某多金屬硫化礦中回收白鎢礦選礦工藝研究

李光英，王鐵墨

（1.云南錫業(yè)股份有限公司卡房分公司，云南 個舊 661000；2.河北省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心，河北 保定 071051）

礦產(chǎn)資源在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。但是隨著資源的不斷開發(fā)，有的資源面臨枯竭。而鎢礦更是稀缺礦產(chǎn)，是重要的戰(zhàn)略物資[1]。加強(qiáng)對低品位白鎢礦的綜合回收利用，既能充分利用礦產(chǎn)資源，延長礦山服務(wù)年限，又是企業(yè)新的利潤增長點(diǎn)。因此，開展某低品位白鎢礦的選礦工藝研究顯得非常重要。

某夕卡巖型多金屬硫化礦中有價礦物主要是白鎢礦，其他有價礦物含量極低，回收價值很??；脈石礦物中透輝石和鈣鋁榴石占礦物總量47.51 %，采用磁選方法除去，為浮選白鎢礦創(chuàng)造條件。以該礦石性質(zhì)作為研究依據(jù)，確定了“浮—磁—浮”原則工藝流程，在試驗(yàn)中獲得了理想的選別指標(biāo)。

1 原礦性質(zhì)

某夕卡巖型多金屬硫化礦中有價元素為鎢、銅、鉍、鉬、硫、錫等，但其含量都較低，只有鎢元素可作為回收對象。鎢主要以白鎢礦的礦物形式存在，白鎢礦物量占原礦總量的0.26%；磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、毒砂等金屬硫化礦物量占原礦總量的1.78%；透輝石-鈣鐵輝石、鈣鐵榴石、鈣鋁榴石、方解石、長石、螢石等含鈣脈石礦物和石英礦物量占原礦總量的85.51%。以上硫化物、含鈣脈石礦物和石英的存在對白鎢精礦品位和回收率的提高都會產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

透輝石-鈣鐵輝石的化學(xué)組成中Mg2+與Fe2+間呈完全類質(zhì)同象；鈣鋁榴石-鈣鐵榴石的化學(xué)組成中Al3+與Fe2+間呈完全類質(zhì)同象，它們都具有弱磁性，磁性隨含鐵量的增加而增強(qiáng)。

白鎢礦是礦石中最主要的鎢礦物。白鎢礦的嵌布粒度大小較為均勻，主要粒度范圍在0.02～0.32 mm，只有極少量小于0.02 mm 的白鎢礦。白鎢礦較容易解離，磨礦細(xì)度-0.074 mm 占72%時白鎢礦已達(dá)到95%的解離。為了避免白鎢礦過粉碎，宜盡可能粗磨，但對于白鎢礦等氧化礦物，必須同時考慮在浮選回收時過粗的粒度容易從浮選泡沫脫落的問題，需要選擇合理的磨礦細(xì)度。原礦多元素分析見表1，鎢相分析見表2。

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

表2 鎢礦物的物相分析 %Tab.2 Phase analysis of tungsten minerals

2 選礦工藝研究

根據(jù)礦石性質(zhì)及結(jié)合國內(nèi)外白鎢多金屬礦選礦的經(jīng)驗(yàn)，采用浮選-磁選法將硫化物和透輝石-鈣鐵輝石、鈣鋁榴石-鈣鐵榴石及磁黃鐵礦等磁性礦物除去[3-5]，非磁性產(chǎn)品中白鎢礦主要采用浮選的方法回收。硫化物優(yōu)先脫除后，有利于白鎢礦回收；除去透輝石-鈣鐵輝石、鈣鋁榴石-鈣鐵榴石等含鈣礦物后，可減輕白鎢礦在浮選過程中對捕收劑形成的競爭吸附，因而確定了“脫硫—磁選拋尾—浮選白鎢”的原則流程[2]。

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度涉及磨礦段數(shù)、建設(shè)投資和運(yùn)行成本等重大問題，同時決定浮選精礦品位和回收率的好壞。磨礦細(xì)度不夠，有用礦物沒有充分解離，無法進(jìn)行有效分選；磨礦細(xì)度過細(xì)，導(dǎo)致有用礦物過磨，目標(biāo)礦物有效上浮的難度增大，回收效果差。具體的磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程Fig.1 Grinding fineness test process

圖2 白鎢磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Test results of grinding fineness of scheelite

