黑白鎢混合浮選新技術(shù)研究及應(yīng)用*

呂清純，毛文明

湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司，湖南 郴州423037

柿竹園多金屬礦是以鎢、鉍為主，伴生有鉬、錫石、螢石、石榴子石等復(fù)雜多金屬礦床，礦石以礦種多、規(guī)模大、礦體集中、共生組分豐富、成礦條件復(fù)雜而聞名于世，礦物種類多達(dá)143種，被聯(lián)合國專家譽(yù)為“世界有色金屬博物館”.針對(duì)柿竹園多金屬礦石的高難度分選特性，“八·五”和“九·五”期間柿竹園公司與多家科研院所共同成功研制了以主干全浮流程為基礎(chǔ)、以螯合捕收劑為核心的鉬鉍等可浮、黑白鎢混合浮選、螢石浮選的綜合選礦技術(shù)—柿竹園法[1-2].柱機(jī)聯(lián)合浮選工藝與黑白鎢強(qiáng)磁分離技術(shù)是在柿竹園法基礎(chǔ)上的新突破，使柿竹園鎢的選礦回收率提高了3%以上[3-5].柿竹園多金屬礦經(jīng)過多年開發(fā)，原Ⅲ礦帶富礦段資源利用已經(jīng)接近尾聲，占大部分資源儲(chǔ)量的低品位礦石成為以后開發(fā)的主體.該部分礦石具有更加復(fù)雜的賦存特征，如鎢、鉬、鉍品位降低，含鈣脈石礦物含量越來越高，礦物組成更加復(fù)雜、共生關(guān)系復(fù)雜及嵌布粒度更細(xì)等.該礦體的選礦難度進(jìn)一步加大，資源綜合利用更加困難，“柿竹園法”越來越難以適應(yīng)礦石性質(zhì)的變化，這對(duì)鎢的選礦工藝提出了更高的要求.針對(duì)傳統(tǒng)鎢選礦技術(shù)存在的上述問題，由柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司和中南大學(xué)共同開發(fā)出基于“金屬離子配位調(diào)控分子組裝”原理的黑白鎢混合浮選新技術(shù)，包括具有高度選擇性的金屬基有機(jī)配合物鎢礦捕收劑、泡沫調(diào)整劑及黑白鎢常溫混合浮選新技術(shù)等.其特點(diǎn)是在粗選作業(yè)可獲得黑白鎢混合精礦產(chǎn)品，后續(xù)精選作業(yè)無需丟尾，即通過加溫浮選分離出白鎢精礦及低度鎢精礦，或者直接作為中度鎢出售，即鎢粗選作業(yè)的回收率等于鎢的總回收率，提高了鎢的回收率.

1 原礦性質(zhì)

1.1 化學(xué)成分分析

原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果列于表1.由表1可知，原礦中主要化學(xué)成分為SiO2，CaF2，CaCO3，其次為Al2O3，K2O，MgO，K2O，WO3等.主要有價(jià)成分為WO3和CaF2.

表1 原礦化學(xué)成分分析結(jié)果Table 1 Analysis result of chemical composition of raw ore

1.2 礦物組成

原礦中主要礦物及其相對(duì)含量列于表2.由表2可知，原礦中主要有用礦物為白鎢礦和螢石，主要脈石礦物為硅酸鹽礦物和方解石等.

表2原礦中主要礦物及其相對(duì)含量

Table2Themainmineralsandtheirrelativecontentintherawore

礦物相對(duì)含量w/%礦物相對(duì)含量w/%硫化礦0．2石榴子石35．6白鎢礦0．24云母2．5黑鎢礦0．11長石2．5螢石25．32角閃石2．6石英4．4符山石0．8方解石11．74粘土礦物6．0白云石3．5其它2．99綠泥石1．2

2 浮選影響因素研究

在柿竹園法的基礎(chǔ)上開發(fā)出黑白鎢混合浮選新技術(shù)，其特點(diǎn)是用選擇性捕收能力極強(qiáng)的金屬基有機(jī)配合物捕收劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的脂肪酸類“GYB+GYR”組合捕收劑[6-8]，減少了螢石在鎢粗精礦中的富集，提高了黑白鎢粗精礦品位，簡化了工藝流程.黑白鎢混合浮選的關(guān)健影響因素主要有礦漿pH、礦漿濃度、磁鐵礦含量及捕收劑用量，為考察這些因素對(duì)鎢浮選影響的規(guī)律，采用XFG掛槽浮選機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)研究，試驗(yàn)流程如圖1所示，其中起泡劑、水玻璃和硫酸鋁用量分別固定為2，100，20 g/t.

