某黑白鎢礦選礦工藝改進(jìn)研究

毛文明，石志中，崔小凱，黃偉生，劉　杰，曹登國（湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司，湖南郴州423037）

某黑白鎢礦選礦工藝改進(jìn)研究

毛文明，石志中，崔小凱，黃偉生，劉杰，曹登國
（湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司，湖南郴州423037）

摘要：為提高鎢回收率，某多金屬選廠對鎢選礦系統(tǒng)工藝流程與設(shè)備進(jìn)行了全面的改進(jìn)。在黑白鎢混浮粗選段的第一次粗選后，運(yùn)用高梯度磁選機(jī)提前分選出黑鎢，鎢粗選段的回收率提高了1.75 %；在精選段，黑鎢與白鎢分路精選，代替原來先選白鎢后選黑鎢工藝，精選段的回收率提高了1.09 %。在尾礦再回收段，黑鎢精選的尾礦返回到鎢粗選段構(gòu)成閉路；白鎢精選的尾礦用懸振錐面選礦機(jī)回收黑鎢，收尾段回收率達(dá)到32.73 %。綜合各段回收率的提高，鎢的總回收率提高了3.61 %，并獲得了預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：黑白鎢；強(qiáng)磁選；高梯度磁選機(jī)；懸振錐面選礦機(jī)；回收率；選礦工藝

資助項(xiàng)目：礦產(chǎn)資源綜合利用示范基地項(xiàng)目（2014BABO2B05）

某礦礦床屬云英巖一夕卡巖型鎢鉬鉍多金屬礦，礦體集中厚大，有用礦物種類繁多，礦石儲(chǔ)量2.17億t，享“世界有色金屬博物館”之美譽(yù)[1]。由于礦石性質(zhì)復(fù)雜多變、可選性的難度增大、原礦中黑鎢與白鎢礦比例波動(dòng)大以及磨礦處理能力增大致使選礦設(shè)備處理能力不足，導(dǎo)致現(xiàn)行的選礦工藝與設(shè)備適應(yīng)性差，造成鎢尾礦品位升高，金屬流失現(xiàn)象嚴(yán)重，所以急需對選礦工藝與設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，以提高鎢的回收率。

1　原礦性質(zhì)

該多金屬礦是以鎢、鉬、鉍為主，伴生有鉬、錫、螢石、石榴石的多金屬礦床。原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1。

表1原礦多元素分析結(jié)果w/%Tab.1 Analysis results of ore elements

鎢礦物有白鎢礦、黑鎢礦、假象半假象白鎢礦和鎢華，其中白鎢約占50%～65%，黑鎢約占35%～50%，其他礦物有錫石、黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、石榴石、螢石、方解石、石英、角閃石、綠泥石和云母等[2]，礦石結(jié)構(gòu)復(fù)雜，嵌布關(guān)系較為密切，各種有用礦物嵌布粒度細(xì)，黑鎢與白鎢礦物比例變化大，鎢礦分選難度大。

2　原工藝存在的問題

原鎢選礦工藝采用黑白鎢混合浮選-混合粗精礦用加溫法選白鎢-白鎢尾礦搖床收黑鎢-搖床尾礦浮選收黑鎢。選礦原工藝流見圖1。隨著磨礦自動(dòng)化的應(yīng)用與磨礦系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化，磨礦處理能力提高了近7%，但浮選設(shè)備仍沒有變化，導(dǎo)致浮選時(shí)間縮短，對24h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的鎢粗選段的回收率下降明顯。

對于精選段作業(yè)，黑鎢的回收率很低，其原因一是因黑鎢浮選前脫藥，加溫作業(yè)中大量的水玻璃使得礦漿難以沉降，導(dǎo)致溢流損失鎢嚴(yán)重；二是黑鎢受到大量的水玻璃與燒堿藥劑強(qiáng)烈抑制，可浮性大大降低；三是黑鎢浮選給礦含硫鐵礦與磁鐵礦較高，盡管在鎢粗選前經(jīng)過脫鐵、脫硫作業(yè)，仍然有一小部分進(jìn)入鎢粗選作業(yè)，硫、磁鐵與黑鎢具相似可浮性質(zhì)，易被螯合捕收劑浮選上來進(jìn)入黑白鎢混合粗精礦，再流向到了黑鎢浮選給礦。當(dāng)然，礦石處理量的增大導(dǎo)脫硫、脫鐵作業(yè)時(shí)間縮短加重了這一現(xiàn)象。在黑鎢浮選作業(yè)中，需加入硫酸鋁降低礦漿的pH值，硫鐵礦、磁鐵礦的被活化能力比黑鎢強(qiáng)，它們的上浮擠兌了黑鎢的上浮，導(dǎo)致黑鎢精礦品位低與回收率低。

