高鈣白鎢礦浮選新藥劑試驗(yàn)研究*

陳遠(yuǎn)林，周曉彤，鄧麗紅，關(guān) 通，付廣欽

廣東省資源綜合利用研究所，稀有金屬分離與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省礦產(chǎn)資源開發(fā)與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510650

高鈣白鎢礦浮選新藥劑試驗(yàn)研究*

陳遠(yuǎn)林，周曉彤，鄧麗紅，關(guān) 通，付廣欽

廣東省資源綜合利用研究所，稀有金屬分離與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省礦產(chǎn)資源開發(fā)與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510650

湖南某白鎢礦原礦品位為WO30.24%，CaF217.37%，CaCO323.71%，針對(duì)該白鎢礦礦石CaF2、CaCO3含量高及含少量硫化礦的特點(diǎn)，采用先浮選脫硫，再浮鎢的流程進(jìn)行試驗(yàn).在鎢的常溫粗選中用Na2CO3和TW-1作調(diào)整劑，用植物油腳為原料研發(fā)的DH作鎢的捕收劑，獲得的鎢精礦WO3品位為1.26%、回收率為73.66%，其WO3富集比與選礦效率均高于用傳統(tǒng)的捕收劑731，鎢回收率提高8個(gè)百分點(diǎn)以上，而鎢捕收劑DH用量約為731用量的一半.

白鎢礦；高鈣；離子；浮選；新藥劑

鎢是一種不可再生的稀有金屬，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中具有極其重要的戰(zhàn)略地位.隨著我國(guó)易選黑鎢礦資源的日益開發(fā)，鎢資源儲(chǔ)量中白鎢礦占比由40%升至70%，加大對(duì)白鎢礦的開采利用刻不容緩[1].白鎢礦的選礦主要采用浮選法，而白鎢礦與螢石、方解石等脈石礦物含有相同的表面活性質(zhì)點(diǎn)Ca2+，Ca2+與脂肪酸類捕收劑具有較強(qiáng)的結(jié)合能力，在常規(guī)浮選中白鎢礦與螢石、方解石可浮性相近，分離難度大[2].因此，研究開發(fā)對(duì)白鎢礦選擇性強(qiáng)的新型捕收劑是解決白鎢礦與含鈣脈石礦物浮選分離難題的關(guān)鍵.

1 原礦性質(zhì)

原礦取自湖南某白鎢礦，其化學(xué)多元素和鎢物相的分析結(jié)果分別列于表1、表2.由表1可知，原礦中主要元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.24%WO3、17.37%CaF2、23.71%CaCO3、0.29% S.由表2可知，鎢礦物主要為白鎢礦，其WO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)占原礦中總鎢質(zhì)量分?jǐn)?shù)的68.03%；其次為黑鎢礦，WO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)占原礦中總鎢質(zhì)量分?jǐn)?shù)的28.01%.原礦中含鈣脈石礦物特別是CaCO3含量較高，屬于高鈣白鎢礦，并含少量硫化礦.

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

續(xù)表1

注：1)單位g/t.

表2 原礦鎢物相分析結(jié)果

2 Ca2+對(duì)高鈣白鎢礦浮選的影響

白鎢礦、螢石、方解石屬于鹽類礦物，在水中溶解度較大，三種礦物在水中存在以下解離平衡：

(1)

(2)

(3)

礦漿溶液中存在Ca2+，WO42-，F(xiàn)-和CO32-，容易導(dǎo)致三種礦物表面的趨同化，從而影響白鎢礦與螢石、方解石的浮選分離.有研究表明，白鎢礦/螢石溶液體系中，白鎢礦表面溶解產(chǎn)生的WO42-與螢石表面溶解的Ca2+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使螢石表面向白鎢礦轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致螢石的表面電性及浮選行為與白鎢礦相似，從而影響白鎢礦的浮選[3].另外，礦漿中Ca2+濃度增大后，過量的Ca2+容易與RCOO-作用生成沉淀，不僅消耗捕收劑，而且使分選的選擇性變差，惡化白鎢礦浮選.有研究表明[4]，隨著浮選溶液中Ca2+濃度增大，捕收劑在白鎢礦表面的吸附量逐漸降低，白鎢礦浮選回收率也逐漸降低.當(dāng)高鈣白鎢礦浮選溶液中Ca2+含量高達(dá)70 mg/L時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響白鎢礦與螢石、方解石的浮選分離.