圖1 浮選條件試驗(yàn)流程Fig.1 Flotation condition test flow

2.1 礦漿pH對(duì)鎢選礦指標(biāo)的影響

礦漿pH值是影響浮選工藝的重要因素之一，pH值不僅影響礦物的表面性質(zhì)，還會(huì)影響藥劑的作用.在礦漿濃度為50%、金屬基有機(jī)配合物鎢礦捕收劑用量為550 g/t的條件下，進(jìn)行礦漿pH對(duì)黑白鎢浮選影響的試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示.由圖2可知，礦漿pH對(duì)黑白鎢混合浮選的影響顯著.在pH 9.5～10.3范圍內(nèi)鎢精礦品位和回收率較高；當(dāng)pH值超過10.3，鎢粗精礦的品位和回收率逐漸降低，鎢粗精礦中石榴子石含量明顯升高.因此，建議pH值控制9.5～10.0為宜.

圖2 礦漿pH對(duì)鎢浮選指標(biāo)的影響Fig.2 Effect of pH on the flotation index of tungsten

2.2 礦漿濃度對(duì)鎢浮選指標(biāo)的影響

礦漿濃度對(duì)浮選時(shí)間及選礦過程都有極大影響.在礦漿pH值為9.85、金屬基有機(jī)配合物捕收劑用量為550 g/t的條件下，進(jìn)行礦漿濃度對(duì)黑白鎢浮選影響的試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示.由圖3可知，隨礦漿濃度的升高，鎢精礦回收率迅速上升.當(dāng)?shù)V漿濃度為50%～55%時(shí)，回收率可保持80%以上.因此，生產(chǎn)中礦漿濃度應(yīng)保持50%～55%.

圖3 礦漿濃度對(duì)鎢浮選指標(biāo)的影響Fig.3 Effect of pulp concentration on the flotation index of tungsten

2.3 磁鐵礦含量對(duì)鎢浮選指標(biāo)的影響

金屬基有機(jī)配合物鎢礦捕收劑對(duì)鐵氧化物也具有較強(qiáng)的捕收能力，選鎢過程中磁鐵礦一方面會(huì)消耗大量藥劑，另一方面會(huì)形成競爭吸附，從而影響鎢的回收.在礦漿濃度為50%，pH為9.85、金屬基有機(jī)配合物捕收劑用量為550 g/t的條件下，在礦漿中加入與原礦粒度相當(dāng)?shù)拇盆F礦進(jìn)行試驗(yàn)，以考察磁鐵礦含量對(duì)黑白鎢浮選的影響.試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示.由圖4可知，磁鐵礦含量對(duì)鎢浮選的影響非常顯著.隨磁鐵礦含量的增加，鎢精礦品位與回收率降低.因此，生產(chǎn)中對(duì)磁選作業(yè)要嚴(yán)格控制，以保證磁鐵礦含量保持較低的水平.同樣，硫鐵礦也存在類似的現(xiàn)象.

圖4 磁鐵礦含量對(duì)鎢浮選指標(biāo)的影響Fig.4 Effect of magnetite content on the flotation index of tungsten

2.4 捕收劑用量對(duì)鎢浮選指標(biāo)的影響

金屬基有機(jī)配合物捕收劑具有極強(qiáng)的選擇性捕收能力，可減少螢石在鎢粗精礦中的富集.在礦漿濃度為50%、pH為9.85的條件下，進(jìn)行金屬基有機(jī)配合物捕收劑用量對(duì)鎢浮選影響的試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示.由圖5可知，捕收劑用量對(duì)鎢浮選的影響顯著.當(dāng)捕收劑用量低于500 g/t時(shí)，隨捕收劑用量增加鎢回收率大幅提高；當(dāng)捕收劑用量高于500 g/t時(shí)，鎢回收率提高緩慢.因此，生產(chǎn)過程中應(yīng)保證捕收劑用量為500 g/t以上.

