贛北某大型鎢礦區(qū)黑白鎢混合礦石選礦試驗(yàn)研究

占崗樂，徐文彬

（江西省地礦局贛西北大隊(duì)，江西 九江 332000）

贛北某大型鎢礦區(qū)為近期勘查發(fā)現(xiàn)，由細(xì)脈浸染型和石英大脈型構(gòu)成復(fù)合礦床類型[1]，其中以細(xì)脈浸染型為主體，占全區(qū)資源儲(chǔ)量的75%[2]。細(xì)脈浸染型鎢礦石以白鎢礦為主，石英大脈鎢礦石以黑鎢礦為主[3]。從地質(zhì)角度分析，兩者緊密伴生，相互穿插；從礦山規(guī)模開采及選礦分析，這二種礦石類型是不適合單獨(dú)分別開采與分類型選礦[4]，故為合理、有效利用資源，開展低品位白鎢礦礦床和黑白鎢混合礦床的選礦試驗(yàn)研究勢在必行[5]。

1 礦石性質(zhì)

礦石中構(gòu)成工業(yè)礦產(chǎn)的主要元素為鎢，伴生礦產(chǎn)為銅、鉬（表1）。主要鎢礦物以白鎢礦、黑鎢礦為主，少量鎢華；白、黑鎢礦在礦石中分布率分別為52.0%、44.0%（表 2）；伴生銅、鉬主要以黃銅礦、輝鉬礦等硫化物形式產(chǎn)出。白鎢礦與石英、云母、黑鎢礦等礦物嵌布關(guān)系密切，白鎢礦主要呈脈狀嵌布于石英裂縫中，其次呈脈狀穿插黑鎢礦，并交代包裹黑鎢礦，白鎢礦的嵌布粒度主要在0.01～0.25 mm之間；極個(gè)別顆粒達(dá)到0.6 mm。黑鎢礦主要分布于石英細(xì)脈中，大多數(shù)黑鎢礦嵌布粒度較細(xì)，主要分布在0.01～0.15 mm之間，但也有極個(gè)別較粗的最大粒級(jí)可達(dá)3 mm，屬于粗細(xì)不均勻嵌布[6]。

表1 原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果 w/%Tab.1 Multi-element chemical analysis results for rude ores

表2 鎢化學(xué)物相分析結(jié)果 %Tab.2 Chemical phase analysis results of tungsten

2 選礦試驗(yàn)研究

礦石中選礦回收的主要組分是鎢，綜合利用成分為鉬、銅，因此，采用的一般原則流程為：原礦磨至合適的粒度后，先浮選銅、鉬，脫硫砷，再浮、重選鎢，鎢選礦分粗選和精選兩部分[7]。

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

2.1.1 不同磨礦細(xì)度硫化物浮選試驗(yàn)

選擇-0.074μm粒度的礦樣，其含量分別占66%、73%、80%、91%四個(gè)不同粒級(jí)入選，進(jìn)行了磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)，固定藥劑用量，工藝流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖1 不同磨礦細(xì)度下銅鉬浮選試驗(yàn)工藝流程Fig.1 Process flow of different grinding fineness coppermolybdenum flotation tests

表3 硫化物浮選磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)分析結(jié)果 %Tab.3 Experimental analysis results of sulfide flotation grinding fineness conditions

試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.074 μm含量占80%時(shí)，再增加磨礦細(xì)度，銅、鉬回收率增加幅度不大，考慮到鎢為主產(chǎn)，與鎢重選的磨礦細(xì)度相匹配最終試驗(yàn)采用的銅鉬混合浮選磨礦細(xì)度為-0.074 μm含量占73%。

2.1.2 不同磨礦細(xì)度鎢重選試驗(yàn)

由于鎢礦物性脆，易于過粉碎，因此磨礦細(xì)度值對(duì)鎢礦物的選礦回收至關(guān)重要。原礦的礦石性質(zhì)顯示，礦石中鎢礦物呈粗細(xì)不均勻嵌布，為了獲得較高的鎢精礦品位及回收率，需要礦石磨礦至較細(xì)的粒度才能使鎢得到較好的單體解離，但磨礦粒度過細(xì)不利于鎢的重選回收。選擇-0.074 μm含量分別占66%、73%、80%三個(gè)不同粒級(jí)入選，考查不同粒級(jí)條件下鎢搖床重選的指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