圖1　鎢系統(tǒng)改造前工藝流程Fig.1 Flow diagram of process before transforming the tungsten system

黑鎢浮選尾礦品位一般達(dá)到1 %以上，尾礦中含石榴子石、硫鐵礦、磁鐵礦等比重較大礦物較高，通過重選難以回收。工藝改造前，約占總鎢5 %的金屬量沒有得到回收，導(dǎo)致資源損失嚴(yán)重。

3　工藝改進(jìn)

針對原工藝存在的問題，對鎢選礦系統(tǒng)的鎢粗選段與精選段均進(jìn)行了改造，并且增加了尾礦再回收段，改造后工藝流程見圖2。

3.1黑白鎢混浮粗選段工藝改進(jìn)

針對黑白鎢混浮的第一次粗選獲得的粗精礦，運(yùn)用高梯度磁選機(jī)提前分選出含鎢9 %的磁性產(chǎn)品，可直接進(jìn)入黑鎢精選系統(tǒng)。對于含鎢4 %的非磁性產(chǎn)品，需進(jìn)一步精選一次，獲得含鎢8 %以上粗精礦以達(dá)到白鎢加溫合適入選的品位。改造前精選柱的尾礦較高（見表2），表明黑鎢在精選過程易損失到尾礦中，從掃選作業(yè)的尾礦與粗選作業(yè)的尾礦比較看，改造前，掃選作業(yè)降低尾礦幅度較大，這是改造前的浮選時(shí)間不夠的緣故。運(yùn)用強(qiáng)磁后，鎢粗選段的掃選尾礦從0.11 %降低到0.09 %。鎢粗選段的回收率從72.26 %提高到74.01 %，若精選段回收率為90 %，對鎢總回收率的提高貢獻(xiàn)了1.58 %（見表3）。這是因?yàn)閺?qiáng)磁一方面提前分選出黑鎢，避免精選損失到尾礦中，提高了黑鎢的回收率；另一方面因黑鎢提前分選出使得降低了鎢粗選體系中預(yù)選鎢的品位，減少了浮選必要時(shí)間，解決了原礦處理量的增大導(dǎo)致實(shí)際浮選時(shí)間縮短而導(dǎo)致尾礦高。

表2鎢粗選段改造前生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)　%Tab.2 Production data statistics of tungsten roughing before the transformation

表3鎢粗選段改造后生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)%Tab.3 Production data statistics of tungsten roughing after the transformation

圖2　鎢系統(tǒng)改造后工藝流程Fig.2 Flow diagram of process after transforming the tungsten system

3.2黑白鎢精選段工藝改進(jìn)

黑鎢與白鎢具有不同的浮游物性，黑鎢礦適宜在弱酸性條件，在高堿性條件下幾乎不上浮[3-5]。對于這類含螢石較高的白鎢礦適用于“彼得羅夫法”，且需要大量的水玻璃。對黑白鎢混合粗精礦強(qiáng)磁分離，磁性產(chǎn)品（大多為黑鎢，夾帶少量的白鎢）進(jìn)入黑鎢精選，非磁性產(chǎn)品（大多為白鎢，夾帶少量的細(xì)粒級黑鎢）進(jìn)入加溫精選。鎢精選段改造前，黑鎢精選作業(yè)回收率不到50 %，精選段的回收率主要依賴于白鎢加溫作業(yè)（見表4）。改造后，黑鎢浮選作業(yè)的回收率達(dá)到90%以上，精選段的鎢回收率提高了1.09%，已知粗選段的回收率是74.01 %，對鎢總回收率的提高貢獻(xiàn)了0.81 %（見表5）。精選段的回收率的提高主要是因黑鎢的回收率獲得了提高。但是精選段回收率提高幅度不大，主要是因白鎢加溫作業(yè)的給礦含有少量黑鎢，大多流向到了加溫尾礦。

表4鎢精選段改造前生產(chǎn)數(shù)據(jù)%Tab. 4 Production data statistics of tungsten fine selections before the transformation

表5鎢精選段改造后生產(chǎn)數(shù)據(jù)%Tab. 5 Production data statistics of tungsten fine selections after the transformation

3.3尾礦再回收段的工藝改進(jìn)

