江西某低品位白鎢礦選礦試驗(yàn)研究

趙　義，彭會(huì)清，周新軍，廖　祥（武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北武漢430000）

江西某低品位白鎢礦選礦試驗(yàn)研究

趙義，彭會(huì)清，周新軍，廖祥
（武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北武漢430000）

摘要：江西某白鎢礦鎢品位低，含鈣脈石復(fù)雜。針對(duì)該礦石特點(diǎn)，采用“優(yōu)先浮硫化礦-重選-常溫粗選-加溫精選”聯(lián)合工藝，選用Na2CO3為pH調(diào)整劑，水玻璃為脈石抑制劑，BK-418為白鎢礦捕收劑。試驗(yàn)結(jié)果表明，原礦含鎢（0.18 %）情況下，采用此工藝能夠獲得含鎢67.56 %、回收率達(dá)71.45 %的鎢精礦。試驗(yàn)結(jié)果可以作為建廠設(shè)計(jì)的技術(shù)依據(jù)。采取了預(yù)先脫硫和重選富集措施，降低了整個(gè)浮選工藝藥劑總用量，有利于環(huán)境保護(hù)、減少選礦成本和提高企業(yè)效益。

關(guān)鍵詞：白鎢礦；重選；浮選；聯(lián)合流程

中國(guó)鎢資源豐富，多年來(lái)，鎢礦業(yè)為中國(guó)工業(yè)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)，但隨之而來(lái)的鎢資源開(kāi)發(fā)問(wèn)題也不少。隨著黑鎢資源的逐漸枯竭，不少黑鎢礦山相繼閉坑或停產(chǎn)，黑鎢礦產(chǎn)量顯著下降，亟待加大對(duì)白鎢礦開(kāi)發(fā)研究的力度，以保證鎢精礦產(chǎn)量和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)鎢精礦需求的供應(yīng)[1-2]。江西某鎢礦含鎢0.18%，其中白鎢占總鎢的95.28%，白鎢礦嵌布粒度較粗，部分白鎢礦與黑鎢、黃銅礦復(fù)雜連生，或呈粒狀嵌布于脈石中；黑鎢礦嵌布粒度細(xì)微，主要呈粒狀或細(xì)小柱狀浸染分布于云母等脈石中，浮選回收困難。

1　礦石性質(zhì)

礦石中的主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、白鎢礦、黑鎢礦，以及少量的磁黃鐵礦、閃鋅礦、輝銅礦、銅藍(lán)、輝鉬礦、毒砂、錳礦物等；非金屬礦物主要有石英、云母、黏土礦物、長(zhǎng)石、螢石，少量石榴石、綠泥石、錫石、符山石、透閃石、電氣石等。

白鎢礦是礦石中最主要的鎢礦物，常呈不規(guī)則粒狀及粒狀集合體分布在脈石礦物中，白鎢礦的粒度分布范圍較大，有的局部富集，細(xì)粒不到0.01 mm，粗粒集合體可達(dá)近2mm，主要集中于0.02～0.15mm；黑鎢礦的嵌布粒度最細(xì)，主要以細(xì)粒為主，細(xì)粒部分占58.25 %，微粒部分高達(dá)10.21 %，但這部分黑鎢礦主要被包裹在白鎢礦中；黃銅礦多呈不規(guī)則粒狀嵌布在脈石中，少量呈脈狀分布，嵌布粒度較細(xì)，主要分布在0.01～0.10mm之間，少量粗粒者可達(dá)0.5mm；黑鎢礦嵌布粒度細(xì)微，主要呈粒狀或細(xì)小柱狀浸染分布于云母等脈石中，浮選回收困難。原礦化學(xué)元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，鎢物相分析見(jiàn)表2。

表1原礦多元素分析結(jié)果w/%Tab.1 Multi-element analysis results

表2鎢物相分析結(jié)果%Tab.2 Results of tungsten phase analysis

2　試驗(yàn)結(jié)果

2.1選礦試驗(yàn)方案的確定

工業(yè)礦物學(xué)研究表明：有部分白鎢礦粒度較細(xì)，較難完全單體解離；其次，含鈣脈石礦物螢石、磷灰石、榍石，因?yàn)槎季哂邢嗤?2價(jià)Ca離子，會(huì)對(duì)白鎢礦的浮選富集造成不利影響。

針對(duì)該礦石的特點(diǎn)，考慮到該礦石中含有一定量的硫化礦，先對(duì)原礦進(jìn)行硫化礦浮選試驗(yàn)，不僅可以降低硫化礦對(duì)白鎢礦浮選的影響，還可以更高效的利用資源，提高經(jīng)濟(jì)效益。故制定了“浮硫化礦-重選-浮選”的流程方案。

