湖南某夕卡巖型白鎢礦選礦試驗研究

王洪嶺，高玉德

（1．廣東省資源綜合利用研究所，廣東 廣州 510650；2.稀有金屬分離與綜合利用國家重點實驗室，廣東 廣州 510650；3.廣東省礦產(chǎn)資源開發(fā)和綜合利用重點實驗室，廣東 廣州 510650）

0 引言

鎢作為一種重要的有色金屬常用于電子、合金等領(lǐng)域[1-2]，目前鎢資源的開采主要來自白鎢礦與黑鎢礦。中國有豐富的黑鎢與白鎢資源，但目前可供開發(fā)利用的鎢資源主要以低品位白鎢礦為主。白鎢礦常與螢石、方解石、磷灰石等含鈣礦物共存[3-4]，而從含鈣脈石礦物中選取白鎢礦資源最常用的方法為浮選[5-7]，常用脂肪酸類，如油酸、氧化石蠟皂等作為白鎢礦浮選捕收劑，水玻璃作為含鈣脈石礦物的抑制劑，但由于白鎢礦中脈石組成及性質(zhì)復雜多變[8-12]，導致白鎢礦的浮選藥劑制度、工藝可能不同[13-16]，因此，要針對礦石性質(zhì)制定合理的藥劑制度及工藝有利于白鎢礦資源的高效回收。

湖南某夕卡巖型白鎢礦石中鎢品位較低，屬于典型的高鈣高硅型白鎢礦。由于礦石性質(zhì)復雜，礦山?jīng)]有進行系統(tǒng)的白鎢礦選礦試驗研究，導致白鎢礦還沒有得到有效回收。因此，為有效提高該低品位白鎢礦的回收利用，增加礦山經(jīng)濟效益，對該高鈣高硅夕卡巖型白鎢礦進行了原礦化學組成及性質(zhì)分析，并在該基礎(chǔ)上進行了白鎢礦的選礦試驗研究，以便為該礦石中白鎢礦的開發(fā)利用提供技術(shù)支持，為類似低品位夕卡巖型白鎢礦回收提供參考。

1 原礦性質(zhì)

原礦取自湖南某夕卡巖型白鎢礦石，礦物自動分析儀 MLA（Mineral Liberation Analyser）自動定量檢測系統(tǒng)測定結(jié)果見表1。從表1中可知礦石中的鎢礦物為白鎢礦和少量黑鎢礦；錫礦物為錫石；鉍礦物主要為輝鉍礦和少量自然鉍；鉬礦物為輝鉬礦，其他金屬硫化礦物含量較少，主要是黃鐵礦，其次是少量至微量磁黃鐵礦、輝鉍礦、黃銅礦、閃鋅礦；其他金屬氧化礦物主要是少量至微量的褐鐵礦、硬錳礦、金紅石、鋯石等；脈石礦物主要是大量的石榴石（包括鈣鐵榴石、鈣鋁榴石和少量錳鋁榴石），其次是石英、螢石、方解石、透輝石-鈣鐵輝石、長石、云母、綠泥石、符山石、綠簾石、透閃石、葡萄石等。礦石的主要化學組成及鎢物相分析結(jié)果分別見表2與表3。

表1 原礦礦物定量檢測結(jié)果 w/%

表2 原礦多元素化學分析結(jié)果 w/%Tab.2 Resultsofchemicalanalysisofmultipleelementsoftherawore

表3 原礦鎢物相分析結(jié)果 w/%Tab.3 Theresultoftheanalysisofthetungstenphaseoftherawore

由表2化學組成分析結(jié)果可知，WO3品位為0.26%，具有回收利用的價值，CaF2品位為20.31%，結(jié)合表1可知其主要為螢石礦物，也具有一定的回收價值，但本研究暫不考慮對螢石的回收，其他金屬元素含量較低，故不考慮對其綜合回收。表3進一步分析了鎢的物相存在形式，物相分析結(jié)果表明，礦石中鎢主要以白鎢礦的形式存在，占了總鎢的90%以上，黑鎢礦與鎢華占有率較少。由礦物組成分析可知，白鎢礦回收的主要問題是與其他含鈣礦物之間的分離，這也是影響白鎢礦精礦浮選品位和回收率的難點問題。

2 試驗結(jié)果及分析

磨礦細度關(guān)系到礦物的單體解離，并直接影響目的礦物的回收，因此，首先在顯微鏡下進行一組不同磨礦細度條件下礦物的單體解離度測定試驗，測定結(jié)果表明，當磨礦細度為-0.074 mm占80.79%時，白鎢礦的解離度達95.42%，可滿足白鎢礦浮選的解離度要求，因此后續(xù)試驗研究過程中確定磨礦細度為-0.074 mm占80.79%。

