某低品位難選鎢錫礦石選礦試驗研究

田樹國，崔立鳳

（1.低品位難處理黃金資源綜合利用國家重點實驗室，福建 上杭 364200；2.紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，福建 上杭 364200）

鎢錫是我國優(yōu)勢礦產(chǎn)資源，儲量和產(chǎn)量均居世界首位。鎢、錫廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)、國防科技等尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。我國鎢礦與錫礦共同的資源特點是分布廣泛，儲量集中，共伴生組分較多，共生及伴生組分主要有銅、鉛、鋅、鉬、硫、鐵、鉍、銀、鈮、鉭、鈹、銦、鎵、鍺、鎘以及非金屬砷、螢石等[1-8]。

鎢礦及錫石往往與共伴生有價金屬元素致密結(jié)合，因此，選別時常采用多種選礦方法聯(lián)合工藝進(jìn)行分離。鎢礦及錫石性脆，磨礦時容易過粉碎產(chǎn)生細(xì)泥，不利于鎢錫有效回收，因此，在選擇選礦工藝時要避免或降低過粉碎現(xiàn)象[9-15]。

1 礦石性質(zhì)

原礦中金屬礦物種類較復(fù)雜，以黃鐵礦、黃銅礦、黑鎢礦以及錫石為主，含有少量的銅藍(lán)、黝銅礦、黝錫礦、硫砷銅礦、閃鋅礦、輝鉍銀鉛礦、鐵氧化物以及鐵礬等。脈石礦物含量高，主要為石英、黃玉、白云母、黑云母，其次為長石、螢石、硅酸鹽礦物以及其他礦物。黑鎢礦常呈半自形板狀、柱狀或他形粒狀，主要與石英、黃玉等脈石礦物連生，與其他礦物的連生邊界一般較為平直，易于單體解離；白鎢礦含量很少，粒度也較細(xì)小，主要被脈石包裹。錫石主要呈他形粒狀，有時可見短柱狀晶形，主要與黃玉連生，其次與云母連生，少量錫石與石英等其他礦物連生。

鎢錫礦原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1，鎢化學(xué)物相分析結(jié)果見表2，錫化學(xué)物相分析結(jié)果見表3。原礦篩析產(chǎn)品金屬分布及鎢錫礦物解離度結(jié)果見表4。

表1 多元素化學(xué)分析結(jié)果 w/%Tab.1 The results of multi-elements chemical analysis

表2 鎢物相分析結(jié)果 %Tab.2 The results of physical phase analysis of tungsten

表3 錫物相分析結(jié)果 %Tab.3 The results of physical phase analysis of tin

表4 篩析產(chǎn)品金屬分布及鎢錫礦物解離度結(jié)果Tab.4 Analysis results of metal distribution of screening analysis products and dissociation degree of tungsten tin minerals

由表1結(jié)果可知，原礦WO3和Sn含量分別為0.22%和0.42%，是回收的主要有價元素；伴生銅銀含量分別為0.24%和62.96 g/t，可綜合回收。

由表2、表3結(jié)果可知，鎢主要以黑鎢礦存在，含有少量的白鎢礦與鎢華，錫主要以錫石存在，硫化物中錫及其他錫含量較少。

原礦篩析結(jié)果表明，WO3及Sn主要分布在+0.85 mm粒級中，分布率分別為57.02%、55.88%；-0.074 mm粒級中WO3及Sn分布率較少分別為9.74%、9.83%。鎢錫礦物解離度分別為41.28%和34.06%，+0.85 mm粒級中鎢錫解離度均較低，特別是錫石只有9.38%，-0.30 mm+0.074 mm粒級中鎢錫礦物的解離度能達(dá)到80%左右，細(xì)粒級-0.074mm中鎢錫基本解離，解離度達(dá)到90%以上。粗粒級中的鎢錫需要磨礦才能有效解離。