2.2硫化礦浮選試驗(yàn)結(jié)果

浮選脫硫試驗(yàn)分別進(jìn)行了磨礦細(xì)度、抑制劑、捕收劑、起泡劑的用量試驗(yàn)。條件試驗(yàn)結(jié)果表明：在磨礦細(xì)度-0.074 mm占55 %的條件下，以水玻璃為硫化礦粗選抑制劑，丁基黃藥為硫化礦捕收劑，2#油為起泡劑，對(duì)硫化礦的浮選效果較好。試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

圖1　脫硫工藝流程Fig.1 Desulphurization technological process

表3銅硫混浮試驗(yàn)結(jié)果%Tab.3 Floating test results of copper sulfur mixed

2.3重選試驗(yàn)

為了減少白鎢礦浮選處理量，試驗(yàn)先對(duì)浮硫尾礦進(jìn)行重選拋尾。試驗(yàn)流程如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

圖2　重選試驗(yàn)流程Fig.2 Gravity concentration test process

由表4可知經(jīng)過(guò)重選處理后可以得到含鎢0.27 %、回收率93.84 %白鎢礦浮選給礦（重選精礦和-0.074 mm），重選預(yù)富集試驗(yàn)在提高了白鎢礦浮選入選品位的同時(shí)，也大大減少了白鎢礦浮選的給礦量，為后續(xù)浮選流程降低浮選藥劑用量和選礦的成本創(chuàng)造了有利條件。

表4重選試驗(yàn)結(jié)果%Tab.4 Test results of gravity concentration

2.4白鎢粗選試驗(yàn)

2. 4. 1碳酸鈉用量試驗(yàn)

白鎢礦浮選中的難題是將白鎢和與其可浮性相似的含鈣礦物分離，pH調(diào)整劑的選擇主要以脈石的種類來(lái)確定。用脂肪酸類捕收劑進(jìn)浮選時(shí)，在堿性pH值范圍內(nèi)，常用的pH值調(diào)整劑有氫氧化鈉和碳酸鈉[3]，不同的脈石礦物，調(diào)整劑的選擇也是不同。前者適用于脈石礦物以螢石為主的白鎢礦，后者適用含硅酸鹽或方解石較多的白鎢礦[4]。同時(shí)，碳酸鈉具有調(diào)節(jié)礦漿堿度，改變白鎢礦表面電性，并能消除礦漿中Ca2+、Mg2+等多種有害離子對(duì)白鎢礦浮選的影響，加快白鎢礦浮選速率[5]，分散礦泥，與水玻璃產(chǎn)生協(xié)調(diào)作用[6-7]，強(qiáng)化對(duì)脈石礦物的抑制。試料的脈石礦物以石英為主，故選擇碳酸鈉為pH調(diào)整劑，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖3，固定硅酸鈉用量為5 000 g/t、BK-418用量為400 g/t，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖3　鎢粗選試驗(yàn)流程Fig.3 Tungsten roughing test process

圖4　碳酸鈉用量對(duì)白鎢粗選的影響Fig.4 Effects of sodium carbonate dosage on scheelite roughing

由圖4可知，隨著碳酸鈉用量增加，鎢粗精礦品位下降，回收率明顯上升。當(dāng)碳酸鈉用量達(dá)到1600g/t以后，鎢粗精礦回收率上升較慢。因此，綜合考慮選取碳酸鈉用量為1 600 g/t。

2. 4. 2水玻璃用量試驗(yàn)

白鎢礦中螢石、方解石等含鈣脈石無(wú)法有效分離是影響鎢精礦品位的主要原因。在分離過(guò)程中，水玻璃對(duì)螢石、方解石及白鎢礦等含鈣礦物均有抑制作用，并且也有分散作用，其用量對(duì)白鎢礦浮選的影響很大，水玻璃用量小，不能有效抑制脈石礦物，鎢粗精礦品位偏低；水玻璃用量大，白鎢礦也會(huì)受到抑制[8]，鎢回收率降低。因此，需確定水玻璃的合理用量。水玻璃用量試驗(yàn)流程同見(jiàn)圖3，固定碳酸鈉用量為1 600 g/t、BK-418用量為400 g/t。試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5　水玻璃用量對(duì)白鎢粗選的影響Fig.5 Effect of water glass dosage on scheelite roughing

由圖5可知，隨著水玻璃用量的增加，鎢粗精礦品位上升，回收率降低。綜合考慮選取水玻璃用量為4 000 g/t。

2. 4. 3捕收劑用量試驗(yàn)