2.1 白鎢礦粗選試驗研究

由原礦性質(zhì)可知，礦石中含有一定的硫化礦，因此，白鎢礦粗選之前需進行預先脫硫試驗，脫硫采用黃藥類捕收劑。將脫硫后的尾礦進行白鎢礦粗選試驗研究，白鎢礦粗選主要包括調(diào)整劑、捕收劑的種類及用量的控制，礦漿濃度以及后續(xù)的閉路試驗的研究；粗選試驗在3L浮選機中進行，給礦為1 kg，如有必要時可改變礦漿濃度。

2.1.1 白鎢礦粗選碳酸鈉用量

碳酸鈉是白鎢礦浮選過程中常用的調(diào)整劑之一，具有調(diào)節(jié)礦漿pH值和分散礦泥等作用[17]。因此，添加一定量的碳酸鈉有利于白鎢礦的浮選。在磨礦細度為-0.074 mm占80.79%，氫氧化鈉用量100 g/t，抑制劑水玻璃用量5 000 g/t，捕收劑ZL用量240 g/t的條件下，考察碳酸鈉用量對白鎢礦浮選指標的影響，其試驗結(jié)果見圖1。從圖1試驗結(jié)果可知，碳酸鈉用量增加，WO3的品位變化不明顯，回收率呈上升趨勢，當用量大于1 000 g/t時，WO3品位和回收率均呈下降趨勢，綜合考慮，碳酸鈉用量為1 000 g/t。

圖1 碳酸鈉用量對白鎢礦浮選的影響Fig.1 Effectofsodiumcarbonatedosageontheflotationofscheelite

2.1.2 白鎢礦粗選氫氧化鈉用量

氫氧化鈉用于白鎢礦浮選過程中，可以影響礦物表面的性質(zhì)以及捕收劑的反應(yīng)活性。因此，在磨礦細度為-0.074 mm占80.79%，碳酸鈉用量1 000 g/t，抑制劑水玻璃用量5 000 g/t，捕收劑ZL用量240 g/t的條件下，考察氫氧化鈉用量對白鎢礦浮選指標的影響，其試驗結(jié)果見圖2。由圖2試驗結(jié)果可知，氫氧化鈉用量增加至100 g/t時，WO3的品位增加顯著，回收率基本保持不變，當氫氧化鈉用量大于100 g/t時，WO3品位增加緩慢，但回收率下降顯著，綜合考慮，氫氧化鈉用量為100 g/t。

圖2 氫氧化鈉用量對白鎢礦浮選的影響Fig.2 Effectofsodiumhydroxidedosageontheflotationofscheelite

2.1.3 白鎢礦粗選水玻璃用量

水玻璃是白鎢礦浮選過程中常用的抑制劑，水解出的硅酸組分可以有效抑制方解石和螢石等含鈣脈石礦物，但用量過多也會抑制白鎢礦的浮選，因此，在白鎢礦浮選過程中控制水玻璃用量對選礦指標具有重大影響。固定磨礦細度為-0.074 mm占80.79%，碳酸鈉用量1 000 g/t，氫氧化鈉用量100 g/t，捕收劑ZL用量240 g/t的條件下，考察了水玻璃用量對白鎢礦浮選指標的影響，其試驗結(jié)果見圖3。由圖3試驗結(jié)果可知，隨著水玻璃用量增加，WO3的品位呈增加趨勢，而水玻璃用量大于5 000 g/t時，WO3回收率下降顯著，其中白鎢礦浮選指標在水玻璃用量為4 000 g/t和5 000 g/t時相近，綜合考慮藥劑成本，水玻璃用量為4 000 g/t。

圖3 水玻璃用量對白鎢礦浮選的影響Fig.3 Effect of water glass on the flotation of scheelite

2.1.4 白鎢礦粗選捕收劑種類及用量

捕收劑關(guān)系到白鎢礦的回收及在抑制劑作用下與含鈣礦物的選擇性分離，選取高效低毒的捕收劑是實現(xiàn)白鎢礦浮選的關(guān)鍵。因此，在磨礦細度為-0.074 mm占80.79%，碳酸鈉用量1 000 g/t，氫氧化鈉用量100 g/t，水玻璃用量4 000 g/t的條件下，分別考察捕收劑731、ZL和733用量對白鎢礦浮選指標的影響，其試驗結(jié)果見圖4～圖6。由試驗結(jié)果可知，捕收劑ZL、731和733均能有效浮選白鎢礦，但ZL捕收劑捕收能力強、用量少、選擇性好。731用量為ZL用量的2.67倍時，733用量為ZL用量1.5倍時，才能取得ZL的選礦回收率指標；而且粗精礦品位也更低。綜合考慮白鎢礦選礦指標，選取ZL為該白鎢礦浮選捕收劑，其用量為240 g/t。