2 試驗與討論

2.1 工藝選擇

根據(jù)原礦性質(zhì)研究表明，礦石中鎢錫礦物嵌布粒度相對較細(xì)，+0.30 mm粒級鎢錫礦物單體解離度較低，-0.30 mm粒級鎢錫礦物單體解離度相對較高，為了避免或減少磨礦過程中鎢錫礦物過磨現(xiàn)象，采用預(yù)先分級磨礦工藝，預(yù)先將-0.30 mm粒級產(chǎn)品分出，+0.30 mm粒級產(chǎn)品磨至-0.30 mm后與原礦分級-0.30 mm粒級產(chǎn)品合并進(jìn)行鎢錫粗選。采用重-浮-磁聯(lián)合工藝進(jìn)行鎢錫選別，主要包括螺旋溜槽粗選、搖床精選、浮選脫硫、磁選分離等。

2.2 鎢錫粗選試驗

2.2.1 工藝對比試驗

鎢錫粗掃選主要采用單一重選與磁-重聯(lián)合兩種工藝進(jìn)行對比，單一重選采用螺旋溜槽預(yù)先富集鎢錫，同時開展分級螺旋溜槽與不分級螺旋溜槽對比試驗，磁-重聯(lián)合主要進(jìn)行分級分選，采用高梯度磁選機(jī)選鎢，磁選尾礦螺旋溜槽富集錫。試驗流程分別如圖1、圖2、圖3所示，試驗結(jié)果見表5。

圖1 螺旋溜槽給礦不分級粗選工藝流程Fig.1 Process flow diagram of non-classification roughing for spiral chute feeding

圖2 螺旋溜槽給礦分級粗選工藝流程Fig.2 Process flow diagram of classification roughing for spiral chute feeding

圖3 磁-重聯(lián)合粗選工藝流程Fig.3 Magnetic gravity combined roughing process flow diagram

表5 粗選工藝對比試驗結(jié)果 %Tab.5 Comparison test results of roughing process

從表5可知，原礦不分級螺旋溜槽重選鎢錫粗精礦WO3回收率略高于原礦分級-螺旋溜槽重選回收率，Sn回收率略低于原礦分級-螺旋溜槽重選回收率；原礦分級磁-重聯(lián)合工藝產(chǎn)出的鎢錫粗精礦WO3與Sn綜合回收率高于單一重選回收率。但綜合考慮鎢錫粗精礦產(chǎn)率及流程復(fù)雜程度，從簡化流程，節(jié)約成本的角度，采用原礦不分級螺旋溜槽重選工藝進(jìn)行鎢錫粗選。

2.2.2 粗掃選優(yōu)化試驗

螺旋溜槽粗選產(chǎn)出粗選精礦、中礦及尾礦三個產(chǎn)品，對中礦進(jìn)行螺旋溜槽掃選，產(chǎn)出掃選精礦與尾礦，將粗選精礦與掃選精礦合并為鎢錫粗精礦，粗選尾礦與掃選尾礦合并為尾礦。粗掃選優(yōu)化工藝流程如圖4所示，試驗結(jié)果見表6。

圖4 粗掃選優(yōu)化工藝流程Fig.4 Roughing and scavenging optimization process flow diagram

表6 粗掃選優(yōu)化試驗結(jié)果 %Tab.6 The results of roughing and scavenging optimization test

由表6結(jié)果可知，鎢錫粗精礦產(chǎn)率33.82%，WO3含量0.57%，Sn含量1.06%，WO3回收率87.93%，Sn回收率85.75%。說明對螺旋溜槽粗選中礦進(jìn)行掃選，可以有效提高鎢錫粗精礦回收率。

2.3 精選試驗

將螺旋溜槽重選鎢錫粗精礦分級為+0.106 mm、-0.106mm+0.074mm、-0.074mm三個粒級，-0.106mm+0.074 mm與-0.074 mm兩個粒級產(chǎn)品分別直接進(jìn)行搖床精選，+0.106 mm粒級細(xì)度磨至-0.106 mm后進(jìn)行搖床精選，搖床中礦再磨再選，再磨再選精礦與一段搖床精礦合并為鎢錫精礦。鎢錫粗精礦分級搖床精選試驗流程如圖5所示，試驗結(jié)果見表7。

