新型捕收劑ZL在白鎢浮選中的應(yīng)用

吳海燕，戚光榮，林 輝

（江西蕩坪鎢業(yè)有限公司，江西 大余 341500）

0 引 言

隨著礦產(chǎn)資源的不斷開采利用，易選白鎢資源逐漸減少，低品位、難分選的“貧、細(xì)、雜”白鎢資源的利用越來越受到重視。白鎢礦嵌布粒度較細(xì)，常與多種有色金屬伴生或共生，同時還有與白鎢可浮性相近的含鈣脈石，因而白鎢礦與脈石分離難度大，傳統(tǒng)的白鎢捕收劑較難實現(xiàn)它們的分離[1-2]。

江西某夕卡巖型白鎢多金屬礦，已開采40余年，現(xiàn)逐漸向深部和邊緣采掘，“貧、細(xì)、雜”礦石的選礦問題日益突出，白鎢礦越來越難分選，當(dāng)前的選礦工藝逐漸顯現(xiàn)出它的弊端。在白鎢浮選中一直采用731（氧化石蠟皂）作為捕收劑，731用藥量大、選擇性較差，當(dāng)?shù)V石中方解石、螢石等含鈣脈石含量較高時，731較難取得良好的分選效果，尤其寒冷氣溫時對白鎢浮選影響更大[3-4]，因此選擇新型的白鎢捕收劑刻不容緩。

近幾年來，隨著研究的不斷深入，一系列新型白鎢捕收劑應(yīng)運而生，在白鎢浮選中取得較好的效果，如廣州有色金屬研究院研制的 R31[5]、TA[6]、ZL[7]，湖南有色金屬研究院研制的K捕收劑[8]以及長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司研制的EA-715[9]等。新型脂肪酸類捕收劑引入具有選擇性作用的基團，提高選擇性，同時引入不飽和鍵改善溶解性能，提高抗低溫的能力，對“貧、細(xì)、雜”白鎢礦的浮選回收有較大的優(yōu)勢[10]。ZL捕收劑是新型脂肪酸類捕收劑的一種，能與礦物金屬離子成絡(luò)合物，大幅提高礦物表面的疏水性，對白鎢礦具有較強的選擇捕收能力，ZL捕收劑兼有起泡性，毒性低，性能穩(wěn)定，有研究表明，在白鎢浮選中，礦物與水玻璃作用后再加入ZL捕收劑，水玻璃在礦物表面發(fā)揮了抑制作用，改變了ZL捕收劑與白鎢礦、螢石和方解石的作用能力，可提高ZL捕收劑對礦物的選擇性，有利于實現(xiàn)白鎢礦與螢石、方解石的有效分離[11]，因此，ZL捕收劑在碳酸鈣、氟化鈣含量較高的白鎢礦浮選中有較大的優(yōu)勢。

據(jù)此，采用ZL捕收劑與731捕收劑進行白鎢浮選試驗對比研究。

1 礦石性質(zhì)

該礦石組成復(fù)雜，為細(xì)粒嵌布的夕卡巖型白鎢礦、鉛鋅硫化礦等，屬多金屬礦床。金屬礦物有白鎢礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等。非金屬礦物有鈣鐵輝石、石榴石、螢石、正長石、石英、方解石等。白鎢礦為細(xì)粒嵌布，生成在夕卡巖之后，硫化礦之前，與硫化礦緊密結(jié)合，而硫化礦中又以磁黃鐵礦多與白鎢共生密切，與方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦呈一般的邊緣接觸，礦石中CaCO3、CaF2含量較高。原礦多元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦多元素分析結(jié)果 w/%Tab.1 Multi-element analysis results of run-of-mine ore

2 浮選試驗研究

2.1 白鎢粗選磨礦細(xì)度試驗

磨礦細(xì)度是影響浮選指標(biāo)的重要因素，既要保證有用礦物的充分解離又要盡可能地防止過粉碎，必須要確定合理的磨礦細(xì)度才能取得良好的浮選指標(biāo)。磨礦細(xì)度試驗采用一次脫硫作業(yè)一次白鎢粗選作業(yè)流程，試驗流程如圖1所示，試驗結(jié)果見圖2。

