收率6.33％的浮選黑鎢精礦。

3.3 全流程試驗研究結果

全流程試驗流程如圖1，小型試驗最終可得含S 29.23％，回收率29.51％的硫精礦。含F(xiàn)e 60.8％，回收率22.60％的鐵精礦。含WO372.21％，回收率59.08％的白鎢精礦。含WO347.92％，回收率14.15％的重選黑鎢精礦。含WO355.72％，回收率6.33％的浮選黑鎢精礦。鎢總回收率達79.56％。結果如表4所示。

表4 全流程試驗研究結果

4 結論

（1）采用改性水玻璃、硝酸鉛為調整劑，GYB和GYR組合作為捕收劑是獲得較好黑白鎢混合浮選指標的關鍵。

（2）在礦漿中加入硝酸鉛，由于GYB和GYR的共吸附使得黑鎢礦、白鎢礦的可浮性明顯提高，且要達同一回收率，含黑鎢礦比例高的黑白鎢共生礦所需硝酸鉛用量高。

（3）對螢石、方解石含量較低，黑鎢礦含量相對較高的黑白鎢共生礦，采用GYR作輔助捕收劑能獲得較好的混合浮選指標；對以白鎢礦為主且螢石、方解石含量較高的黑白鎢共生礦，采用TAB-3作輔助捕收劑可獲得較好的混合浮選指標。

［1］張忠漢，曾少雄，張先華，等.GY法浮鎢新工藝在柿竹園選廠的工業(yè)實踐［J］.有色金屬，2000，52（4）：146-148.

［2］邱顯揚，程德明，王淀佐.苯甲羥肟酸與白鎢礦作用機理的研究［J］.礦冶工程，2001，21（3）：39-42.

［3］周曉彤，胡紅喜，邱顯揚.湖南某難選黑白鎢礦中的白鎢浮選試驗研究［J］.中國鎢業(yè)，2011，26（2）：18-21.

［4］高玉德，邱顯揚，夏啟斌，等.苯甲羥肟酸與黑鎢礦作用機理的研究［J］.廣東有色金屬學報，2001，11（2）：92-95.