江西某白鎢礦浮選試驗(yàn)研究

艾光華，易 琮，鄔海濱

（1.江西理工大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000；2.江西省礦業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000）

江西某白鎢礦浮選試驗(yàn)研究

艾光華1，2，易 琮1，鄔海濱1

（1.江西理工大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000；2.江西省礦業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000）

江西某白鎢礦為夕卡巖型礦石，含WO30.39%，脈石礦物含量較高，屬于低品位難選白鎢礦。針對該礦特點(diǎn)，進(jìn)行了磨礦細(xì)度試驗(yàn)，并對礦漿pH值、水玻璃用量、水玻璃模數(shù)、捕收劑種類及用量等對選礦指標(biāo)的影響進(jìn)行了研究。最終確定了以Na2CO3為pH調(diào)整劑、水玻璃（m=2.5）為抑制劑、ZL為捕收劑的藥劑制度，經(jīng)一粗三精二掃的粗選閉路流程得到白鎢粗精礦；白鎢粗精礦在經(jīng)一粗四精三掃的加溫精選閉路流程，最終可獲得含WO368.70%、WO3回收率79.26%的白鎢精礦選礦指標(biāo)。

白鎢礦；捕收劑；加溫精選；預(yù)先脫硫

0 引言

鎢是一種戰(zhàn)略資源，世界上許多國家都在進(jìn)行資源儲備，因其熔點(diǎn)高和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)被應(yīng)用在許多領(lǐng)域上，比如制造飛機(jī)和飛船領(lǐng)域、核領(lǐng)域、電子制造領(lǐng)域等等。鎢礦是我國的優(yōu)勢礦產(chǎn)資源，儲量居世界首位，儲量極為豐富，分布于全國21個(gè)省，但是集中分布在江西、福建、湖南、廣東、廣西和河南，其中以江西最多；我國鎢資源查明總儲量為571.0萬t，其中白鎢礦為382.0萬t，占鎢總儲量的66.9%[1]，盡管白鎢礦儲量大，但是礦石品位普遍較低，組成成分復(fù)雜，共生礦物較多，難處理礦石占相當(dāng)比重。目前，隨著鎢資源的逐漸減少，人們不可避免的將視線逐步轉(zhuǎn)移到低品位白鎢礦的選礦研究，因此，研究如何開發(fā)低品位白鎢礦具有重大的研究意義。

1 礦石性質(zhì)

該礦石以夕卡巖型為主，少量為云母巖型，礦物組成成分復(fù)雜，其中主要金屬礦物以白鎢礦為主，并含有少量硫化礦如黃銅礦、閃鋅礦和黃鐵礦；脈石礦物組成成分復(fù)雜，主要含有透閃石、石英、螢石、綠簾石、白云母和方解石等。原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，礦石礦物相對含量見表2。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 w/%Tab.1 Analysis results of chemical composition of raw ore

表2 礦石礦物相對含量 w/%Tab.2 Analysis results of copper phase

2 試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)在前期探索研究的基礎(chǔ)上，采用先脫硫化礦，硫化礦浮選尾礦進(jìn)行常溫粗選白鎢礦，粗選得到的白鎢礦粗精礦加溫精礦的原則方案。目前國內(nèi)對硫化礦的研究較多，選礦工藝技術(shù)比較成熟，添加丁黃和2#油、經(jīng)過一粗一掃的浮選流程即可預(yù)先脫除硫化礦，避免硫化礦對白鎢礦的浮選干擾[2]；白鎢礦粗選采用捕收劑ZL進(jìn)行粗選段浮選；白鎢礦精選采用一粗四精二掃的加溫浮選流程，試驗(yàn)流程如圖1所示。

圖1 白鎢礦浮選的原則流程Fig.1 Flowsheet of copper sulfide mixed floating conditions test

2.2 試驗(yàn)設(shè)備及藥劑

試驗(yàn)用到的選礦設(shè)備主要有真空抽濾機(jī)、打樣機(jī)、XMQ240×90球磨機(jī)、XFG、XFD型浮選機(jī)等。所用的藥劑主要有氧化鈣、碳酸鈉、水玻璃、氫氧化鈉、ZL、丁黃、731、733、油酸、GYB等。