試驗(yàn)結(jié)果表明，磨礦細(xì)度-0.074 μm含量占73%時(shí)鎢選礦指標(biāo)最佳，試驗(yàn)采用的鎢重選磨礦細(xì)度-0.074 μm含量占73%。

表4 鎢精礦重選磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)分析結(jié)果 %Tab.4 Analysis results of fineness condition of tungsten gravity grinding mill

2.2 銅鉬硫化礦浮選試驗(yàn)

由于銅鉬硫化礦選礦工藝比較成熟，試驗(yàn)中硫化礦浮選分離不是本文的研究重點(diǎn)。試驗(yàn)采用了銅鉬混合浮選、銅鉬混合精礦再銅鉬與砷硫分離、銅鉬混合精礦中的銅與鉬分離浮選流程試驗(yàn)，從含Mo為0.02%的原礦中獲得含Mo40.69%的鉬精礦產(chǎn)品，鉬回收率為77.24%；從含Cu0.107%的原礦中回收銅，獲得含Cu 20.96%的銅精礦產(chǎn)品，回收率為90.11%，取得了良好銅鉬浮選回收選礦試驗(yàn)指標(biāo)。

2.3 鎢的選礦回收試驗(yàn)

2.3.1 鎢粗選浮選條件試驗(yàn)

鎢粗選條件試驗(yàn)原則性工藝流程見圖2。試驗(yàn)以銅鉬硫浮選尾礦作為給礦，鎢采用浮選方法回收。用碳酸鈉作為調(diào)整劑，水玻璃、T（磷酸鹽類）作為抑制劑，硝酸鉛作為活化劑，進(jìn)行了條件試驗(yàn)；探索了紅捕（油酸）、733氧化石蠟皂和K捕（羥脛酸）及YL（改性脂肪酸類）作為捕收劑的效果，進(jìn)行了用量條件試驗(yàn)。

圖2 鎢粗選條件試驗(yàn)原則工藝流程Fig.2 Tungsten roughing condition test principle and process flow

碳酸鈉用量試驗(yàn)：碳酸鈉作為調(diào)整劑主要是使目的礦物與脈石礦物間可浮性差異擴(kuò)大，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)彼此分離。試驗(yàn)固定水玻璃用量為500 g/t，在抑制劑T 量 200 g/t，硝酸鉛 200 g/t，紅捕 200 g/t、733 氧化石蠟皂150 g/t試驗(yàn)條件下，測試不同碳酸鈉用量浮選指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果表明：添加碳酸鈉后隨用量的增加鎢精礦品位逐漸增加，但是回收率逐漸降低，特別是在碳酸鈉用量高于600 g/t后，隨著碳酸鈉用量增加，鎢精礦回收率急劇下降（圖3），因此不宜添加大量碳酸鈉，可以少量添加。

圖3 調(diào)整劑碳酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Test results of adjustment agent sodium carbonate consumption

水玻璃用量試驗(yàn)：目前白鎢浮選過程中通常用水玻璃對(duì)脈石礦物進(jìn)行抑制。本次在抑制劑T量200 g/t，硝酸鉛 200 g/t，紅捕 200 g/t、733 氧化石蠟皂150 g/t試驗(yàn)條件下，考察不同水玻璃用量對(duì)浮選指標(biāo)影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨水玻璃用量增加，鎢精礦中WO3含量提高，但是鎢精礦回收率逐漸下降。特別是在水玻璃用量高于1 000 g/t后鎢精礦回收率明顯下降。因此水玻璃的適宜用量為500 g/（t圖4）。

T用量試驗(yàn)：在固定水玻璃用量為500 g/t，硝酸鉛200 g/t，紅捕200 g/t、733氧化石蠟皂150 g/t試驗(yàn)條件下，進(jìn)行了T用量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨T的用量增加，鎢精礦品位和回收率逐漸增加，但是在T用量高于400 g/t后，鎢回收率不再提高。因此T的適宜用量為400 g/（t圖5）。