圖5 捕收劑用量對(duì)鎢浮選指標(biāo)的影響Fig.5 The effect of the amount of collector on the flotation index of tungsten

3 生產(chǎn)應(yīng)用情況

黑白鎢混合浮選新技術(shù)于2015年6月在柿竹園多金屬選礦廠進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用，鎢浮選給礦前有脫磁、脫硫作業(yè).鎢浮選給礦濃度為52%～55%，礦漿pH值為9.8～10，金屬基有機(jī)配合物捕收劑用量為540～580 g/t，粗選和掃選作業(yè)添加少量起泡劑CU，鎢精選加入少量水玻璃以提高精礦品位，工藝流程為一粗二精三掃，如圖6所示.在原礦品位WO30.3%～0.4%的條件下，經(jīng)浮選柱粗選和二次精選可獲得品位WO340%左右鎢精礦(可作為中度鎢直接出售)，尾礦品位WO3低于0.08%，鎢綜合回收率由原流程63%提升至70%以上.與傳統(tǒng)GY法相比，新技術(shù)具有顯者提高鎢回收率、工藝流程簡單、對(duì)原礦性質(zhì)變化適應(yīng)性強(qiáng)、極低的水玻璃用量有利于水的循環(huán)回用等優(yōu)點(diǎn).

圖6 黑白鎢混合浮選的工藝流程Fig.6 The process flow of the mixed floatation of wolfram

4 結(jié) 論

(1)該新技術(shù)主要是用具有極強(qiáng)選擇性捕收能力的金屬基有機(jī)配合物捕收劑代替“GYB+GYR”組合捕收劑，對(duì)品位WO30.3%～0.4%的原礦，在預(yù)先脫除磁鐵礦與硫化礦后，在礦漿濃度50%～55%、pH值9.5～10.0、捕收劑用量550 g/t的條件下，采用浮選柱一次粗選和二次精選就可獲得品位WO340%以上的鎢精礦，直接作為最終產(chǎn)品出售.

(2)該新技術(shù)在柿竹園多金屬選礦廠與東波多金屬選礦廠的生產(chǎn)應(yīng)用效果極其顯著，鎢回收率提高了7個(gè)百分點(diǎn)以上，并且工藝流程簡單、對(duì)原礦性質(zhì)變化具有較強(qiáng)適應(yīng)性、以及生產(chǎn)過程易于控制與管理.

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫傳堯，程新朝，李長根．鎢鉍鉬螢石復(fù)雜多金屬礦綜合選礦新技術(shù)—柿竹園法[J]．中國鎢業(yè)，2004(5)：8-14．

[2] 付廣欽，何曉娟，周曉彤．黑鎢細(xì)泥浮選研究現(xiàn)狀[J]．中國鎢業(yè)，2010(1)：22-25．

[3] 曹登國，石志中，李曉東，等.黑白鎢強(qiáng)磁分選在柿竹園鎢浮選回收中的應(yīng)用[J].中國鎢業(yè)，2014，29(3)：17-20.

[4] 陳玉林．強(qiáng)磁分選黑白鎢新工藝在柿竹園的工業(yè)化應(yīng)用[J]．中國鎢業(yè)，2013(4)：34-35．

[5] 陳克鋒，李曉東，石志中，等．柱機(jī)聯(lián)合浮選在柿竹園鎢粗選作業(yè)中的應(yīng)用研究[J]．有色金屬：選礦部分，2012(2)：58-60.

[6] 孫 偉, 宋韶博.水玻璃及其在白鎢礦浮選中的應(yīng)用和分析[J].中國鎢業(yè)，2013，28(4): 22-25.

[7] 楊應(yīng)林，周曉彤，湯玉和.黑白鎢共生礦混合浮選藥劑及工藝[J].中國鎢業(yè)，2011，26(1)：23-26.

[8] 張忠漢，張先華，葉志平，等.柿竹園多金屬礦GY 法浮鎢新工藝研究[J].礦冶工程，1999，19(4)：22-25.