圖4 731用量對白鎢礦浮選的影響Fig.4 Effect of 731 dosage on the flotation of scheelite

圖5 ZL用量對白鎢礦浮選的影響Fig.5 Effect of ZL dosage on the flotation of scheelite

圖6 733用量對白鎢礦浮選的影響Fig.6 Effect of 733 dosage on the flotation of scheelite

2.1.5 白鎢礦粗選礦漿濃度影響

浮選過程中礦漿濃度對目的礦物的回收也具有重要影響，濃度過低不利于礦物的回收，過高容易產(chǎn)生泡沫夾帶。因此，在磨礦細度為-0.074mm占80.79%，碳酸鈉用量1 000 g/t，氫氧化鈉用量100 g/t，水玻璃用量4 000 g/t，捕收劑ZL用量為240 g/t的條件下，考察礦漿濃度對白鎢礦浮選指標的影響，其試驗結(jié)果見圖7。由圖7試驗結(jié)果可知，礦漿濃度低時影響鎢的回收率，濃度較高時影響鎢粗精礦的品位；隨礦漿濃度的提高，鎢的回收率不斷提高品位不斷降低。綜合考慮，浮選礦漿濃度控制在33%～37%較適宜。

圖7 礦漿濃度對白鎢礦浮選的影響Fig.7 Effect of pulp density on the flotation of scheelite

2.1.6 白鎢礦粗選閉路試驗

確定磨礦細度為-0.074mm占80.79%，碳酸鈉用量1000g/t，氫氧化鈉用量100g/t，水玻璃用量4000g/t，捕收劑ZL用量為240 g/t，礦漿濃度35%的條件下，進行一次粗選，兩次精選，三次掃選的白鎢礦粗選段閉路試驗，其試驗結(jié)果見表4。由表4試驗結(jié)果可知，白鎢礦粗選段可得到WO3品位9.06%，回收率為83.47%的鎢精礦指標。精礦中其他組分為CaF2和CaCO3。

表4 白鎢粗選段閉路試驗結(jié)果 %Tab.4 Closed circuit test results of tungsten coarse flotation

2.1.7 白鎢礦粗精礦加溫精選

由粗選段鎢精礦中組分含量可知，脈石主要還是以含鈣礦物為主，采用常溫浮選時，精選過程中很難控制鎢精礦產(chǎn)率，影響白鎢礦精礦的品位，因此，試驗采用加溫精選法。加溫攪拌濃度為55%～60%，溫度為90℃，攪拌時間為30min，水玻璃用量1000g/t，氫氧化鈉用量50 g/t，捕收劑ZL用量80 g/t，經(jīng)兩次精選的開路試驗可得到鎢精礦WO3品位68.76%，作業(yè)回收率為88.28%的指標。

2.2 白鎢礦浮選閉路試驗

根據(jù)白鎢礦浮選制定的藥劑制度及工藝流程，進行白鎢礦回收全閉路試驗，試驗流程見圖8，試驗結(jié)果見表5。

圖8 白鎢礦浮選閉路試驗流程Fig.8 Flotation closed circuit test process for scheelite

由表5可知，在原礦進行脫硫的條件下，進行一次粗選三次掃選，兩次精選的鎢粗選，并將鎢粗精礦加溫處理進行兩次精選兩次掃選的閉路可得到鎢精礦WO3品位65.26%，回收率為78.02%的閉路試驗指標。

表5 白鎢礦浮選閉路試驗結(jié)果 %Tab.5 Results of flotation closed circuit test for scheelite

3 結(jié) 論

（1）湖南某夕卡巖型白鎢礦中WO3品位為0.26%，主要金屬礦物為白鎢礦，礦石中含有少量的硫化礦，脈石礦物主要為石榴子石、螢石、方解石和石英等，屬于典型的高鈣高硅型白鎢礦。

（2）試驗采用預先脫除硫化礦，白鎢礦粗選采用氫氧化鈉和碳酸鈉調(diào)節(jié)礦漿pH，水玻璃為抑制劑，ZL為捕收劑，控制礦漿濃度，并對粗精礦進行加溫浮選，有效實現(xiàn)了白鎢礦與脈石礦物的高效分離。

（3）在磨礦細度為-0.074 mm占80.79%條件下，預先脫硫后，一次粗選兩次精選，三次掃選的白鎢礦閉路粗選；在加溫條件下，進行一次粗選，兩次精選，兩次掃選的精選閉路試驗，最終得到了得到了鎢精礦WO3品位65.26%，回收率為78.02%的試驗指標，該工藝及其指標可以為類似夕卡巖型高鈣白鎢礦選礦試驗及工業(yè)應(yīng)用提供參考。

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