硝酸鉛用量試驗(yàn)：硝酸鉛是黑鎢礦的有效活化劑，添加適量的硝酸鉛可活化部分浮選性較差的黑鎢礦，從而提高黑鎢礦的浮選回收率[8]。在固定水玻璃用量為 500 g/t，T 量 400 g/t，紅捕 200 g/t、733 氧化石蠟皂150g/t試驗(yàn)條件下，分別采用160g/t、200g/t、240 g/t、280g/t用量進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨硝酸鉛的用量增加，鎢精礦品位和回收率提高，在硝酸鉛用量高于240 g/t后，鎢精礦回收率提高不明顯，品位反而下降，因此硝酸鉛的適宜用量為200g/t（圖6）。

圖4 抑制劑水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Test results of adjustment agent sodium carbonate consumption

圖5 抑制劑T用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Test results of dosage of inhibitor T

圖6 活化劑硝酸鉛用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.6 Test results of activator lead nitrate dosage test results

紅捕用量試驗(yàn)：紅捕是黑鎢礦良好的捕收劑，由于原礦中黑鎢礦含量占44%，為了保證鎢精礦的回收率，必須將原礦中的黑鎢礦最大限度的回收。在固定水玻璃用量為500g/t，T量400 g/t、硝酸鉛200 g/t，733氧化石蠟皂用量為150 g/t試驗(yàn)條件下，進(jìn)行了紅捕用量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨紅捕的用量增加，鎢精礦品位下降，但鎢的回收率增加。在紅捕用量大于300 g/t后，鎢回收率增加不明顯，適宜的紅捕用量為300 g/t（圖7）。

733氧化石蠟皂用量試驗(yàn)：733捕收劑價(jià)廉、選礦成本較低，固定紅捕用量為300 g/t，進(jìn)行了733氧化石蠟皂用量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著733氧化石蠟皂捕收劑的用量增加，鎢精礦品位下降，鎢回收率小幅度增加。733氧化石蠟皂適宜用量為150g/t（圖8）。

圖7 捕收劑紅捕用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.7 Results of capture test for capture agent

圖8 捕收劑733用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.8 Test results of capture agent 733 dosage

K捕用量試驗(yàn)：K捕收劑是一種良好的鎢浮選捕收劑，對(duì)黑鎢礦具有較好的捕收性。其特點(diǎn)是泡沫少，易于控制。在此我們將K捕與733捕收劑進(jìn)行對(duì)比，將他們交替添加，并進(jìn)行了K捕用量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果可知，添加K捕收劑與添加733捕收劑比較，加K捕收劑獲得的鎢精礦品位較高，精礦回收率也隨K捕用量增加而逐漸增加。隨著K捕用量的不斷增加，鎢精礦品位逐漸降低，但仍然比添加733捕收劑時(shí)高；實(shí)驗(yàn)中添加K捕收劑時(shí)鎢浮選泡沫量小易于控制，而添加733捕收劑時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫，浮選操作較難控制。因此鎢浮選時(shí)不宜添加733，適宜加K捕收劑，用量為520 g/t（圖9）。

圖9 捕收劑K用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.9 Test results of capture agent K dosage

2.3.2 鎢常溫粗選浮選試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用浮硫尾礦，進(jìn)行了鎢浮選流程試驗(yàn)，試驗(yàn)工藝流程見圖10。

試驗(yàn)結(jié)果表明，采用浮選的方法回收鎢可以獲得含WO36.15%，回收率為90.38%的鎢粗精礦產(chǎn)品。

圖10 鎢浮選閉路試驗(yàn)工藝流程Fig.10 Process flow of closed circuit test for tungsten flotatio n

2.3.3 鎢加溫精選流程試驗(yàn)

鎢加溫精選工藝是應(yīng)用多年的成熟鎢精選工藝，一直應(yīng)用在白鎢浮選中，由于試驗(yàn)礦樣中白鎢礦占52.0%，因此采用加溫精選主要是回收鎢浮選粗精礦中的白鎢礦，以及與黑鎢礦連生的黑白鎢混合礦。在確定了水玻璃的適宜用量為322 g/t后，進(jìn)行了鎢加溫精選流程試驗(yàn)，試驗(yàn)工藝流程見圖11。

圖11 鎢加溫精選閉路試驗(yàn)工藝流程Fig.11 Closed circuit test process for tungsten heating selection