3 結(jié)果與分析

3.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度對白鎢礦的浮選選別指標(biāo)有重要影響，目的礦物過粗，容易導(dǎo)致礦物單體解離不充分；磨礦細(xì)度過細(xì)，容易導(dǎo)致礦物過粉碎，確定合適的磨礦細(xì)度對白鎢礦的浮選有重要意義[3]。試驗(yàn)采用Na2CO3調(diào)節(jié)礦漿pH=9，其中捕收劑為200 g/t ZL，4 000 g/t水玻璃（m=2.3～2.4）作為脈石礦物的抑制劑，考察不同磨礦細(xì)度對浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)細(xì)度結(jié)果Fig.2 Grinding fineness test results

由圖2所示：隨著磨礦細(xì)度的增大，硫和白鎢回收率有所上升，品位呈先升后降趨勢，這是由于礦漿中細(xì)粒級礦物增多，導(dǎo)致部分礦泥夾雜上浮。綜合考慮磨礦細(xì)度對選別指標(biāo)的影響，當(dāng)磨礦細(xì)度為75%時(shí)，效果最佳，此時(shí)可獲得含WO33.97%，回收率為70.08%的白鎢礦粗精礦和含硫6.74%，回收率為45.67%的硫精礦。

3.2 礦漿pH值對白鎢礦選別指標(biāo)的影響試驗(yàn)

在浮選過程中，礦漿的pH是至關(guān)重要的參數(shù)，礦物通常在一定的pH值范圍內(nèi)才能得到較好的浮選。白鎢礦中的脈石礦物主要是方解石和螢石，Na2CO3是白鎢礦浮選中常用的pH調(diào)整劑，可以使礦漿中鈣、鎂離子沉淀，對脈石礦物進(jìn)行有效的抑制；同時(shí)Na2CO3也可以有效的調(diào)節(jié)礦漿pH值[4-5]。試驗(yàn)采用Na2CO3作為pH調(diào)整劑，捕收劑為200 g/tZL，4 000 g/t水玻璃（m=2.3～2.4）作為脈石礦物的抑制劑，考察礦漿pH值對白鎢礦浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 pH試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Test results of pH

由圖3可見：隨著pH調(diào)整劑Na2CO3用量的增加，鎢精礦的回收率一直上升，在礦漿pH=9后開始趨于平衡；鎢精礦品位隨Na2CO3用量的增加而減少。采用Na2CO3調(diào)節(jié)礦漿pH=9時(shí)，白鎢礦浮選指標(biāo)效果最佳，此時(shí)可獲得含WO33.84%、WO3回收率為69.89%的白鎢粗精礦。

3.3 水玻璃對白鎢礦選別指標(biāo)的影響試驗(yàn)

水玻璃是白鎢礦中常用的脈石抑制劑，考察水玻璃用量對試驗(yàn)結(jié)果的影響。試驗(yàn)采用Na2CO3調(diào)節(jié)礦漿pH=9，捕收劑為200 g/t ZL，水玻璃（m=2.3～2.4）作為脈石礦物的抑制劑，考察礦漿水玻璃用量對白鎢礦浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Test results of water glass content

由圖4可見：白鎢礦的品位隨著水玻璃用量的增加而上升，但是回收率卻逐漸降低。綜合考慮品位及回收率情況，最終選用水玻璃用量為6 500 g/t，此時(shí)可獲得含WO34.10%、WO3回收率為73.87%的鎢粗精礦。

白鎢礦與含鈣脈石礦物的分離是公認(rèn)的世界性難題之一，兩者的可浮性相接近，較難有效分離，因此選擇一種良好的抑制劑是分離的重點(diǎn)。白鎢礦浮選中常用的抑制劑分為有機(jī)抑制劑和無機(jī)抑制劑三種，目前最廣泛使用的是無機(jī)抑制劑，如水玻璃[6]和磷酸鈉等是目前應(yīng)用最廣泛的一類抑制劑。水玻璃抑制機(jī)理是HSiO3-的水化性很強(qiáng)，能和含鈣脈石礦物離子直接作用吸附在礦粒表面，使礦粒表面產(chǎn)生親水性，不容易隨氣泡上浮，從而使白鎢礦與含鈣脈石礦物分離，故水玻璃對這些礦物的抑制作用較強(qiáng)[7-8]。它又是礦泥的分散劑，其分散作用是由于硅酸離子和H+、OH-為石英及硅酸鹽礦物的定位離子[9-10]，因?yàn)樗ＡЭ梢詮?qiáng)化含鈣脈石礦物表面的負(fù)電位，讓同種電荷的離子相互排斥，使礦物處于分散狀態(tài)，有利于白鎢礦浮選[11-12]。不同模數(shù)的水玻璃對白鎢礦礦漿體系的抑制效果有差異，模數(shù)低，堿性強(qiáng)，其抑制脈石礦物的作用能力就較弱；而模數(shù)高，水玻璃不易溶解，在溶液中的分散作用較差，難以與脈石礦物起作用。白鎢礦浮選常用的水玻璃的模數(shù)為2.0～3.0。考慮到現(xiàn)場實(shí)際情況，試驗(yàn)采用Na2CO3調(diào)節(jié)礦漿pH=9，捕收劑為200 g/t ZL，6 500 g/t水玻璃作為脈石礦物的抑制劑，考察了水玻璃模數(shù)對試驗(yàn)的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

