重-浮聯(lián)合流程綜合回收某銅硫尾礦中白鎢礦的試驗(yàn)研究

鐘國(guó)建，喻連香，劉連邦，鐘森林，張超達(dá)

（1.廣東省大寶山礦業(yè)有限公司，廣東 韶關(guān) 512100；2.廣東省科學(xué)院，廣東 廣州 510651；3.稀有金屬分離與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510651）

重-浮聯(lián)合流程綜合回收某銅硫尾礦中白鎢礦的試驗(yàn)研究

鐘國(guó)建1，喻連香2，3，劉連邦2，3，鐘森林2，3，張超達(dá)2，3

（1.廣東省大寶山礦業(yè)有限公司，廣東 韶關(guān) 512100；2.廣東省科學(xué)院，廣東 廣州 510651；3.稀有金屬分離與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510651）

針對(duì)廣東省某銅硫尾礦中鎢資源長(zhǎng)期未被利用的問(wèn)題，研究采用重-浮聯(lián)合流程綜合回收尾礦中的鎢。根據(jù)該尾礦中鎢含量低，鎢和其他礦物之間賦存狀態(tài)復(fù)雜等礦石性質(zhì)，對(duì)WO3含量0.11%的銅硫尾礦，采用LP900螺旋溜槽重選設(shè)備對(duì)鎢進(jìn)行粗選，鎢粗精礦浮選脫硫后再采用搖床進(jìn)一步富集鎢。試驗(yàn)獲得了WO3品位32.16%、回收率30.29%的鎢精礦，同時(shí)綜合回收了S含量45.89%、回收率57.28%的硫精礦，使得丟棄在銅硫尾礦中的鎢、硫資源得到較好利用。

重-浮聯(lián)合流程；白鎢礦；銅硫尾礦；螺旋溜槽；搖床

0 引言

鎢及其合金被廣泛應(yīng)用于原子能、航空航天、電氣工業(yè)、電子工業(yè)、汽車工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等諸多領(lǐng)域。在自然界中，鎢礦物和含鎢礦物有20余種，但只有黑鎢礦和白鎢礦具有經(jīng)濟(jì)開(kāi)采價(jià)值[1-3]。中國(guó)的鎢礦儲(chǔ)量雖然居世界首位，但是隨著人類經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鎢的需求量越來(lái)越大，中國(guó)的鎢礦資源儲(chǔ)量也日漸消減。礦產(chǎn)資源是不可再生資源，為了避免鎢資源的浪費(fèi)，保持鎢產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，從原來(lái)一些沒(méi)有有效利用的低品位難選鎢礦，以及尾礦中綜合回收鎢礦資源，提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的雙贏，已成為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)[4]。

廣東省某銅硫原礦中有用元素有銅、硫和鎢，由于鎢含量較低（WO30.057%），幾十年來(lái)選廠一直只生產(chǎn)銅精礦和硫鐵精礦，沒(méi)有回收鎢，損失在銅硫尾礦中的WO3為0.11%，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。為提高選廠效益，實(shí)現(xiàn)選廠礦產(chǎn)資源利用最大化，根據(jù)該銅硫浮選尾礦中鎢含量低礦石性質(zhì)特點(diǎn)，以及銅硫選廠尾礦水需全部回用至銅硫選礦流程中的要求，開(kāi)展了重-浮聯(lián)合流程回收該銅硫尾礦中鎢試驗(yàn)研究，試圖探索出一個(gè)經(jīng)濟(jì)可行且環(huán)保的綜合回收該銅硫浮選尾礦中鎢的合理重選工藝流程，以期對(duì)提高企業(yè)效益和選廠二次資源回收利用具有重要的意義。

1 礦石性質(zhì)

研究礦樣采自廣東省某銅硫選廠生產(chǎn)流程中的尾礦。工藝礦物學(xué)研究查明，該礦樣中主要有價(jià)礦物為白鎢礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦，少量的黃銅礦等。脈石礦物主要為石英、長(zhǎng)石、絹云母、綠泥石、綠簾石，其次為石榴石、透輝石、磷灰石，少量白云石、方解石、蛇紋石等。鎢主要以白鎢礦礦物形式存在，白鎢礦中鎢占總鎢的80.36%，黑鎢礦中鎢占總鎢的1.73%，包含于黃鐵礦、磁黃鐵礦、褐鐵礦中的鎢占總鎢的9.23%，包含于脈石礦物中的鎢占總鎢的8.68%。

