大吉山鉭鈮鎢礦細(xì)泥選礦工藝對(duì)比試驗(yàn)

吳江林　范　毅

(1.中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司；2.江西大吉山鎢業(yè)有限公司)

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大吉山鉭鈮鎢礦細(xì)泥選礦工藝對(duì)比試驗(yàn)

吳江林1范毅2

(1.中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司；2.江西大吉山鎢業(yè)有限公司)

摘要大吉山鉭鈮鎢礦屬貧、細(xì)、雜難選多金屬鎢礦石，原礦經(jīng)碎磨分級(jí)、粗粒選別后產(chǎn)生的細(xì)泥產(chǎn)量為56.5%，細(xì)泥中鉭和鎢分別占原礦的49.05%和31.30%。為從該細(xì)泥中有效分選鉭鈮和鎢，試驗(yàn)采用浮選、浮選—搖床、離心選礦機(jī)—浮選3種選礦流程進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明：①浮選流程鉭鈮鎢混合精礦WO3、Ta2O5品位分別為26.60%、1.82%，回收率分別為77.22%、34.70%，指標(biāo)較好，但存在藥劑成本高、污染環(huán)境等缺點(diǎn)；②浮選—搖床重選流程混合精礦選別效果較差，且設(shè)備占地面積大，不利廠房設(shè)備布置；③離心選礦機(jī)—浮選流程混合精礦WO3、Ta2O5品位最高，分別為30.16%、1.85%，盡管回收率稍低，分別為71.60%、28.85%，但設(shè)備生產(chǎn)能力大，可實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能生產(chǎn)。綜合考慮，確定選擇更加綠色環(huán)保、社會(huì)綜合效益更好的離心選礦機(jī)—浮選聯(lián)合流程作為該鉭鈮鎢礦細(xì)泥的選礦工藝流程。

關(guān)鍵詞鉭鈮鎢礦細(xì)泥離心選礦機(jī)重選浮選

大吉山鎢礦是我國(guó)重要的鎢礦山之一，1958年投產(chǎn)，目前原礦處理能力已達(dá)到每年65萬(wàn)t。大吉山鉭鈮鎢礦是大吉山鎢礦縱深開(kāi)采時(shí)遇到的礦中礦，原礦鎢品位低，嵌布粒度細(xì)，屬貧、細(xì)、雜難選多金屬鎢礦石。鉭、鈮、鎢是國(guó)家戰(zhàn)略性稀有資源，確定該礦石綜合利用工藝對(duì)企業(yè)和國(guó)家都具有重要意義。

大吉山鉭鈮鎢礦采用階段磨礦—階段選別工藝流程回收有價(jià)金屬，原礦碎磨分級(jí)后，對(duì)粗粒級(jí)產(chǎn)品和細(xì)泥分別進(jìn)行選別。原礦嵌布粒度細(xì)，細(xì)泥產(chǎn)率大，因此細(xì)泥綜合回收是本項(xiàng)目的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在處理鎢、錫、鉭鈮礦等重礦物細(xì)泥時(shí)，國(guó)內(nèi)外有很多選廠采用浮選、螺旋溜槽、搖床重選，但效果不明顯。贛南某些選廠鎢細(xì)泥選礦鎢平均作業(yè)回收率為40%，最低僅22%，宜春鉭鈮礦次生泥采用螺溜—搖床重選流程選別，作業(yè)回收率僅11%，德國(guó)克哈德公司用“莫茲利旋流器—BM翻床—橫流皮帶溜槽”工藝對(duì)某鎢細(xì)泥進(jìn)行選別試驗(yàn)，作業(yè)回收率僅18%[4-5]。

經(jīng)過(guò)前期的探索試驗(yàn)，采用浮選、浮選+搖床、離心選礦機(jī)+浮選3種選礦流程對(duì)該鉭鈮鎢礦細(xì)泥進(jìn)行選礦對(duì)比試驗(yàn)，最終確定了相對(duì)較為滿意的綜合回收方案。

1礦石性質(zhì)

1.1礦石組成

大吉山鉭鈮鎢礦屬細(xì)粒鈉長(zhǎng)石白云母花崗巖多金屬礦床，全部為原生礦石, 組成復(fù)雜。礦石呈淺白色塊狀，主要有用礦物為細(xì)晶石、鈮鉭鐵礦、黑鎢礦、白鎢礦、綠柱石等，脈石礦物以石英、長(zhǎng)石、云母為主。礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，礦物組成和鉭、鈮、鎢分布情況見(jiàn)表2。