黑鎢浮選尾礦含有0.8 %左右，脈石礦物成分主要有硫鐵礦、磁鐵礦、綠泥石、石榴子石等比重較大的礦物，運(yùn)用重選難以回收，但是黑鎢浮選藥劑制度與鎢粗選類似，黑鎢浮選尾礦可以返回到鎢粗選段構(gòu)成閉路。加溫尾礦仍有1 %左右的鎢，主要是微粒級的黑鎢，通過浮選手段難以回收。但加溫尾礦脈石成分主要為螢石、碳酸鈣等比重較輕的礦物，可以通過重選的手段回收。

懸振錐面選礦機(jī)是依據(jù)拜格諾剪切松散理論和流膜選礦原理研制而成的新型高效微細(xì)粒重選設(shè)備[6-7]，經(jīng)過工業(yè)試驗(yàn)表明懸振錐面選礦機(jī)對白鎢加溫尾礦重選的作業(yè)回收率比搖床得到的回收率高約20%，優(yōu)越性顯著。從表6的生產(chǎn)應(yīng)用數(shù)據(jù)表明，懸振錐面選礦機(jī)作業(yè)回收率達(dá)到32.73 %，對鎢總回收率的提高貢獻(xiàn)了1.22 %。回收效果較好。

表6鎢收尾段生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)%Tab. 6 Production data statistics of tungsten ending stage

4　效果分析

在鎢粗選段，運(yùn)用高梯度磁選機(jī)提前分選出黑鎢，使可浮選較差的黑鎢提前分選出來，避免了黑鎢在精選過程中易掉的現(xiàn)象與長時(shí)間的閉路循環(huán)流失于尾礦。同時(shí)降低了鎢粗選體系中預(yù)選鎢的品位，減少了浮選必要時(shí)間，解決了因原礦處理量的增大導(dǎo)致實(shí)際浮選時(shí)間縮短的矛盾。鎢粗選段的回收率從73.26 %提高到74.01 %。在精選段，黑鎢與白鎢的分路精選使得精選段的回收率提高了1.09 %。但是強(qiáng)磁分離出磁性產(chǎn)品中夾帶了一些白鎢進(jìn)入低度的黑鎢精礦，與原工藝的白鎢加溫可以上浮選一部分黑鎢與黑白鎢連生體獲得高度白鎢精礦相比。高度白鎢精礦產(chǎn)量有明顯的減少，但是鎢精選段的回收率提高，并且為尾礦運(yùn)用重選再回收創(chuàng)造了條件，大于原工藝創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在尾礦再回收段，懸振錐面選礦機(jī)對黑鎢作業(yè)回收率約32.73 %，綜合計(jì)算各個(gè)段的回收率的提高，鎢總回收率提高了3.61 %。改造后運(yùn)行成本增加了1.72元/t，僅按年處理能力110萬t計(jì)，新增直接經(jīng)濟(jì)效益1 200多萬。

5　結(jié)　語

某金屬選廠對鎢選礦系統(tǒng)進(jìn)行全方位的技術(shù)改造說明，針對原礦性質(zhì)復(fù)雜多變及礦石可選性難度增加的問題，應(yīng)著眼于生產(chǎn)全流程，根據(jù)不同環(huán)節(jié)中的具體情況分別采取不同的工藝技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備，以獲得全流程總體最優(yōu)效果，提高鎢資源回收率和增進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。隨著選礦新設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，對選礦工藝流程不斷優(yōu)化與改進(jìn)，是選廠改善經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。

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Study on the Improvement of Mineral Processing Technology in a Wolframite and Scheelite Ore

MAO Wen-ming, SHI Zhi-zhong, CUI Xiao-kai, HUANG Wei-sheng, LIU Jie, CAO Deng-guo
(Hunan Shizhuyuan Non-ferrous Metals Co., Ltd., Chenzhou 423037, Hunan, China)

Abstract:A multi-metallic separation plant improved its tungsten processing flow sheet and facilities to optimize the recovery rate. High gradient magnetic separator was applied to the separated wolframite after first time separation. The recovery rate in the tungsten coarse separation stage increased by 1.75 % . Shunt selection of wolframite and scheelite replaced the former processing technology in the fine processing stage, whose recovery rate increased by 1.09 %. In the tailings recycling stage, the tailings of wolframite fine processing returns to the coarse processing, which composes closed circuit process. Suspension vibration cone separator is applied to recycle the tailings of scheelite. The recovery rate reaches 32.73 %. The total recovery rate increased by 3.61 %.

Key words:Wolframite and Scheelite; intensity magnetic separation; high gradient magnetic separator; hang and vibrate of cone concentrator; Rate of recovery; mineral processing technology

DOI：10.3969/j.issn.1009－0622.2015.02.005

作者簡介：毛文明（1985-），男，江西鷹潭人，工程師，主要從事選礦技術(shù)工作。

收稿日期：2015-01-20

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TD952