從圖2 可知，當(dāng)磨礦細(xì)度為65%時，銅硫粗精礦中銅和硫的品位及回收率都低，同時鎢在非磁性產(chǎn)品中的品位及分布率也低；當(dāng)磨礦細(xì)度增加到70%時，銅硫粗精礦中銅和硫品位及回收率都達(dá)到最佳水平，同時鎢在非磁性產(chǎn)品中的品位及分布率也較高；隨著磨礦細(xì)度超過70%時，銅硫粗精礦中銅和硫的品位處于下降趨勢、回收率略有上升，同時鎢在非磁性產(chǎn)品中的品位及分布率變化不明顯，因此適宜的磨礦細(xì)度確定為-0.074 mm 占70%。

2.2 銅硫混合浮選閉路試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對銅硫混合浮選的捕收劑、起泡劑等開展了不同種類、不同用量的選礦條件試驗(yàn)，最后確定丁黃藥為捕收劑、2#油為起泡劑，用以除去選鎢前的硫化物[6-7]。以條件試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)，進(jìn)行了銅硫混合浮選閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖3 銅硫混合浮選閉路試驗(yàn)流程Fig.3 Closed circuit test process of copper sulfur mixed flotation

表3 銅硫混合浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.3 Closed circuit test results of copper sulfur mixed flotation

表3 試驗(yàn)結(jié)果表明，采用銅硫混合浮選可以獲得產(chǎn)率2.78%、銅品位4.61%、銅回收率86.26%的銅硫混合精礦。98.04%的鎢集中至浮銅硫尾礦，說明鎢在銅硫混浮作業(yè)損失極小。需要注意的是浮銅硫尾礦硫品位達(dá)0.62%，硫浮選脫除率只有55.55%，說明礦石中存在部分可浮性極差的硫鐵礦，需借助磁選等其他方法脫除。

2.3 磁選拋尾試驗(yàn)

該低品位白鎢礦中存在大量的鈣鐵輝石等磁性脈石礦物，若能采用強(qiáng)磁選脫除鈣鐵輝石類礦物，不僅可以大幅減少后續(xù)浮鎢處理量，節(jié)能降耗，而且可以顯著提高浮鎢入選品位，提高鎢的浮選效果，另外，強(qiáng)磁選還可能起到強(qiáng)化硫脫除的效果。為此進(jìn)行強(qiáng)磁拋尾試驗(yàn)研究，試驗(yàn)流程如圖4，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖4 強(qiáng)磁拋尾試驗(yàn)流程Fig.4 Test process of high intensity magnetic tail throwing

表4 試驗(yàn)結(jié)果表明，采用“一粗一精”強(qiáng)磁拋尾工藝，可以得到脫除作業(yè)產(chǎn)率為48.10%、WO3品位為0.052%的磁性產(chǎn)品；同時非磁產(chǎn)品（浮鎢給礦）中硫品位降至0.17%，說明礦石中存在難浮的磁黃鐵礦，這也為白鎢浮選創(chuàng)造良好條件。強(qiáng)磁選起到了拋尾和強(qiáng)化脫硫的雙重作用。

表4 強(qiáng)磁拋尾試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.4 Test results of high intensity magnetic tail throwing

2.4 白鎢粗選閉路試驗(yàn)

以非磁性產(chǎn)品作為白鎢粗選的試料，對礦漿調(diào)整劑、含鈣脈石礦物抑制劑、白鎢粗選捕收劑等開展了不同種類、用量的選礦條件試驗(yàn)，最后確定碳酸鈉為調(diào)整劑[5]、水玻璃為抑制劑[8]、改性脂肪酸GY-10為白鎢新型高效捕收劑。以條件試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)，進(jìn)行了白鎢粗選閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖5 白鎢粗選閉路試驗(yàn)流程Fig.5 Closed circuit test process of scheelite roughing

表5 試驗(yàn)結(jié)果表明，白鎢粗選閉路試驗(yàn)最終獲得白鎢粗精礦WO3品位12.32%、作業(yè)回收率90.35%的技術(shù)指標(biāo)。

表5 白鎢粗選閉路試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.5 Closed circuit test results of scheelite roughing

2.5 白鎢粗精礦精選閉路試驗(yàn)