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

將原礦磨至-0.074mm占85%～90%時(shí)，白鎢礦單體解離度大于90%.經(jīng)綜合考慮，選擇磨礦細(xì)度為88.62%-0.074mm.由于原礦含少量鉬鉍等硫化礦，為減少其對(duì)鎢浮選的影響，先進(jìn)行脫硫浮選試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行鎢調(diào)整劑及捕收劑等試驗(yàn)研究.

3.1 原礦脫硫浮選試驗(yàn)

采用Na2CO3為調(diào)整劑，SN-9為捕收劑，BK-205為起泡劑進(jìn)行脫硫試驗(yàn).試驗(yàn)工藝流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果列于表3.

圖1 脫硫浮選試驗(yàn)工藝流程Fig.1 The process flow of sulfur removal flotation

表3 脫硫浮選試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，對(duì)品位WO30.23%的原礦，經(jīng)脫硫可得到品位WO30.26%的硫精礦，WO3損失率為1.04%；硫尾礦品位WO30.23%、CaF216.95%、CaCO323.36%.硫尾礦CaCO3含量較高，白鎢礦與含鈣礦物通過浮選分離比較困難.

3.2 鎢粗選調(diào)整劑試驗(yàn)

3.2.1 Na2CO3用量試驗(yàn)

以硫尾礦為選鎢給礦，以Na2CO3和TW-1組合作為調(diào)整劑，在藥劑用量為TW-1 100 g/t、水玻璃3000 g/t，731 300 g/t的條件下，進(jìn)行鎢粗選Na2CO3用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示.

圖2 Na2CO3用量對(duì)鎢粗選影響的試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 The influence of Na2CO3 dosage on tungsten roughing

由圖2可知，隨著Na2CO3用量增加，鎢粗精礦品位呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，回收率先升后降.經(jīng)綜合考慮，確定Na2CO3用量為500 g/t，此時(shí)獲得的鎢粗精礦WO3回收率最高.

3.2.2 新型調(diào)整劑試驗(yàn)

為了改善選別效果，提高白鎢礦浮選指標(biāo)，進(jìn)行了新型調(diào)整劑試驗(yàn)研究.在藥劑用量為Na2CO3500 g/t、水玻璃3000 g/t、731 400 g/t的條件下進(jìn)行鎢粗選的新型調(diào)整劑TW-1用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示.

圖3 TW-1用量對(duì)鎢粗選影響的試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 The influence of TW-1 dosage on tungsten roughing tests

由圖3可知，添加TW-1有利于提高鎢粗精礦富集比.隨著TW-1用量增大，鎢粗精礦富集比提高.當(dāng)TW-1用量為180 g/t時(shí)，鎢粗精礦綜合指標(biāo)較好.

3.2.3 鎢粗選抑制劑用量試驗(yàn)

在調(diào)整劑用量為Na2CO3500 g/t、TW-1 180 g/t，捕收劑用量為731 400 g/t的條件下，進(jìn)行鎢粗選水玻璃用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示.

圖4 水玻璃用量對(duì)鎢粗選影響的試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 The influence of sodium silicate dosage on tungsten roughing test

由圖4可知，隨著水玻璃用量增大，鎢粗精礦WO3品位提高，回收率下降.水玻璃用量為4000 g/t時(shí)，鎢粗精礦品位及回收率綜合指標(biāo)較好.

3.3 鎢浮選捕收劑對(duì)比試驗(yàn)

根據(jù)以上條件試驗(yàn)結(jié)果，在調(diào)整劑用量為Na2CO3500 g/t、TW-1 180 g/t，水玻璃4000 g/t的條件下，以脫硫尾礦為選鎢給礦，進(jìn)行新型鎢捕收劑與傳統(tǒng)的鎢捕收劑對(duì)比試驗(yàn).731為傳統(tǒng)的鎢捕收劑氧化石蠟皂，TAB-3[2]為原來自主研發(fā)的鎢捕收劑，DH和DW是以植物油腳為原料、自主研發(fā)的價(jià)格低廉的新型鎢捕收劑.試驗(yàn)結(jié)果列于表4.