試驗(yàn)結(jié)果表明，可以獲得含WO365.0%的鎢精礦，回收率為39.04%。鎢浮選精礦回收率較低，尾礦中的WO3含量還很高，尾礦中的鎢礦物主要是黑鎢礦和少量的粗粒白鎢礦。因此有必要進(jìn)行選礦回收。

2.3.4 加溫精選尾礦搖床重選試驗(yàn)

鎢浮選粗精礦經(jīng)過加溫精選后，尾礦中的WO3含量還很高，這其中的鎢礦物主要是黑鎢礦，我們采用搖床重選的方法回收這一部分鎢礦物。試驗(yàn)工藝流程見圖12。

圖12 鎢浮選粗精礦加溫精選尾礦搖床重選試驗(yàn)工藝流程Fig.12 Technological process of gravity separation of tungsten flotation concentrate with coarse concentrate

試驗(yàn)結(jié)果表明，鎢浮選粗精礦經(jīng)過加溫精選后的尾礦采用搖床重選處理，可以獲得含WO362.50%的鎢精礦、回收率為35.60%；獲得含WO344.92%的鎢精礦、回收率為20.68%；獲得含WO314.92%的鎢精礦、回收率為7.52%。

2.3.5 鎢常溫浮選—加溫精選—搖床重選全流程試驗(yàn)

在分段試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上進(jìn)行了鎢常溫浮選—加溫精選—搖床重選方案全流程試驗(yàn)，為了保證鎢粗選浮選回收率，將鎢粗選作業(yè)增加一次掃選，試驗(yàn)結(jié)果見表5，試驗(yàn)原則工藝流程見圖13。

試驗(yàn)結(jié)果表明，采用鎢常溫浮選粗選、加溫精選、加溫精選尾礦搖床重選工藝流程，可以獲得含WO351.11%、合計(jì)回收率70.32%的選礦指標(biāo)。

表5 鎢常溫浮選—加溫精選—搖床重選方案全流程試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.5 Testing results for tungsten at room temperature flotationheating separation-shaking table gravity separation scheme

圖13 鎢常溫浮選—加溫精選—搖床重選方案原則流程Fig.13 Principle flowchart for tungsten at room temperature flotationheating separation-shaking table gravity separation scheme

3 結(jié)論

（1）該區(qū)礦石為原生的細(xì)脈浸染型與石英大脈型混合鎢礦石，主要礦產(chǎn)鎢，礦物為白鎢礦、黑鎢礦，鎢華少量，白鎢礦、黑鎢礦兩者比例接近，分布率分別為52.0%和44.0%；可綜合回收的礦產(chǎn)為銅、鉬，礦物為黃銅礦、輝鉬礦。

（2）白鎢礦的嵌布粒度主要在0.01～0.25 mm之間，可采用浮選；黑鎢礦屬于粗細(xì)不均勻嵌布，主要分布在0.01～0.15 mm之間，個(gè)別較粗的最大粒級(jí)可達(dá)3 mm，可采用先浮選后重選；黃銅礦及輝鉬礦主要采用浮選。

（3）條件試驗(yàn)研究表明，磨礦細(xì)度為-0.074 μm含量占73%時(shí)，可滿足選礦工藝要求；用碳酸鈉作為調(diào)整劑，水玻璃、T作為抑制劑，硝酸鉛作為活化劑，符合本礦區(qū)礦石特性，適當(dāng)用量將有效提高選礦回收率。采用紅捕、733和K捕作為組合捕收劑，最大限度對(duì)原礦中的白鎢礦、黑鎢礦進(jìn)行回收。

（4）根據(jù)礦石礦物特性，選礦試驗(yàn)研究分兩部分進(jìn)行，即銅鉬硫化礦浮選及鎢先浮后重選礦回收。首先采用銅鉬混選再分離工藝流程回收銅鉬精礦，可獲得銅90.10%、鉬77.24%的選礦回收指標(biāo)；用銅鉬硫化物尾礦作給礦，通過常溫、加溫浮選，粗選和精選礦石中的白鎢礦，再通過搖床重選，回收黑鎢礦，可獲得含WO351.11%鎢精礦、合計(jì)回收率70.32%的選礦指標(biāo)。