皖南某低品位鎢銀礦浮選工藝研究

杜淑華，潘邦龍，夏 亮

（1.安徽省地質(zhì)實驗研究所，安徽 合肥 230041；2.安徽建筑大學(xué) 環(huán)境與能源工程學(xué)院，安徽 合肥 230601）

我國是世界產(chǎn)鎢大國，鎢選礦技術(shù)先進(jìn)，鎢礦石儲量豐富，合理利用白鎢礦資源非常重要[1-3]。白鎢礦與含鈣脈石的分離是白鎢礦回收的難題，通常白鎢礦浮選過程分粗選和精選，粗選以脫除脈石礦物提高富集比為目的，精選是獲得合格鎢精礦的關(guān)鍵[4-5]。皖南某低品位鎢礦為夕卡巖型白鎢礦，礦石性質(zhì)復(fù)雜，礦物種類較多，主要金屬礦物有白鎢礦、輝鉬礦、黃銅礦、斜方輝鉛鉍礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、自然銀、輝銀礦等，脈石礦物主要有石榴石、石英、簾石、透輝石、透閃石等，賦存礦石的巖性主要為石榴石、透輝石、簾石。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石主要化學(xué)成分分析及物相分析

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，鎢物相分析結(jié)果見表2。

表1分析結(jié)果表明，礦石中WO3含量為0.24%，Mo含量為0.01%，其他元素Cu、Pb、Zn含量非常少，伴生有益元素Ag 15 g/t達(dá)到綜合回收的品位要求；表2物相分析結(jié)果表明，白鎢礦分布率81.83%，黑鎢礦分布率16.37%，黑白鎢均占有一定的比例，兩者合計98.20%，說明試驗選擇采用對黑白鎢有較強(qiáng)捕收作用的新型螯合劑GY是合理的。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果 w/%Tab.1 Analysis result of main chemical composition of ore

表2 鎢物相分析結(jié)果 %Tab.2 Analysis results of wolfram phase

1.2 主要礦物嵌布特征

白鎢礦是礦石中最主要的回收對象，呈半自形-他形粒狀，粒徑在0.05～1.2 mm間；輝鉬礦在礦石中含量較少，呈浸染狀分布于脈石中，粒徑一般0.02 mm左右；黃鐵礦粒徑變化在0.01～1 mm間，主要為小于0.1 mm的細(xì)小顆粒；磁黃鐵礦呈他形-粒狀分布，粒徑小于0.1 mm；黃銅礦粒徑為0.01～0.6 mm，一般0.05 mm左右，主要呈他形晶分散于閃鋅礦中；鏡下見自然銀多呈微葉片狀、微樹枝～骸晶狀、彎曲針狀、細(xì)斑點狀與閃鋅礦、輝銀礦共生，顆粒邊緣常被粉末狀隱晶質(zhì)輝銀礦包裹，形成類似鑲邊的結(jié)構(gòu)；鏡下見輝銀礦中含自然銀的包裹體，形成鑲邊結(jié)構(gòu)，可能為輝銀礦分解還原后形成自然銀。主要的脈石礦物石榴石，呈半自形-自形粒狀分布，粒徑0.02～2.5 mm；石英多數(shù)呈他形粒狀，粒徑為0.05～2.5 mm，石英晶體內(nèi)包裹石榴石和透輝石等；簾石粒徑變化在0.05～2.5 mm間，呈他形粒狀；透輝石呈他形-半自形晶粒狀，粒徑0.01～2 mm，多數(shù)0.5 mm左右，總體顆粒較細(xì)。

2 工藝流程的選擇

試樣化學(xué)分析和主要礦物嵌布特征表明，礦石中主要可回收利用的元素為鎢、銀。礦樣中的硫化礦物含量較低，但如果回收不充分，即進(jìn)入白鎢礦浮選作業(yè)，造成鎢精礦品位偏低，雜質(zhì)超標(biāo)，影響鎢精礦質(zhì)量，因此試驗采取先從礦漿中混合浮選硫化礦，再從浮選尾礦中浮選白鎢礦的方案。

2.1 磨礦細(xì)度試驗

試驗條件：實驗室型設(shè)備XMQ－240×90錐型球磨機(jī)（武漢探礦機(jī)械廠）、XFD12浮選機(jī)（吉林探礦機(jī)械廠）、XFGⅡ50掛槽浮選機(jī)（吉林探礦機(jī)械廠）和XFGC－80型充氣掛槽浮選機(jī)（吉林探礦機(jī)械廠），單元試樣重1 000 g，磨礦細(xì)度流程見圖1所示，試驗結(jié)果見圖2。

圖1 磨礦細(xì)度試驗流程Fig.1 Flowsheet of grinding fineness test

圖2 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果Fig.2 Results of grinding fineness test

從磨礦細(xì)度結(jié)果可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，鎢精礦品位先降低后增加，回收率逐漸增加。當(dāng)磨礦細(xì)度-74 μm占比從85%增加到90%時，鎢回收率均保持在79%左右，故試驗選擇磨礦細(xì)度-74 μm占85%為最佳細(xì)度。

2.2 硫化礦浮選試驗

由于樣品含有少量的鉬、銅、鉛、鋅、銀，這些硫化礦的存在會對后面鎢的浮選造成一定的污染，因此需進(jìn)行全浮脫硫試驗[6-7]。全浮脫硫試驗采用一粗兩精兩掃的原則流程，得到硫化礦混合精礦，試驗探索將硫化礦混合精礦集中，經(jīng)七次精選三次再磨回收鉬，得含Mo 8%的鉬精礦，較難得到合格鉬精礦，因此試驗選擇優(yōu)先浮選硫化礦綜合回收Mo、Ag，然后再重點考查白鎢礦的回收。

2.3 白鎢粗選試驗

實現(xiàn)白鎢浮選的關(guān)鍵在于獲得較高的粗選富集比[8]，盡可能地將白鎢礦回收到鎢粗精礦中，提高其品位和粗選回收率是鎢粗選的主要任務(wù)，關(guān)鍵是采用對鎢具有良好選擇性的高效捕收劑和相應(yīng)調(diào)整劑[9]。試驗研究表明碳酸鈉、水玻璃、新型螯合藥劑GY三者協(xié)同作用是獲得合格鎢精礦的關(guān)鍵。

2.3.1 碳酸鈉用量試驗

合適的碳酸鈉用量對白鎢礦浮選非常重要，因為碳酸鈉不僅調(diào)節(jié)礦漿的pH，還可以沉淀礦漿中Ca2+、Mg2+及重金屬離子，改變白鎢礦表面活性[10]。碳酸鈉用量選擇 1 000 g/t、1 500 g/t、2 000 g/t、2 500 g/t，試驗流程如圖1，試驗結(jié)果見圖3。

由圖3試驗結(jié)果可知，隨著碳酸鈉用量的增加，鎢精礦品位和回收率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在用量2 000 g/t時鎢精礦品位和回收率均達(dá)到最高值，繼續(xù)增加用量，品位和回收率出現(xiàn)降低趨勢，因此試驗選擇白鎢粗選碳酸鈉最佳用量為2 000 g/t。

圖3 碳酸鈉用量試驗結(jié)果Fig.3 Results of sodium carbonate dosage test

2.3.2 水玻璃用量試驗

水玻璃是硅酸鹽礦物及石英較好的脈石抑制劑，礦漿的分散劑，其用量對鎢品位和回收率影響較大，水玻璃用量選擇 500 g/t、1 000 g/t、1 500 g/t、2 000 g/t，試驗流程如圖1，試驗結(jié)果見圖4。

圖4 水玻璃用量試驗結(jié)果Fig.4 Results of sodium silicate dosage test

由圖4試驗結(jié)果可知，隨著水玻璃用量的增加，鎢精礦品位逐漸升高，回收率先上升后降低，當(dāng)水玻璃用量達(dá)到1 500 g/t時，鎢精礦回收率最佳，所以試驗選擇鎢粗選水玻璃用量為1 500 g/t。

2.3.3 捕收劑種類試驗

試驗對比了常規(guī)脂肪酸捕收劑731和廣州有色金屬研究院研制的新型螯合捕收劑GY[11]，考察兩種捕收劑對白鎢礦浮選指標(biāo)的影響，捕收劑用量固定800 g/t，試驗流程如圖1，試驗結(jié)果見表3。

由表3試驗結(jié)果可知，新型螯合捕收劑GY對黑白鎢均具有良好的捕收性能，從浮選現(xiàn)象觀察可知，用731浮選時礦漿液面泡沫層較厚，泡沫較黏，粗選量較大不利于后續(xù)白鎢精選作業(yè)；而用GY浮選時，礦漿礦化較好，氣泡小而密，泡沫層較薄礦漿不黏，粗選鎢品位高、脈石夾雜少，利于后續(xù)白鎢礦精選，因此，選擇新型螯合捕收劑GY進(jìn)行試驗。

表3 捕收劑種類試驗結(jié)果 %Tab.3 Results of capture type test

2.3.4 GY用量試驗

GY 用量選擇 600 g/t、800 g/t、1 000 g/t，試驗流程如圖1，試驗結(jié)果見圖5。

圖5 GY用量試驗結(jié)果Fig.5 Results of GY dosage test

由圖5試驗結(jié)果知，隨著捕收劑GY用量的增加，鎢精礦的回收率在增加，品位在降低，當(dāng)GY用量在800 g/t和1 000 g/t時，回收率均接近81%左右，因此試驗選擇GY用量800 g/t為宜。

2.4 白鎢精選試驗

2.4.1 加溫解析水玻璃用量試驗

白鎢浮選成功的關(guān)鍵是精選段能使含鈣的脈石礦物與白鎢分離。分離的條件是適當(dāng)?shù)乃Ａв昧亢统浞值臄嚢?，使脈石礦物表面吸附的捕收劑解析下來被抑制，而白鎢仍具有可浮性[12]。將白鎢粗精礦兩次空白精選后進(jìn)行解析，水玻璃用量分別為4000g/t、5 000 g/t、6 000 g/t，加溫攪拌 1 h，試驗流程如圖 6，試驗結(jié)果見表4。

圖6 解析水玻璃用量試驗流程Fig.6 Flowsheet of analytical sodium silicate dosage

表4 解析水玻璃用量試驗結(jié)果Tab.4 Results of analytical sodium silicate dosage test

由表4試驗結(jié)果可知，水玻璃用量在5000g/t時，解析指標(biāo)較好，鎢作業(yè)回收率為94.05%損失較少。

2.4.2 加溫解析時間試驗

白鎢粗精礦加溫解析時間分別為45min、60min、75 min，考查加溫解析時間對指標(biāo)的影響，加溫解析時間試驗流程如圖6所示，試驗結(jié)果見表5。

表5 解析時間試驗結(jié)果Tab.5 Results of analytical time test

由表5試驗結(jié)果可知，解析時間在60 min時，鎢精礦指標(biāo)較好，因此選擇解析時間為60 min進(jìn)行后續(xù)試驗。

2.5 閉路流程試驗

試驗將白鎢粗精礦兩次空白精選后，進(jìn)行常溫解析和加溫解析的對比，常溫解析開路流程所得白鎢精礦產(chǎn)率較高，鎢精礦品位52.24%，說明常溫解析效果較差，吸附了GY藥劑的脈石礦物不容易被解析下去，因此鎢精礦品位較難提高。加溫解析開路流程鎢精礦品位72.09%，指標(biāo)較好，因為在白鎢粗精礦濃度為60%，添加水玻璃的條件下，加熱到90～100℃保溫1 h，然后稀釋精選，使脈石礦物表面吸附的捕收劑解析下來被抑制[13-15]，而白鎢礦仍保持較好的可浮性，故試驗選擇加溫法進(jìn)行閉路試驗。

由于解析后中礦量較大，鎢品位低，選擇返回地點很重要，為了確保進(jìn)入解析的鎢品位，因此解析后的中礦與精選Ⅱ中礦合并越級返回到精選Ⅰ，閉路流程見圖7，試驗結(jié)果見表6。

圖7 閉路試驗流程Fig.7 Flowsheet of closed-circuit test

表6 閉路流程試驗結(jié)果 %Tab.6 Results of closed-circuit test

3 結(jié) 論

（1）某低品位夕卡巖型鎢礦石，礦石性質(zhì)復(fù)雜，礦物種類較多，主要金屬礦物有白鎢礦、輝鉬礦、黃銅礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、自然銀、輝銀礦等，脈石礦物主要有石榴石、石英、簾石、透輝石、透閃石。礦石中WO3含量0.24%，Ag含量15 g/t。

（2）由條件試驗結(jié)果和選礦工藝可知，浮選的藥劑制度和中礦返回地點是影響鎢精礦品位的主要因素。根據(jù)礦石性質(zhì)，試驗采用了先浮硫化礦，后浮氧化礦的原則流程。硫化礦浮選采用一粗二精二掃得硫精礦，鎢粗選采用一粗二精二掃得粗精礦；粗精礦經(jīng)過濃縮后再加溫到90℃，保溫1 h預(yù)處理后，經(jīng)過三次精選得鎢精礦，最終獲得含WO370.83%，回收率81.82%的鎢精礦；獲得含Ag 570.53 g/t，Ag回收率70.48%的硫精礦。

（3）試驗確定的工藝流程合理，主元素鎢和伴生元素銀所得精礦品位和回收率均較高，較好地實現(xiàn)了有價元素鎢和伴生元素銀的回收。