由圖5可見：白鎢礦粗精礦的品位隨著水玻璃模數(shù)的增加而緩慢上升，但回收率卻逐漸降低，綜合考慮后，在水玻璃模數(shù)為2.5時(shí)效果最好，其品位為含WO34.31%，回收率73.70%。

圖5 水玻璃模數(shù)試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Water glass modulus test results

3.4 捕收劑種類對白鎢礦選別指標(biāo)的影響試驗(yàn)

捕收劑是白鎢礦與含鈣礦物分離的重要因素之一，為確定該白鎢礦浮選最佳捕收劑，考察了目前常用的五種捕收劑有733、731、GYB、油酸、ZL[13]對白鎢礦浮選的影響。試驗(yàn)采用Na2CO3調(diào)節(jié)礦漿pH=9，捕收劑用量為200 g/t，6 500 g/t水玻璃（m=2.5）作為脈石礦物的抑制劑，考察了捕收劑種類對白鎢礦浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6 捕收劑種類對白鎢礦浮選指標(biāo)的影響Fig.6 Effect of collector types on scheelite flotation indexes

由圖6可知：在5種捕收劑試驗(yàn)結(jié)果中，使用ZL作為白鎢礦粗選捕收劑時(shí)的白鎢粗精礦的品位與回收率指標(biāo)最好，此時(shí)可獲得含WO34.68%、WO3回收率為76.47%的鎢粗精礦。

3.5 捕收劑ZL的用量對白鎢礦選別指標(biāo)的影響試驗(yàn)

在水玻璃為抑制劑的礦漿體系中，ZL藥劑也對螢石和方解石有強(qiáng)烈的抑制作用[14-16]，能夠起到加強(qiáng)抑制脈石礦物的作用。試驗(yàn)采用Na2CO3調(diào)節(jié)礦漿pH=9，ZL為白鎢礦粗選捕收劑，6 500 g/t水玻璃（m=2.5）作為脈石礦物的抑制劑，考察捕收劑用量對白鎢礦浮選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

圖7 捕收劑ZL的用量對白鎢礦浮選指標(biāo)的影響Fig.7 Effect of collector ZL dosage on scheelite flotation indexes

由圖7可見，隨著捕收劑用量的不斷增大，白鎢粗精礦的品位隨之不斷下降，回收率先急劇上升，到達(dá)頂峰后再緩慢降低。綜合考慮白鎢粗精礦的品位和回收率，當(dāng)ZL用量為400 g/t，回收率達(dá)到最大，品位也相對較好，此時(shí)可獲得含WO35.39%、WO3回收率為77.61%的白鎢礦粗精礦。

3.6 白鎢礦浮選粗選段閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一粗三精二掃的粗選段開路流程，可獲得含WO30.28%、WO3回收率為2.46%的硫精礦；含WO37.02%、WO3回收率為75.76%的白鎢礦粗精礦，開路流程結(jié)果較好。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行白鎢粗選段閉路流程，試驗(yàn)結(jié)果如表3所列。

表3 白鎢礦粗選段閉路試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.3 Closed circuit test result of scheelite flotation

如表3所列試驗(yàn)結(jié)果表明，原礦經(jīng)過一粗三精二掃的白鎢礦粗選段閉路流程，可獲得含WO36.73%、WO3回收率為80.76%的白鎢礦粗精礦。