表1主要化學(xué)成分分析結(jié)果

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從表1、表2可以看出，該鉭鈮鎢礦WO3、Ta2O5、Nb2O5是主要有價(jià)成分，品位分別為0.148%、0.014 4%、0.014%，均較低；賦存在黑鎢礦和白鎢礦中的鎢占總鎢的97.82%，以鉭礦物形式存在的鉭金屬僅占總鉭的57.51%，較為分散，加上鎢礦物中含有的鉭金屬，鉭金屬回收率理論上可達(dá)68.74%；鈮的分布情況與鉭類(lèi)似；脈石礦物主要為石英、長(zhǎng)石和云母，合計(jì)占98.81%。

1.2細(xì)泥粒度分析

試驗(yàn)所用的細(xì)泥物料是通過(guò)碎磨分級(jí)和粗粒選別流程之后得到，細(xì)泥物料產(chǎn)率占原礦的56.5%，細(xì)泥中鉭和鎢的含量分別占原礦總含量的49.05%和31.30%。粒度分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表2礦物組成和鉭、鈮、鎢的分布

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表3　細(xì)泥粒度分析結(jié)果

從表3中可以看出鉭和鎢的金屬分布主要集中在-0.030 mm粒級(jí)中，加強(qiáng)細(xì)粒級(jí)鉭鈮鎢礦物的回收是選礦指標(biāo)高低的關(guān)鍵。

2選礦流程對(duì)比試驗(yàn)

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)鉭鈮礦或者鎢礦的細(xì)泥回收方法主要有浮選、螺溜和搖床重選，或者浮選-重選聯(lián)合流程、離心選礦機(jī)等[1]。經(jīng)過(guò)前期的探索試驗(yàn)，放棄了皮帶溜槽、電選、強(qiáng)磁選等工業(yè)上成本高、技術(shù)不成熟或者選別效果差的方法，初步確定采用浮選、浮選+搖床、離心選礦機(jī)+浮選作為主要的對(duì)比方案。

由于混合精礦的分離使用化學(xué)選擇性浸出比物理分選方案處理流程簡(jiǎn)單，成本低。根據(jù)化學(xué)浸出對(duì)試驗(yàn)原料要求和對(duì)浸出藥劑成本的考慮，要求選廠提供最終混合精礦中鉭鈮含量≥1%，供給后續(xù)選擇性化學(xué)浸出繼續(xù)處理。

2.1浮選流程

根據(jù)前期試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，試驗(yàn)選擇碳酸鈉作為pH調(diào)整劑、使用Pb(NO3)2作為活化劑。在捕收劑的選擇上，廣泛的探索了羥肟酸類(lèi)藥劑、胂酸類(lèi)、CF類(lèi)、浮錫靈、脂肪酸藥劑，最終采用選擇較好的以羥肟酸為主的混合捕收劑(G-102、G-103、G-105)[2-3]。最終的全浮選閉路試驗(yàn)流程及結(jié)果分別見(jiàn)圖1和表4。

圖1　全浮選工藝流程

表4浮選流程試驗(yàn)結(jié)果

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表4表明，細(xì)泥經(jīng)1粗1精1掃脫硫+1粗2精1掃混合浮選，可獲得WO3、Ta2O5品位分別為26.60%、1.82%，回收率分別為77.22%、34.70%的鉭鈮鎢混合精礦。

2.2浮選—搖床重選流程

采用優(yōu)先浮選脫硫—搖床重選聯(lián)合流程進(jìn)行回收鉭鈮鎢試驗(yàn)，搖床采用6-S礦泥搖床。該流程是國(guó)內(nèi)處理鎢、錫、鉭、鈮礦細(xì)泥時(shí)常見(jiàn)流程，類(lèi)似的還有采用螺旋選礦機(jī)、螺旋溜槽等設(shè)備配合搖床聯(lián)合處理，但效果不顯著。試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5表明，浮選—搖床重選聯(lián)合流程試驗(yàn)可獲得WO3、Ta2O5品位分別為13.58%、1.85%，回收率分別為18.85%、16.86%的鉭鈮鎢混合精礦。

2.3離心選礦機(jī)—浮選流程

離心選礦機(jī)在60年代之后曾經(jīng)在重選廠有較多的應(yīng)用，但國(guó)產(chǎn)離心選礦機(jī)由于故障率高、處理量小的缺點(diǎn)，限制了其應(yīng)用規(guī)模[5]。國(guó)外進(jìn)口離心選礦機(jī)價(jià)格昂貴，一般用于回收粗粒金，可連續(xù)作業(yè)的離心選礦機(jī)在有色金屬礦山選廠中尚無(wú)較多應(yīng)用，迫使很多使用離心選礦機(jī)的選廠停用該設(shè)備[6]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)離心選礦機(jī)研發(fā)和應(yīng)用取得巨大進(jìn)展，已經(jīng)在多家赤鐵礦、鎢礦選廠成功應(yīng)用[7-9]。離心選礦機(jī)—浮選聯(lián)合流程試驗(yàn)中采用的離心選礦機(jī)為國(guó)內(nèi)應(yīng)用效果較好SLon系列離心選礦機(jī)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖3，結(jié)果見(jiàn)表6。

圖2　浮選—搖床重選試驗(yàn)流程

表5浮選—搖床重選流程試驗(yàn)結(jié)果

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表6離心選礦機(jī)—浮選流程試驗(yàn)結(jié)果

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由表6可知，離心選礦機(jī)—浮選流程試驗(yàn)可獲得WO3、Ta2O5品位分別為30.16%、1.85%，回收率分別為71.60%、28.85%的鉭鈮鎢混合精礦。

3試驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)結(jié)果表明，3種工藝流程均能產(chǎn)出合格的混合精礦，但各流程各具有優(yōu)缺點(diǎn)。

(1)浮選工藝流程簡(jiǎn)單，鉭、鎢回收率均較高，流程所需的藥劑種類(lèi)多，用量大，浮選尾礦廢水需較多的消石灰處理才能達(dá)標(biāo)排放，成本較高。

圖3　離心選礦機(jī)—浮選工藝流程

(2)浮選—搖床重選流程鉭鈮鎢混合精礦WO3和Ta2O5品位不高，回收率很低。由于搖床處理量小，工業(yè)化建廠時(shí)對(duì)場(chǎng)地要求較大?？紤]大吉山鎢礦新建廠場(chǎng)地有限，該流程劣勢(shì)更加明顯。

(3)離心選礦機(jī)—浮選流程較為復(fù)雜，主要原因是上一作業(yè)的離心選礦機(jī)精礦經(jīng)過(guò)濃縮后才能進(jìn)入下一離心選礦機(jī)選別。該流程最終WO3、Ta2O5品位和回收率均較高，WO3品位為3種工藝流程的最高值。與浮選流程相比，混合精礦WO3、Ta2O5回收率偏低，但重選環(huán)保節(jié)能。綜合考慮流程指標(biāo)和礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，決定采用離心選礦機(jī)—浮選工藝流程。

4結(jié)論

(1)針對(duì)大吉山細(xì)泥選別，離心選礦機(jī)—浮選流程與全浮選工藝流程相比，前者產(chǎn)出的混合精礦中WO3和Ta2O5回收率略低，但品位較高，且藥劑成本較低，有利于環(huán)保；與浮選—搖床重選流程相比，不僅選別指標(biāo)更好，且流程占地面積小，利于新建選廠的設(shè)備布置?？紤]到社會(huì)綜合效益的最大化，因此確定采用離心選礦機(jī)—浮選作為大吉山鉭鈮鎢礦細(xì)泥的選礦工藝流程。

(2)近年來(lái)國(guó)產(chǎn)離心選礦機(jī)的研發(fā)和成功應(yīng)用，為細(xì)粒級(jí)礦物分選提供了一種比螺旋溜槽、搖床等傳統(tǒng)重選設(shè)備分選效果更好、處理量更大、效率更高的選擇，在綠色無(wú)污染選礦生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。對(duì)比試驗(yàn)對(duì)類(lèi)似的重選廠細(xì)泥中有價(jià)成分的回收有較大的借鑒和參考意義。

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(收稿日期2016-03-25)

吳江林(1982—)，男，工程師，330031 江西省南昌市紅角洲前湖大道888號(hào)。