BK-418捕收劑是北京礦冶研究總院研發(fā)的一種新型高效鎢礦物的捕收劑，特別針對(duì)是白鎢礦，該捕收劑具有捕收力強(qiáng)、選擇性好的特點(diǎn)。固定碳酸鈉用量為1 600 g/t、水玻璃用量為4 000 g/t。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6　捕收劑用量對(duì)白鎢粗選的影響Fig.6 Effect of collector dosage on scheelite roughing

由圖6可知，隨著捕收劑用量的增加，鎢粗精礦品位下降，回收率增加，當(dāng)捕收劑用量為400 g/t時(shí)，在增加捕收劑用量，粗精礦回收率增加不大，品位下降較多。因此，綜合考慮選取捕收劑用量為400 g/t。

2.5白鎢粗精礦的加溫精選

白鎢粗精礦的精選是白鎢浮選的重點(diǎn)。試驗(yàn)采用加溫精選法，該方法適應(yīng)性強(qiáng)，穩(wěn)定性較好，可獲得品位和回收率都較高的鎢精礦，是白鎢礦與螢石、石榴子石等含鈣脈石礦物精選分離的有效方法[9-10]。

白鎢粗精礦經(jīng)過(guò)兩次精選后得到的鎢精礦濃縮到50 %左右的濃度，進(jìn)行加溫?cái)嚢璨煌Ａв昧康木x試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見(jiàn)圖7，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖8。

圖7　鎢加溫精選試驗(yàn)流程Fig.7 Tungsten heating selection test process

圖8　水玻璃用量對(duì)鎢加溫精選的影響Fig.8 Effect of water glass dosage on tungsten heating selection

由圖8可知，隨著水玻璃用量的增加，鎢精礦品位逐漸上升，回收率下降，當(dāng)水玻璃用量為4 500 g/t時(shí)，鎢精礦指標(biāo)較好，在增加水玻璃用量，鎢品位升高不明顯，回收率下降顯著。綜合考慮，鎢加溫精選水玻璃用量為4 500 g/t。

2.6全流程閉路試驗(yàn)

根據(jù)上述條件試驗(yàn)和開(kāi)路流程試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了全流程閉路試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見(jiàn)圖9，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知，在原礦含WO30.18 %時(shí)，經(jīng)過(guò)全流程閉路試驗(yàn)可以獲得品位16.23 %、回收率78.20 %的Cu精礦和品位67.56 %、回收率71.45 %的鎢精礦。

3　結(jié)　語(yǔ)

圖9　閉路試驗(yàn)流程Fig.9 Closed-circuit test process

表5閉路試驗(yàn)結(jié)果%Tab.5 Testing result of closed-circuit process

江西某鎢多金屬礦，礦物組成復(fù)雜，種類繁多。鎢原礦品位僅0.18 %且嵌布特征復(fù)雜，脈石中含鈣礦物多，屬?gòu)?fù)雜難選低品位鎢多金屬礦。白鎢為主要回收對(duì)象，還可綜合回收黃銅礦。

根據(jù)該礦礦石特征，對(duì)浮硫尾礦進(jìn)行重選拋尾，可以拋棄產(chǎn)率為39.30 %、WO3含量為0.027 %、WO3金屬損失率為6.03 %的重選尾礦。不僅提高了白鎢礦浮選給礦品位，降低了白鎢浮選的給礦量，而且降低了整個(gè)浮選工藝藥劑總用量，更利于節(jié)約成本和環(huán)境保護(hù)。

采用“脫硫浮選一重選拋尾一浮選”的浮一重一浮聯(lián)合工藝流程，可獲得WO3品位67.56 %、回收率71.45 %的鎢精礦；還綜合回收了含Cu 16.23 %、回收率78.20 %的銅精礦，提高了資源利用率。試驗(yàn)結(jié)果可作為建廠設(shè)計(jì)的技術(shù)依據(jù)。參考文獻(xiàn)：

[1]林海清.論鎢礦老尾礦的再開(kāi)發(fā)利用[J].中國(guó)鎢業(yè)，2010，（1）：17-21.

LIN Hai -qing. The exploitation and utilization of tungsten old tailings[J]. China Tungsten Industry，2010，01：17-21.

[2]張忠漢，張先華.難選白鎢礦石選礦新工藝流程研究[J].礦冶，2002，[s1]：181-184.

ZHANG Zhong -han，ZHANG Xian -hua. Study on the scheelite flotation process[J]. Mining and Metallurgy，2002，[s1]：181-184.