3.7 白鎢礦精選試驗(yàn)

由于該白鎢礦組成成分復(fù)雜，含鈣脈石礦物較多，用常溫浮選時(shí)，浮選過程中精礦產(chǎn)率較難控制，白鎢精礦品位難以提高。因此，白鎢礦精選采用加溫浮選的工藝[11]，加溫?cái)嚢铦舛葹?5%，溫度控制為90℃，攪拌時(shí)間為1 h，試驗(yàn)采用Na2CO3為礦漿pH調(diào)整劑，新型螯合捕收劑為白鎢礦精選捕收劑，水玻璃（m=2.5）作為脈石礦物的抑制劑，白鎢礦精選開路采用“一粗四精二掃中礦依次返回”的浮選流程，開路試驗(yàn)結(jié)果如表4所列。

表4 白鎢礦精選開路流程試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.4 White tungsten selected open circuit test results

如表4所列，白鎢礦粗精礦經(jīng)過一粗四精二掃的開路流程可以獲得含WO372.32%、WO3回收率63.05%的白鎢礦精礦。該流程相較于“一粗四精二掃中礦再磨流程”更簡單，減少了再磨的生產(chǎn)成本等優(yōu)勢。

3.8 閉路試驗(yàn)

在前面白鎢礦粗選閉路試驗(yàn)和精選開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行整個(gè)流程的閉路試驗(yàn)，閉路試驗(yàn)流程如圖8所示，試驗(yàn)結(jié)果如表5所列。

圖8 閉路試驗(yàn)流程Fig.8 Process flow of closed-circuittest

表5的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：該白鎢礦原礦經(jīng)過一粗三精二掃的粗選和一粗四精二掃的精選后可得到含WO368.70%、WO3回收率79.26%的白鎢礦精礦。

表5 白鎢礦浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.5 Test results of scheelite flotation circuit

4 結(jié)語

（1）江西某白鎢礦主要回收礦物為白鎢礦，該白鎢礦嵌布粒度較細(xì)，品位為WO30.39%，礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鎢礦，還有少量磁鐵礦、褐鐵礦和閃鋅礦等；主要脈石礦物為石英、透閃石和白云母等，屬含鈣低品位難選白鎢礦。

（2）試驗(yàn)在磨礦細(xì)度為75%，采用Na2CO3為pH調(diào)整劑，新型螯合捕收劑ZL為粗選捕收劑，水玻璃（m=2.5）作為脈石礦物的抑制劑，進(jìn)行一粗三精二掃的粗選段閉路流程，可獲得含WO36.73%、WO3回收率為80.76%的白鎢礦粗精礦。

（3）白鎢礦精選采用加溫浮選的工藝，加溫?cái)嚢铦舛葹?5%，溫度控制為90℃，攪拌時(shí)間為1 h。試驗(yàn)采用Na2CO3為礦漿pH調(diào)整劑，新型螯合捕收劑為白鎢礦精選捕收劑，水玻璃（m=2.5）作為脈石礦物的抑制劑，進(jìn)行一粗四精二掃的精選段閉路流程，此時(shí)可得到含WO368.70%、WO3回收率79.26%的白鎢礦精礦。

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Experimental Flotation on a Scheelite Ore of Jiangxi

AI Guanghua1,2,YI Cong1,WU Haibin1

(1.School of Resource&Environmental Engineering,Jiangxi University of Science&Technology,Ganzhou 341000,Jiangxi,China;2.Jiangxi Key Laboratory of Mining Engineering,Ganzhou 341000,Jiangxi,China)

In accordance with the characteristics of the refractory skarn type scheelite,whose WO3composition rate is 0.39%,we studied the effects of slurry pH value,water glass amount and modulus,collector type and dosage on beneficiation index.With roughing closed-circuit process,the crude scheelite was obtained by applying Na2CO3as pH adjusting agent,water glass(m=2.5)as inhibitor,ZL as collecting agent.After the heated refining process,the scheelite concentrate was produced(WO3rate is 68.70%and WO3recovery is 79.26%).

scheelite;collecting agent;heating selection;pre desulfurization

TD923

A

10.3969/j.issn.1009－0622.2016.06.002

2016-09-06

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51564014）；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51504103）

艾光華（1980-），男，云南楚雄人，副教授，博士，主要從事礦物分選理論與工藝方面的研究。