銅硫尾礦多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，銅硫尾礦中WO3含量為0.11%，S含量7.51%。銅硫尾礦粒度分析結(jié)果見(jiàn)表2，該尾礦細(xì)度-0.075 mm占40.25%，重選法易回收的+0.045 mm粒級(jí)中金屬占有量分別為：WO348.38%、S 57.98%。顯微鏡下觀察銅硫尾礦，白鎢礦嵌布粒度大部分在-0.15 mm+0.02 mm之間，黑鎢礦則嵌布粒度呈微細(xì)粒，硫鐵礦粗細(xì)分布不均，而黃銅礦主要以粗粒包裹體和連生體，以及微細(xì)粒單體形式存在。礦石性質(zhì)表明，銅硫尾礦中的白鎢礦能采用重選法低成本富集鎢，而其中的銅和黑鎢礦則通過(guò)重選法難以富集。

表1 銅硫尾礦多元素分析結(jié)果 w/%Tab.1 Analysis results of multi-elements of Cu-S tailing

表2 銅硫尾礦粒度分析結(jié)果 %Tab.2 Analysis results of particle size of Cu-S tailing

2 選礦試驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 鎢粗選工藝流程及設(shè)備的確定

一般情況下白鎢礦選礦多采用單一浮選法，因本尾礦中白鎢礦回收具有以下特點(diǎn)：該銅硫尾礦中鎢含量低、硫鐵礦中包含一部分鎢、鎢賦存狀態(tài)較復(fù)雜以及鎢嵌布粒度較細(xì)（-10 μm粒級(jí)中鎢占有率為16.81%）、硫鐵礦嵌布粒度不均；另外該銅硫選廠要求尾礦水全部回用至銅硫選礦流程中，且回用后對(duì)銅硫選別指標(biāo)影響很小。因此，研究考慮采用成本低、無(wú)藥劑污染的重選法初步富集鎢，根據(jù)以上礦石性質(zhì)特點(diǎn)，鎢重選粗選工藝流程確定為粗選—掃選—中礦再選試驗(yàn)流程（見(jiàn)圖1）。

圖1 鎢粗選試驗(yàn)流程Fig.1 Flowsheet of tungsten roughing test

螺旋溜槽已廣泛地應(yīng)用于黑色、有色、稀有金屬礦選礦生產(chǎn)中[5-6]。該重選設(shè)備利用不同比重礦物顆粒所受重力、慣性離心力、水流作用力和槽面摩擦力的差異來(lái)分選不同密度的礦物[7-8]，具有一機(jī)多能的特性，它既有分選作用，又有分級(jí)脫泥作用，可以寬級(jí)別入選，對(duì)細(xì)粒物料甚至可以不分級(jí)入選。這一特點(diǎn)，可以用來(lái)簡(jiǎn)化重選流程，節(jié)省分級(jí)設(shè)備和費(fèi)用。螺旋溜槽的臺(tái)時(shí)處理量較大，且螺旋溜槽不需動(dòng)力，不加洗滌水，可省電、省水，生產(chǎn)成本較低，尾礦和溢流可分別接取，便于分開(kāi)處理，其回收下限粒度能低至0.03 mm[9]。因此，在綜合回收鎢粗選、掃選及中礦再選作業(yè)中采用螺旋溜槽分選，能達(dá)到拋去大量尾礦而初步富集鎢的目的，和采用搖床相比具有處理能力大和選礦成本低的優(yōu)點(diǎn)。

2.2 螺旋溜槽條件試驗(yàn)

合理選擇螺旋流槽的類型和工藝參數(shù)是最終獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要因素[10]。本研究重點(diǎn)對(duì)螺旋溜槽機(jī)型的選擇、給礦濃度、給礦量的確定等方面進(jìn)行了對(duì)比研究，用于本次研究的試驗(yàn)螺旋溜槽均為單頭溜槽，螺旋溜槽條件試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2。

圖2 螺旋溜槽條件試驗(yàn)流程Fig.2 Flowsheet spiral chute condition test

2.2.1 不同螺旋溜槽機(jī)型對(duì)比試驗(yàn)

TGL-0610與LP900兩種型號(hào)螺旋溜槽在金屬礦重選廠應(yīng)用很廣，且效果較好。在給礦量均為0.8t/h、給礦濃度17%的條件下（采用與現(xiàn)場(chǎng)尾礦相近的濃度），試驗(yàn)根據(jù)選廠要求對(duì)TGL-0610與LP900兩種型號(hào)螺旋溜槽進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。在相同給礦條件下，螺旋溜槽粗選采用LP900分選時(shí)分帶較好，鎢粗精礦1中鎢、硫品位及回收率均比采用TGL-0610分選時(shí)高，選別效果較好，因此，以下螺旋溜槽粗選試驗(yàn)均采用LP900螺旋溜槽進(jìn)行分選。

2.2.2 螺旋溜槽粗選給礦量試驗(yàn)

在固定給礦濃度為17%的條件下，LP900螺旋溜槽粗選給礦量試驗(yàn)進(jìn)行了0.6 t/h、0.8 t/h、1.0 t/h三個(gè)給礦量條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3、圖4。隨著給礦量的增加，螺旋溜槽槽面上礦漿流量增大，鎢粗精礦1中鎢、硫品位及回收率均降低。給礦量從0.6 t/h增至0.8 t/h，鎢、硫品位及回收率遞減幅度較小，綜合考慮螺旋溜槽處理量和鎢粗精礦1的品位及回收率問(wèn)題，給礦量0.8 t/h左右為宜。

表3 不同螺旋溜槽機(jī)型試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.3 Test results of different spiral chute types

圖3 給礦量對(duì)鎢粗精礦1品位及回收率影響Fig.3 Effect of feed capacity on WO3grade and recovery of tungsten rough concentrate 1

圖4 給礦量對(duì)鎢粗精礦1中S品位及回收率影響Fig.4 Effect of feed capacity on S grade and recovery of tungsten rough concentrate 1

2.2.3 螺旋溜槽粗選給礦濃度試驗(yàn)

在固定給礦量為0.8 t/h的條件下，LP900螺旋溜槽粗選給礦濃度試驗(yàn)進(jìn)行了17%、25%、30%三個(gè)濃度條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5、圖6。在給礦量相同的情況下，隨著給礦濃度的增加，螺旋分帶越好，鎢粗精礦1鎢、硫品位和回收率均增高，當(dāng)給礦濃度增至30%時(shí)，鎢粗精礦1品位為WO30.47%、S 26.63%，回收率WO346.41%、S 37.45%。通常情況下螺旋溜槽給礦濃度在15%～40%之間，選廠銅硫尾礦為磁選尾礦，濃度較低（17%左右），綜合考慮螺旋溜槽分選效率及濃縮設(shè)備效率問(wèn)題，取30%左右濃度為宜。

圖5 給礦濃度對(duì)鎢粗精礦1品位及回收率影響Fig.5 Effect of feed pulp density on WO3grade and recovery of tungsten rough concentrate 1

圖6 給礦濃度對(duì)鎢粗精礦1中S品位及回收率影響Fig.6 Effect of feed pulp density on S grade and recovery of tungsten rough concentrate 1

2.3 螺旋溜槽粗選流程試驗(yàn)

在螺旋溜槽條件試驗(yàn)優(yōu)化出的粗選條件（給礦濃度30%、給礦量0.8 t/h），采用LP900螺旋溜槽按圖1試驗(yàn)流程進(jìn)行了螺旋溜槽粗選流程試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。通過(guò)一粗一掃及中礦再選流程分選后，可獲得產(chǎn)率為17.96%的鎢粗精礦，其中含WO30.34%、S 25.85%，回收率分別為WO357.79%、S 61.78%，鎢、硫得到較好富集。

表4 螺旋溜槽粗選流程試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.4 Test results of spiral chute roughing flowsheet

2.4 鎢粗精礦精選試驗(yàn)

采用螺旋溜槽粗選鎢時(shí)，同時(shí)綜合回收了銅硫尾礦中的硫，為保證硫的回收率及品位，分選出的鎢粗精礦中主要有用礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦，其次為白鎢礦；脈石礦物主要為透輝石和磷灰石，WO3品位富集到0.34%。為進(jìn)一步提高鎢的品位，且盡量減少鎢在硫鐵礦中的損失，采用浮選脫硫和重選富集鎢流程進(jìn)行鎢粗精礦富集鎢探索試驗(yàn)。重選設(shè)備采取細(xì)泥搖床，脫硫浮選-重選聯(lián)合流程富集鎢探索試驗(yàn)流程見(jiàn)圖7，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

圖7 鎢精選試驗(yàn)流程Fig.7 Flowsheet of tungsten cleaning test

表5 鎢粗精礦精選試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.5 Test results of tungsten rough concentrate

脫硫浮選通過(guò)一次粗選、二次掃選可獲得作業(yè)產(chǎn)率52.23%（相對(duì)原礦產(chǎn)率為9.38%）、S含量45.89%、作業(yè)回收率為92.72%（相對(duì)原礦回收率為57.28%）的合格硫精礦，硫精礦中含WO30.04%。

脫硫尾礦采用細(xì)泥搖床通過(guò)三次精選后，可獲得含WO332.16%，搖床作業(yè)回收率為52.42%（相對(duì)原礦WO3回收率為30.29%）的鎢粗精礦，鎢粗精礦中含S 0.65%。

在重選富集鎢過(guò)程中，中細(xì)粒級(jí)白鎢礦易與磁黃鐵礦及比重較大的磷灰石、透輝石等脈石礦物走在一個(gè)分礦帶上，因此，通過(guò)重選法富集鎢，鎢中礦回收率損失較大，在生產(chǎn)中，中礦可堆存集中再處理。

2.5 螺旋溜槽尾礦分析

對(duì)螺旋溜槽拋尾尾礦進(jìn)行各粒級(jí)中鎢、硫粒級(jí)損失率計(jì)算，分析鎢、硫在各粒級(jí)中的回收情況，螺旋溜槽尾礦分析結(jié)果見(jiàn)表6。LP900螺旋溜槽對(duì)0.045～0.15 mm粒級(jí)范圍內(nèi)鎢、硫回收較好，該粒級(jí)鎢損失率小于10%，硫損失率小于15%；對(duì)0.045mm+0.02 mm粒級(jí)效果次之，鎢、硫粒級(jí)損失率為25%左右；對(duì)-0.02 mm粒級(jí)的鎢、硫回收較差，對(duì)-0.01 mm粒級(jí)的鎢、硫幾乎沒(méi)回收。因此，以后該技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)時(shí)，銅硫尾礦濃縮時(shí)可脫去-0.01 mm的泥，脫泥后對(duì)螺旋分選有利。損失在尾礦中的鎢、硫主要含在+0.15 mm粗粒級(jí)包裹體和-0.02 mm微細(xì)粒級(jí)中。

表6 螺旋溜槽尾礦分析結(jié)果Tab.6 Analysis results of spiral chute tailing

3 結(jié)論

（1）對(duì)鎢含量0.11%、硫含量為7.51%的廣東省某銅硫尾礦，鎢粗選采用LP900螺旋溜槽重選設(shè)備，通過(guò)粗選—掃選—中礦再選鎢粗選重選試驗(yàn)流程，所獲得鎢粗精礦再通過(guò)脫硫浮選、搖床重選再次富集鎢后，最終獲得含WO332.16%，WO3回收率為30.29%的鎢粗精礦；同時(shí)綜合回收產(chǎn)率9.38%、S含量45.89%、回收率57.28%的合格硫精礦。

（2）采用重選法回收該銅硫尾礦中的鎢，流程簡(jiǎn)單，設(shè)備單位占地面積處理量大，操作、維護(hù)方便，省水、省電。該工藝易實(shí)施工業(yè)化，投入少，選礦成本低，尾礦水回用時(shí)不存在浮鎢藥劑影響，生產(chǎn)環(huán)保，該技術(shù)運(yùn)用于生產(chǎn)后能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）重選法回收銅硫尾礦中鎢時(shí)，雖成本低，但回收率還是相對(duì)偏低。以后進(jìn)一步試驗(yàn)或該技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)時(shí)，根據(jù)本次研究結(jié)果，可以先脫去-10 μm細(xì)泥后分級(jí)重選能進(jìn)一步提高鎢的回收率。

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Experiment on Recovering Scheelite from the Cu-S Tailings by Gravity Separation

ZHONG Guojian1,YU Lianxiang2,3,LIU Lianbang2,3,ZHONG Senlin2,3,ZHANG Chaoda2,3
(1.Guangdong Dabaoshan Mining Co.,Ltd.,Shaoguan 512100,Guangdong,China;2.Guangdong Academy of Sciences,Guangzhou 510651,Guangdong, China;3 State Key Laboratory of Rare Metal Separation and Comprehensive Utilization,Guangzhou 510651,Guangdong,China)

In light of the inadequate utilization on the tungsten resource in a copper mine of Guangdong,mineral processing test were carried out for the comprehensive recovery of tungsten in tailings by adopting the gravity separation-flotation combined flowsheet.The characteristics of low tungsten content and complex dissemination relationship between tungsten and the other minerals were observed in the tailings.By applying LP900 type spiral chute as a gravity separation equipment,Cu-S tailing with 0.11%WO3grade was roughly processed.The desulfurized tungsten concentrate was further enriched by adopting shaking table.Tungsten concentrate with 32.16% WO3grade and 30.29%WO3recovery was obtained through laboratory tests.At the same time,sulfur concentrate with 45.89%S grade and 57.28%S recovery were recovered.The discarded tungsten and sulfur resources in Cu-S tailing is maximized utilized.

gravity separation-flotation combined flowsheet;scheelite;Cu-S floatation tailings;spiral chute;shaking table

10.3969/j.issn.1009－0622.2016.02.004

TD912

A

2016-01-21

廣東省部產(chǎn)學(xué)研企業(yè)創(chuàng)新平臺(tái)項(xiàng)目（2013B090800016）；廣東省教育部科技部企業(yè)科技特派員行動(dòng)計(jì)劃專項(xiàng)（2009B090600062）

鐘國(guó)建（1969-），男，廣東韶關(guān)人，高級(jí)工程師，主要從事選廠技術(shù)管理工作。

喻連香（1968-），女，湖南寧鄉(xiāng)人，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事礦物加工研究工作。