[3]朱超英，孟慶豐，朱家驥.pH值調(diào)整劑對(duì)白鎢礦與方解石和螢石分離的影響[J].礦冶工程，1990，（1）：19-23.

ZHU Chao-ying，MENG Qing-feng，ZHU Jia-ji. Effect of modifying agents for pH values on the separation of scheelite from fluorbaryt and calcite[J]. Mining and Metallurgical Engineering，1990，（1）：19-23.

[4]楊曉峰，劉全軍.云南某白鎢礦的選礦試驗(yàn)研究[J].有色金屬：選礦部分，2008，（2）：6-8.

YANG Xiao-feng，LIU Quan-jun. Experimntal study on mineral processing of scheelite from Yunnan province[J]. Nonferrous Metal：Mineral Processing Section，2008，（2）：6-8.

[5]胡紅喜，周曉彤，邱顯揚(yáng)，等.白鎢礦浮選藥劑及其應(yīng)用[J].中國(guó)鎢業(yè)，2010，（4）：19-22.

HU Hong -xi，ZHOU Xiao -tong，QIU Xian -yang，et al. On the applicaiton of floatation reagents of scheelite[J]. China Tungsten Industry，2010，（4）：19-22.

[6]鄒霓，高玉德.云南某白鎢礦浮選試驗(yàn)研究[J].中國(guó)鎢業(yè)，2008，（5）：17-19.

ZOU Ni，GA0 Yu-de. On floatation experiment in a scheelite mine of Yunnanprovince[J].China Tungsten Industry，2008，（5）：17-19.

[7]葉雪均，劉麗，豐章發(fā)，等.從某鉬尾礦資源中綜合回收白鎢的試驗(yàn)研究[J].中國(guó)鎢業(yè)，2009，（2）：20-22.

YE Xue -jun，LIU Li，F(xiàn)ENG Zhang -fa. On recovering scheelite from flotation molybdenum tailngs[J]. China Tungsten Industry，2009，（2）：20-22.

[8]李振飛.某夕卡巖型白鎢礦選礦試驗(yàn)研究[J].中國(guó)鎢業(yè)，2010，（5）：25-28.

LI Zhen-fei. On the beneficiation of a refractory skarn scheelite[J]. China Tungsten Industry，2010，（5）：25-28.

[9]林日孝，張發(fā)明，曾慶軍，等.云南某白鎢礦選礦試驗(yàn)研究[J].金屬礦山，2011，（3）：74-77.

Lin Ri-xiao，Zhang Fa-ming，Zeng Qing-jun，et al. Experimental research on beneficiation of a Yunnan scheelite mine[J]. Metal Mine，2011，（3）：74-77.

[10]徐曉萍，梁冬云，喻連香，等.江西某大型白鎢礦鎢的選礦試驗(yàn)研究[J].中國(guó)鎢業(yè)，2007，（2）：23-26.

XU Xiao-ping，LIANG Dong-yun，YU Lian-xiang，et al. On the mineral processing technique for a large-scaled scheelite mine[J]. China Tungsten Industry，2007，（2）：23-26.

Experimental Research on Beneficiation of a Low-grade Scheelite in Jiangxi

ZHAO Yi, PENG Hui-qing, ZHUO Xin-jun, LIAO Xiang
(College of Resource and Environment Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, Hubei, China)

Abstract:A Scheelite Ore from Jiangxi is low -grade and complex in composition. In light of the properties of the ore, a combined flowsheet of "preferential flotation of sulfide minerals -gravity separation -roughing in normal temperature-clear in high temperature" was applied to beneficiate the ore. In the roughing stage, Na2CO3was used as pH modifier, Na2SiO3as gangue depressor, and BK-418 as collector. The test results shows: by using this combined flowsheet, a tungsten concentrate with the grade of 60.35 % and the recovery of 66.33 % could be obtain from the raw ores with wolfram grade of 0.18 %. This flowsheet is environment-friendly with reduced processing cost, improved efficiency and reduced beneficiation reagents dosages. Roughing enrichment measures of pre -desulfurization and gravity separation are adopted.

Key words:scheelite；gravity separation；flotation；combined flow-sheet

DOI：10.3969/j.issn.1009－0622.2015.02.006

通訊作者：彭會(huì)清（1956-），江西景德鎮(zhèn)人，教授，博導(dǎo)，主要從事浮選技術(shù)和磁選工藝研究。

作者簡(jiǎn)介：趙義（1991-），湖北咸寧人，碩士研究生，研究方向?yàn)槎嘟饘俚V礦物加工。

收稿日期：2014-10-27

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD952