云南某白鎢礦浮選試驗研究

高亞龍，劉全軍，董敬申，盛 潔，劉美琳

（1.昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明 650093；2.昆明理工大學 省部共建復雜有色金屬資源清潔利用國家重點實驗室，云南 昆明 650093）

0 引言

鎢又稱“重石”，是我國各領域建設所急需的重要礦產(chǎn)資源[1-2]。鎢具有熔點高、硬度大等眾多優(yōu)良特征，其制備的鎢基材料具有耐高溫、耐磨、硬度大、抗沖壓能力強等特點，應用十分廣泛，在制造加工、醫(yī)療器械、航空航天等領域占據(jù)著舉足輕重的地位[3]。我國鎢礦資源儲量較大，主要分布在江西、湖南等地，賦存形式以黑鎢礦和白鎢礦為主[4-5]，其中黑鎢礦的礦石品質(zhì)較好，易選別。但隨著科學技術的飛速發(fā)展，國民經(jīng)濟水平日益增高，對鎢的需求量越來越大，伴隨著大規(guī)模的開采，導致品質(zhì)高、易選別的黑鎢礦資源已然近于貧乏[6-8]。因此我國對鎢資源的開采重心已逐步由黑鎢礦轉(zhuǎn)移至白鎢礦，而白鎢礦的選別難度要遠遠大于黑鎢礦[9]。白鎢礦主要以共（伴）生礦的形式存在，鎢的品位較低，含有大量脈石礦物，且有害元素含量較高，礦石成分復雜，因此，如何提高白鎢礦的選別效率是一大難題[10]。本文以云南某低品位白鎢礦的粗精礦為研究主體，開展了一系列的浮選試驗研究。

1 試驗研究

1.1 礦石性質(zhì)

本文所研究的粗精礦礦石樣取自云南某選礦廠，對其進行化學多元素分析，分析結(jié)果如表1所示。

表1 主要化學元素分析結(jié)果 w/%Tab.1 Analysis results of main chemical elements

從表1中數(shù)據(jù)可知，WO3的含量占6.37%，是所要回收的目的礦物；CaF2和SiO2的含量分別為22.68%和29.51%，主要以螢石和石英的形式存在，而螢石是影響白鎢礦選別指標的主要脈石礦物。

對該試樣進行工藝礦物學研究，結(jié)果表明，WO3主要以獨立礦物的形式賦存于白鎢礦中，分配率占87.82%，少量以微細粒包裹體形式賦存于黝簾石、綠簾石等電磁性礦物以及石英、長石等無磁性礦物中，占12.18%?？梢奧O3分布較為集中，有利于選別，但是由于粗精礦中含有大量螢石，而白鎢礦與螢石的可浮性十分接近，導致白鎢礦的選別難度大大增加。因此本研究的重難點在于如何有效地抑制螢石，使白鎢礦得到更好的回收。

1.2 試驗方案

目前白鎢粗精礦精選常用選別方法有常溫浮選法與加溫浮選法[11]。前者經(jīng)濟環(huán)保，且操作簡單，但對成分復雜的礦石選別效果較差。后者操作步驟較為煩瑣，且成本相對較高，但是對成分復雜的礦物具有很好的選別效果。本試驗所研究的粗精礦礦石性質(zhì)較復雜，含有大量的脈石礦物以及有害元素，因此采用加溫浮選法對白鎢礦進行選別。該方法大致流程是：將礦漿調(diào)至較高濃度，添加大量水玻璃，同時快速攪拌，并加熱礦漿至一定溫度保持恒溫一段時間后，再稀釋進行常溫浮選。

2 結(jié)果與討論

試驗礦樣為白鎢礦經(jīng)一段粗選后的粗精礦，其礦石粒度為-0.074 mm占90.51%，白鎢礦已基本解離。因此在后續(xù)試驗中不對粗精礦進行磨礦，僅進行調(diào)漿作業(yè)。為了確定最佳的加溫浮選試驗條件，對抑制劑種類及用量、捕收劑種類及用量進行條件試驗，試驗流程和藥劑制度如圖1所示。

圖1 白鎢粗精礦浮選條件試驗流程Fig.1 Test flow of flotation conditions of scheelite coarse concentrate