由表4可知，采用新型白鎢礦捕收劑DH和DW獲得的鎢精礦WO3富集比及選礦效率均高于731.以新藥劑DH為捕收劑獲得的鎢精礦回收率比731提高8個(gè)百分點(diǎn)以上，且捕收劑DH用量約為731用量的一半.各藥劑對(duì)脈石CaCO3捕收能力順序?yàn)椋?31>TAB-3>DW>DH.由此可知，新捕收劑DH對(duì)白鎢礦的選擇性捕收效果優(yōu)于傳統(tǒng)的鎢捕收劑731.

表4 鎢捕收劑的對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

注：1)選礦效率=精礦品位/給礦品位×回收率.

新型捕收劑DH價(jià)格與731價(jià)格接近，但處理1 t原礦采用新型捕收劑DH比用731可減少捕收劑用量40%～50%，提高鎢回收率8個(gè)百分點(diǎn)以上.

4 結(jié) 論

針對(duì)該白鎢礦礦石CaCO3含量高及含少量硫化礦的特點(diǎn)，采用先浮選脫硫，再浮鎢的流程進(jìn)行試驗(yàn).在浮選鎢中以Na2CO3和TW-1組合為調(diào)整劑，采用新型DH為鎢捕收劑，獲得的鎢精礦WO3品位1.26%、回收率73.66%，WO3富集比與選礦效率均高于采用傳統(tǒng)的捕收劑731，鎢回收率提高8個(gè)百分點(diǎn)以上，而鎢捕收劑DH用量?jī)H為731用量的一半.

[1] 倪章元，顧國(guó)華，陳雄，等. ZL捕收劑浮選分離白鎢礦與含鈣脈石礦物的研究[J].礦業(yè)工程，2014, 34 (5): 62-65.

[2]周曉彤，李英霞，鄧麗紅，等.白鎢礦與含鈣脈石浮選分離的研究[J].中國(guó)礦業(yè)，2014，23 (2):107-115.

[3]胡岳華，邱冠周，徐競(jìng)，等.白鎢礦/螢石浮選行為的溶液化學(xué)研究[J].礦冶，1996，5 (1): 28-33.

[3]李瑞，陳遠(yuǎn)林.銅硫鎢多金屬礦尾礦水回用對(duì)浮選影響的研究[J].材料研究與應(yīng)用，2016，10 (3):219-223.

Experimentresearchonnewreagentsfortheflotationofhighcalcium-scheelite

CHEN Yuanlin，ZHOU Xiaotong，DENG Lihong，GUAN Tong，F(xiàn)U Guangqin

GuangdongInstituteofResourcesComprehensiveUtilization，StateKeyLaboratoryofRareMetalSeparationandComprehensiveUtilization，GuangdongKeyLaboratoryofMineralResourceDevelopmentandComprehensiveUtilization，Guangzhou510650，China

The raw ore from a scheelite mine in Hunan contains 0.24%WO3，17.37%CaF2，23.71%CaCO3. Considering the characteristics that the scheelite ore contains high content of CaF2and CaCO3and a small amount of sulphide minerals，the processing flow that removing sulfide minerals through flotation first and then conducting tungsten flotation was adopted in this work.When using sodium carbonate and TW-1 as combination regulator，DHdeveloped from waste vogetable oil as collector in tungsten normal temperature flotation，the WO3grade of tungsten concentrate obtained was 1.26%，the recovery was 73.66%，the concentration ratio and beneficiation efficiency of concentrate were higher than that with traditional collector 731，the recovery of tungsten was increased 8 percent，and the consumption of collector DHwas only one half of 731.

scheelite；high calcium；ion；flotation；new reagents

2017-10-08

廣東省省級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015B070701022)，廣東省科學(xué)院項(xiàng)目(2017GDASCX-0109)

陳遠(yuǎn)林(1988-)，廣西岑溪人，碩士.

1673-9981(2017)04-0264-05

TD91

A