江西某白鎢礦常溫浮選精選工藝試驗研究①

曾銀銀， 曹玉川， 黃光耀， 楊柳毅， 王 程， 張國范

（1.中南大學 資源加工與生物工程學院，湖南 長沙410083； 2.江西修水香爐山鎢業(yè)有限責任公司，江西 修水332438； 3.長沙礦冶研究院有限責任公司，湖南 長沙410012）

鎢金屬在工業(yè)領域具有廣泛用途，因其稀缺且不可替代性被世界各國作為戰(zhàn)略儲備資源。 白鎢礦常與方解石及螢石等含鈣脈石礦物緊密共生，且在硬度、相對比重、溶解度等方面與脈石具有相似的物理化學性質，特別是表面的定位離子均為鈣離子，在與捕收劑相互作用中表現出相似的吸附行為；同時白鎢礦的硬度低，易于過粉碎，在白鎢礦浮選溶液體系中粗粒與細粒礦物之間、不同礦物之間存在相互作用，導致白鎢礦與含鈣脈石礦物的浮選分離成為難題［1-4］。

大量的研究和生產實踐表明，白鎢礦通常需要“常溫?加溫兩段浮選”才能獲得高品位鎢精礦，即原礦經常溫浮選獲得白鎢粗精礦，然后再采用“彼德洛夫法”加溫浮選獲得高品位白鎢精礦。 該工藝生產指標穩(wěn)定，但是能耗和選礦成本相對較高［5］。

文獻研究表明，不同類型脈石的白鎢粗精礦精選分離的難度和效果存在較大差異。 脈石礦物是石英、硅酸鹽時，常溫法、加溫法均能取得較好指標；脈石礦物是螢石時，白鎢礦粗精礦采用加溫法指標較好，常溫法往往指標不理想；白鎢礦與方解石分離時，常溫法和加溫法指標均不夠理想［6］。

某鎢礦石以白鎢礦為主，脈石礦物組成較為復雜，主要礦物有透閃石、透輝石和石英，其次是方解石、螢石、長石和石榴石，少量云母和綠泥石，本文嘗試采用常溫浮選法處理該礦石。

1 礦樣性質

礦樣為江西某鎢選廠浮硫尾礦，其化學多元素分析結果見表1。 由表1 可知，礦樣中可供回收的有價元素主要為鎢，選礦需要排除的組分主要有SiO2、Al2O3、Fe、MgO 等。

表1 試樣化學多元素分析結果（質量分數）／%

試樣鎢物相分析結果見表2。 由表2 可知，鎢主要以白鎢形式存在，其次為黑鎢礦，還有0.51%的鎢存在于鎢華中。

表2 試驗礦樣鎢物相分析結果

2 試驗研究

2.1 原則流程

根據試驗礦樣性質以及白鎢礦浮選經驗，參考現有成熟流程，確定原則流程如圖1 所示。 其中捕收劑ZL 為浮選廠現場用藥。

圖1 試驗原則流程

2.2 碳酸鈉用量試驗

白鎢礦浮選一般在堿性環(huán)境下進行，碳酸鈉是其浮選時常用的礦漿介質調整劑，改變礦漿黏度和分散礦泥，能夠消除礦漿中多種有害離子對白鎢礦浮選的不良影響［7-8］。

按圖1 所示工藝流程，在水玻璃用量4 500 g／t、ZL用量750 g／t 條件下，進行了碳酸鈉用量條件試驗，結果見表3。 由表3 結果可知，隨著碳酸鈉用量增加，粗精礦產率和回收率也逐步升高，品位則慢慢降低。 當碳酸鈉用量為1 500 g／t 時，鎢粗精礦品位及回收率均較理想，繼續(xù)增加碳酸鈉用量，雖回收率略微增加，但品位慢慢下降。 綜合常溫精選試驗需要的粗精礦品位要求及藥劑成本，確定適宜的碳酸鈉用量為1 500 g／t。

表3 碳酸鈉用量試驗結果

2.3 水玻璃用量試驗

水玻璃是白鎢浮選過程中常用的抑制劑，水玻璃的抑制機理通常認為是HSiO32-和H2SiO3-這2 種親水酸根離子在礦物表面形成吸附，使得脈石礦物表面親水從而使其受到抑制［5］。 按照圖1 所示流程，在碳酸鈉用量1 500 g／t、ZL 用量750 g／t 條件下，進行了水玻璃用量條件試驗，結果見表4。 由表4 可知，隨著水玻璃用量增加，粗精礦產率下降明顯，回收率也同樣逐漸下降。 當水玻璃用量為3 000 g／t 時，粗精礦產率達到了19.03%，脈石夾雜比較嚴重，不利于后續(xù)的常溫精選；當水玻璃用量為4 500 g／t 時，粗精礦品位及回收率均較理想，繼續(xù)增加水玻璃用量，回收率下降較快，綜合回收率及粗精礦品位指標，選擇水玻璃用量4 500 g／t為宜。

表4 水玻璃用量試驗結果

2.4 ZL 用量試驗

按照圖1 所示流程，在碳酸鈉用量1 500 g／t、水玻璃用量4 500 g／t 條件下，進行了ZL 用量條件試驗，結果見表5。 由表5 可知，隨著ZL 用量增加，粗精礦品位慢慢降低，回收率逐漸增加，尾礦品位也逐漸下降，當ZL 用量增加到750 g／t 后，再繼續(xù)增加其用量，回收率略微上升，尾礦品位略微下降。 綜合考慮回收率、粗精礦品位及藥劑成本，選擇適宜的ZL 用量為750 g／t。

表5 ZL 用量試驗結果

2.5 常溫精選試驗研究

常溫精選試驗研究對象為工業(yè)生產現場的浮硫尾礦，實驗室經一次粗選二次空白精選（粗選段一粗二精）所得空白精選精礦樣，針對該礦樣進行了幾種條件的浮選試驗，試驗流程為“一粗三精”（精選段），其中三次精選為空白精選，捕收劑和調整劑只在粗選段（精粗段）添加，藥劑用量為針對浮硫尾礦樣，試驗結果見表6。 由表6 可知，在常溫精選段的精粗段適當添加捕收劑ZL，再加大抑制劑水玻璃用量，有助于提高分選效率，不僅能夠獲得較高的精礦品位，也能獲得理想的精礦回收率。

表6 常溫精選條件試驗結果

2.6 全流程閉路試驗

在條件試驗基礎上，確定了最優(yōu)藥劑制度，設計了閉路流程為：粗選段采用“一粗三掃二精，中礦順序返回”流程，精選段采用“一粗二掃四精，精精選尾礦集中返回到精粗選”流程。 試驗流程見圖2，結果見表7。由表7 可知，閉路試驗最終可獲得鎢精礦WO3品位55.76%、回收率82.04%、尾礦WO3品位0.14%、金屬損失率17.96%的指標。

圖2 閉路試驗流程

表7 全流程閉路試驗結果

3 結 語

江西某白鎢礦主要組分是白鎢礦，含有較少的黑鎢礦，微量鎢以鎢華的形式存在，屬于典型的白鎢礦。針對含鎢0.77%的生產浮硫尾礦樣，進行了常溫精選閉路試驗，最終可獲得鎢精礦WO3品位55.76%、回收率82.04%、尾礦WO3品位0.14%、鎢損失率17.96%的指標。