在白鎢粗選段，其粗選泡沫產(chǎn)品WO3品位可達(dá)12%，但其中仍含大量的螢石、方解石、輝石類為主的含鈣礦物[9-10]以及少量可浮性差的硫化礦物，要獲得WO3品位達(dá)65%以上，回收率較高的成品鎢精礦仍有相當(dāng)困難。

目前國內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)踐中，對含鈣脈石以螢石、方解石、輝石為主的白鎢粗精礦的分離，存在兩種方法，即加溫精選法（也稱為“彼得洛夫”法）和常溫精選法[11]。加溫精選法即加入大量水玻璃礦漿高濃度加溫攪拌法，目前仍然是白鎢礦與螢石、方解石等含鈣脈石礦物精選分離的有效方法。該法在加溫攪拌后，一般情況還要稀釋脫藥，最終進(jìn)行浮選。本次試驗(yàn)研究對傳統(tǒng)方法進(jìn)行了改進(jìn)[12]，通過添加水玻璃和組合輔助調(diào)整劑（pH 值調(diào)整劑+硫化物抑制劑）及采取不脫藥直接在高堿度下浮選等新技術(shù)措施，不僅省去了脫水作業(yè)，還大大強(qiáng)化了水玻璃對含鈣脈石礦物和硫化礦物的抑制作用及對白鎢礦的選擇性活化和捕收作用，使白鎢精礦質(zhì)量有了顯著提高，也省去最終白鎢精礦脫磷的工藝過程。

常溫精選法也需要添加大量的水玻璃進(jìn)行長時間攪拌，因選擇性脫藥效果較加溫精選差，對含鈣脈石礦物抑制作用和對白鎢礦活化作用也不如加溫精選好，最終精礦質(zhì)量比加溫精選質(zhì)量差。

通過對白鎢粗精礦加溫精選和常溫精選優(yōu)劣的對比，選擇加溫精選的方法對白鎢粗精礦進(jìn)行提質(zhì)。加溫精選過程中對抑制劑、輔助調(diào)整劑、捕收劑等開展了條件開路試驗(yàn)。以最佳條件開路試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)，進(jìn)行了白鎢粗選精選閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖6 白鎢粗精礦加溫精選閉路試驗(yàn)流程Fig.6 Flow chart of closed circuit test for heating and cleaning of scheelite concentrate

表6 白鎢粗精礦加溫精選閉路試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.6 Closed circuit test results of heating and cleaning of scheelite coarse concentrate

表6 試驗(yàn)結(jié)果表明，白鎢粗精礦加溫精選閉路試驗(yàn)最終獲得白鎢精礦WO3品位71.66%、作業(yè)回收率97.72%的技術(shù)指標(biāo)。

2.6 推薦的工藝流程

通過對某低品位白鎢礦性質(zhì)的研究，結(jié)合各作業(yè)試驗(yàn)情況，推薦采用的選礦工藝流程見圖7。該流程回收率高、精礦質(zhì)量好、工藝過程穩(wěn)定，優(yōu)勢較為明顯。

圖7 推薦工藝流程Fig.7 Recommended process flow

3 結(jié) 語

（1）某低品位白鎢礦采用一粗一掃一精的銅硫閉路混合浮選方式，可以拋除產(chǎn)率2.78%的銅硫混合物，98.04%的鎢集中至浮銅硫尾礦中，說明鎢在銅硫混合浮選作業(yè)損失極小。

（2）某低品位白鎢礦中存在大量磁性脈石礦物及弱磁性的硫鐵礦，通過一粗一精強(qiáng)磁選可以拋除作業(yè)產(chǎn)率48.10%（對原礦產(chǎn)率46.76%），含WO3僅0.052%的磁性產(chǎn)品，獲得WO3品位0.35%、S 品位0.17%的非磁產(chǎn)品，強(qiáng)磁選起到了拋尾和強(qiáng)化脫硫的雙重作用，為白鎢浮選創(chuàng)造了有利條件。

（3）白鎢常溫粗選采用一粗二掃三精的閉路試驗(yàn)可以獲得WO3品位12.32%、作業(yè)回收率90.35%（對原礦回收率77.73%）的白鎢粗精礦。

（4）白鎢粗精礦加溫精選采用一粗三掃二精的閉路試驗(yàn)可以獲得WO3品位71.66%、作業(yè)回收率97.72%（對原礦回收率75.95%）的白鎢精礦。