圖5 鎢錫粗精礦分級搖床精選試驗流程Fig.5 Test flow of classification shaking table cleaning of tungsten crude concentrate

表7 鎢錫粗精礦分級搖床精選試驗結(jié)果 %Tab.7 Test results of classification shaking table cleaning of tungsten crude concentrate

由表7試驗結(jié)果可知，鎢錫粗精礦分級，細(xì)粒級直接搖床精選，粗粒級再磨搖床精選，搖床中礦再磨再選，可獲得作業(yè)產(chǎn)率2.85%，WO3含量18.28%、Sn含量35.68%，WO3作業(yè)回收率96.42%，Sn作業(yè)回收率93.90%的鎢錫精礦。分級精選有利于提高鎢錫回收效果。

2.4 鎢錫精礦浮選脫硫

由于礦石中含有黃銅礦、黃鐵礦及其他硫化礦物，與黑鎢礦及錫石比重差異相對較小，重選過程中容易混雜在鎢錫精礦中。對于鎢錫而言，精礦中S是有害元素，需要采用浮選法脫除這部分硫化礦，提高鎢錫精礦質(zhì)量，試驗結(jié)果見表8。

表8 浮選脫硫試驗結(jié)果 %Tab.8 Flotation desulfurization test results

由表8可知，采用浮選法脫硫效果良好，硫脫除率達(dá)到97.76%，鎢錫損失小，同時可以適當(dāng)提升鎢錫精礦品位，獲得WO3含量20.31%、Sn含量37.69%，WO3作業(yè)回收率99.71%，Sn作業(yè)回收率99.89%。

2.5 鎢錫磁選分離

最后通過強(qiáng)磁選實現(xiàn)黑鎢礦與錫石分離，黑鎢礦、褐鐵礦、赤鐵礦等進(jìn)入磁性產(chǎn)品，錫石及其他少量的非磁性脈石礦物進(jìn)入非磁性產(chǎn)品。采用高梯度磁選機(jī)對鎢錫精礦進(jìn)行強(qiáng)磁選分離鎢錫，鎢錫分離試驗結(jié)果見表9。

表9 鎢錫磁選分離試驗結(jié)果 %Tab.9 Test results of tungsten tin magnetic separation

由表9試驗結(jié)果可知，采用高梯度強(qiáng)磁選可以有效分離黑鎢礦與錫石，通過一次粗選、一次掃選、一次精選的磁選工藝，可獲得作業(yè)產(chǎn)率30.12%，WO3含量63.66%，WO3作業(yè)回收率99.46%的鎢精礦；作業(yè)產(chǎn)率69.88%，Sn含量50.42%，Sn作業(yè)回收率98.64%的錫精礦。WO3與Sn對原礦回收率分別為84.08%和79.34%。

3 結(jié)論

（1）某低品位鎢錫礦含WO30.22%，含Sn0.42%，鎢主要以黑鎢礦存在，錫主要存在錫石中，硫化物含量相對較高，黑鎢礦與錫石嵌布粒度細(xì)，磨礦時容易造成鎢錫礦物過磨，產(chǎn)生過量鎢錫細(xì)泥，增加回收難度，屬于難處理礦石。

（2）采用預(yù)先分級的磨礦工藝，可有效降低入磨量，減少次生鎢錫細(xì)泥量，有利于鎢錫重選回收；螺旋溜槽粗掃選拋尾，可減少搖床精選入選礦量，增加鎢錫粗選回收率；粗精礦分級，粗粒再磨，搖床精選，搖床中礦再磨再選的精選工藝，有利于提高鎢錫礦粗精礦品位及回收率。

（3）通過重-浮-磁聯(lián)合工藝獲得WO3含量為63.66%，回收率為84.08%的鎢精礦；Sn含量50.42%，Sn回收率為79.34%的錫精礦，實現(xiàn)了鎢錫資源綜合回收利用的目的。