由圖2可知，白鎢精礦品位隨磨礦細(xì)度的增加而降低，回收率隨之提高，但當(dāng)磨礦細(xì)度為-0．125 mm占85%后，回收率出現(xiàn)下降趨勢，這是過磨現(xiàn)象所致。綜合考慮白鎢粗精礦品位和回收率，確定磨礦細(xì)度-0．125mm占85%左右合適。

圖1 白鎢粗選磨礦細(xì)度試驗流程Fig.1 Flowsheet of grinding fineness tests on scheelite rougher flotation

圖2 白鎢粗選磨礦細(xì)度試驗結(jié)果Fig.2 Results of grinding fineness tests on scheelite rougher flotation

2.2 白鎢浮選脫硫試驗

白鎢浮選脫硫進行了藥劑用量試驗。試驗表明：采用碳酸鈉為pH調(diào)整劑，硫酸銅為活化劑，丁黃藥和丁銨黑藥為捕收劑，脫硫效果較好。通過試驗，最后確定白鎢浮選脫硫試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見表2。

圖3 白鎢浮選脫硫試驗流程Fig.3 Flowsheet of desulphurization tests on scheelite rougher flotation

表2 白鎢浮選脫硫試驗結(jié)果 %Tab.2 Results of desulphurization tests on scheelite rougher flotation

由表2可知，硫的可浮性較好，一次脫硫作業(yè)，硫精礦硫的回收率在90%以上。硫精礦含鎢低，損失較小。尾礦中含硫不高，為避免加大硫精礦中鎢的損失，不再進行脫硫掃選作業(yè)，同時為進一步減少硫化礦對白鎢浮選的影響，在白鎢粗選添加水玻璃的過程中加入了少量硫化鈉，強化硫化物的抑制[12]。

2.3 白鎢粗選抑制劑用量條件試驗

白鎢礦浮選主要難點是白鎢礦與含鈣脈石的分離，選擇合理的抑制劑是白鎢礦浮選的重點。水玻璃是石英、方解石、螢石等脈石礦物的良好抑制劑[13]，水玻璃用量小時，脈石礦物得不到有效抑制，而用量過大時又會對白鎢產(chǎn)生抑制作用。因此，選擇合適的水玻璃用量的是白鎢浮選的重點。其試驗流程如圖4所示，試驗結(jié)果見表3。

從表3可知，水玻璃用量對精礦品位和回收費率有很大影響，水玻璃用量增大，鎢精礦品位提高明顯，鎢回收率則逐漸降低。當(dāng)水玻璃用量達(dá)到4 000 g/t以后，鎢精礦品位提高緩慢，而回收率下降較大，說明水玻璃對白鎢產(chǎn)生了較大的抑制作用。綜合考慮，確定水玻璃用量為4 000 g/t。

圖4 白鎢粗選抑制劑用量條件試驗流程Fig.4 Flowsheet of inhibitor dosage tests on scheelite rougher flotation

表3 白鎢粗選抑制劑用量條件試驗結(jié)果Tab.3 Results of inhibitor dosage tests on scheelite rougher flotation

2.4 白鎢粗選礦漿pH值條件試驗

試驗采用Na2CO3作礦漿介質(zhì)調(diào)整劑，Na2CO3同時也有分散礦泥和調(diào)整礦漿黏度的作用。試驗考察了礦漿pH對浮選指標(biāo)影響的試驗研究，試驗流程如圖5所示，試驗結(jié)果見表4。

從表4可知，碳酸鈉的加入對白鎢浮選有明顯的改善作用，隨著用量的增加，鎢精礦品位和回收率都逐漸提高，當(dāng)白鎢粗選礦漿pH值為9．5時，白鎢精礦回收率、品位均較理想，此后繼續(xù)增加碳酸鈉用量，鎢精礦品位下降較大，所以粗選礦漿pH在9．5左右（Na2CO3用量 900 g/t）為宜。

圖5 白鎢粗選礦漿pH值條件試驗流程Fig.5 Flowsheet of pH value tests on scheelite rougher flotation

表4 白鎢粗選礦漿pH值條件試驗結(jié)果Tab.4 Results of pH value tests on scheelite rougher flotation

2.5 白鎢粗選捕收劑種類及用量條件試驗

試驗在新型捕收劑ZL及通用的731兩種捕收劑之間進行，在各自合理用量范圍內(nèi)進行了選礦指標(biāo)對比試驗研究。因捕收劑ZL起泡性較差，同時也考察了ZL、731兩種藥劑混合使用條件試驗。試驗流程如圖6所示，試驗結(jié)果見表5。

從試驗現(xiàn)象中可看出，使用731、ZL+731混合捕收劑時，泡沫層較厚，731捕收劑用量越大，浮沫量越多且黏，上浮物含脈石嚴(yán)重，使用ZL捕收劑時泡沫量小且較穩(wěn)定。從表5可知，在捕收劑用量相同的條件下，使用ZL捕收劑白鎢精礦品位和回收率都高于其他，尾礦鎢品位也更低，說明731、ZL+731混合藥劑其選擇性、捕收性都沒有ZL單獨使用好，因此確定白鎢捕收劑采用ZL。

圖6 白鎢粗選捕收劑種類及用量條件試驗流程Fig.6 Flowsheet of collectors type and dosage tests on scheelite rougher flotation

表5 白鎢粗選捕收劑種類及用量對比試驗結(jié)果Tab.5 Results of collectors type and dosage contrast tests on scheelite rougher flotation

通過捕收劑ZL用量條件試驗可知，捕收劑ZL用量越大，鎢精礦回收率越高，但捕收劑ZL大于450 g/t時，鎢精礦回收率提高不大，但是鎢精礦品位下降明顯。綜合考慮，確定捕收劑ZL用量為450g/t。

2.6 白鎢粗選抑制劑攪拌時間條件試驗

在磨礦細(xì)度-0．125 mm占85%，碳酸鈉900 g/t，水玻璃4 000 g/t，ZL 450 g/t的條件下，研究了水玻璃攪拌時間對白鎢浮選的影響。試驗表明：抑制劑水玻璃攪拌時間長短對浮選指標(biāo)影響較大，當(dāng)抑制劑攪拌時間越長，精礦回收率下降，精礦品位呈上升再下降趨勢，說明水玻璃攪拌時間過短，不能有效抑制方解石、螢石、硅酸鹽等脈石，時間過長會對白鎢產(chǎn)生抑制。綜合鎢精礦回收率、品位考慮，水玻璃攪拌時間15 min為宜。

2.7 白鎢浮選閉路試驗

在條件試驗探索的基礎(chǔ)上，分別采用ZL、731捕收劑進行白鎢浮選閉路流程試驗，工藝流程如圖7所示，試驗結(jié)果見表6。

圖7 白鎢浮選閉路試驗流程Fig.7 Flowsheet of closed-circuit on scheelite rougher flotation

表6 白鎢浮選閉路試驗結(jié)果 %Tab.6 Results of closed-circuit on scheelite rougher flotation

由表6可知，采用ZL為白鎢捕收劑，最終可獲得回收率 88．49%，WO3品位為 66．80%的白鎢精礦，相比采用731為捕收劑的白鎢浮選閉路試驗，回收率高出4．26%，選礦指標(biāo)較理想。

3 結(jié) 論

（1）從試驗過程及試驗結(jié)果看，捕收劑ZL有比731對白鎢有更好的選擇性和更強的捕收能力，對含有方解石、石英等含鈣脈石高的白鎢礦更顯示其優(yōu)越性，但ZL起泡性稍差，使用ZL作為白鎢浮選的捕收劑，泡沫層較薄。

（2）通過充分的選礦試驗研究表明，該礦石硫化礦可浮性較好，在白鎢浮選前設(shè)置一段脫硫工藝，白鎢浮選采用Na2CO3為調(diào)整劑、水玻璃為抑制劑、ZL為捕收劑，輔之以硫化鈉抑制硫化礦，可實現(xiàn)對該礦石的白鎢浮選。在磨礦細(xì)度-0．125 mm占85%的條件下，經(jīng)一脫硫一粗選五精選二掃選的閉路浮選流程，可獲得含 WO3品位 66．80%、回收率 88．49%的白鎢精礦。與采用731為捕收劑的白鎢浮選工藝相比，試驗新工藝使白鎢回收率提高了4．26%。