2.1 水玻璃用量條件試驗

水玻璃對脈石礦物具有較好的抑制作用，在抑制劑Al（SO4）3的用量為1 000 g/t，捕收劑731的用量為200 g/t的條件下，僅改變水玻璃的用量，進行條件試驗，試驗流程如圖1所示，試驗結(jié)果如圖2所示。

圖2 水玻璃用量條件試驗結(jié)果Fig.2 Test results of sodium silicate dosage conditions

由圖2試驗結(jié)果得知，水玻璃用量為8 000 g/t時所獲得的鎢的指標最好，繼續(xù)增加水玻璃用量對鎢的品位及回收率會造成不利影響。因此以水玻璃的用量為8 000 g/t進行后續(xù)試驗。

2.2 抑制劑種類條件試驗

由于粗精礦中含有大量的螢石，而螢石與白鎢礦的可浮性十分接近，僅靠水玻璃來抑制脈石礦物，難以對螢石起到較好的抑制效果。通過查閱相關文獻[12]，發(fā)現(xiàn)水玻璃與其他抑制劑組合加入，對螢石的抑制效果會顯著提升，因此將水玻璃分別與氟硅酸鈉（1 000g/t）、腐殖酸鈉（1 000g/t）、硫酸鋅（1 000 g/t）、硫酸鋁（1 000 g/t）和聚丙烯酸鈉（500 g/t）作為組合抑制劑進行條件試驗，目的是尋求抑制螢石的最佳組合藥劑，從而提高精礦中鎢的品位。其中由于聚丙烯酸鈉為大分子藥劑，因此其用量低于其他種類的試驗藥劑。試驗流程如圖1，試驗結(jié)果見圖3。

圖3 抑制劑種類條件試驗結(jié)果Fig.3 Condition test results of inhibitors

圖3試驗結(jié)果表明，相比于其他4種抑制劑的選別指標，以氟硅酸鈉作為抑制劑的選別效果最好，所獲得的精礦中鎢的品位及回收率最高。因此后續(xù)試驗確定以水玻璃和氟硅酸鈉作為組合抑制劑，并對氟硅酸鈉進行用量條件試驗。

2.3 氟硅酸鈉用量條件試驗

在水玻璃用量為8 000 g/t，731用量為200 g/t的情況下，固定其他試驗條件不變，僅改變氟硅酸鈉用量，進行條件試驗，其試驗流程如圖1，試驗結(jié)果見圖4。

圖4 氟硅酸鈉用量試驗結(jié)果Fig.4 Test results of sodium fluosilicate dosage

從圖4的試驗數(shù)據(jù)可以看出，在固定其他試驗條件的情況下，氟硅酸鈉用量從500g/t增加至1500g/t時，精礦鎢的品位及回收率均顯著上升；當用量超過1 500 g/t之后，繼續(xù)增加其用量，精礦中鎢的回收率則明顯下降。因此，最終確定粗精礦浮選中氟硅酸鈉的用量為1 500 g/t。

2.4 捕收劑種類條件試驗

根據(jù)礦物性質(zhì)研究結(jié)果，分別選用白鎢礦捕收劑731捕收劑、十二胺、烴基磺酸鈉、油酸鈉以及油酸進行捕收劑種類試驗。以水玻璃和氟硅酸鈉作為組合抑制劑，分別添加731捕收劑、十二胺、烴基磺酸鈉、油酸鈉以及油酸，在用量均為200g/t的情況下，進行條件試驗，試驗流程如圖1，試驗結(jié)果見圖5。

圖5 捕收劑種類條件試驗結(jié)果Fig.5 Test results of collector type condition test results

由圖5結(jié)果可知，WO3品位和回收率的指標以731捕收劑為最佳，相比于其他試劑捕收效果較好。其中731捕收劑為改良的氧化石蠟皂，相對于脂肪類捕收劑來說，731捕收劑對礦石的選擇性較高，對礦石的適應性較強，針對成分復雜的礦石有較好的捕收性能[13]。因此，確定捕收劑選用731捕收劑，并對其進行用量條件試驗。

2.5 捕收劑用量條件試驗

在水玻璃的用量為8 000 g/t，氟硅酸鈉的用量為1 500 g/t的情況下，固定其他試驗條件不變，僅改變731捕收劑的用量進行條件試驗，試驗流程如圖1所示，試驗結(jié)果見圖6。

圖6 捕收劑731用量試驗結(jié)果Fig.6 Test results of collector 731 dosage

根據(jù)圖6的試驗結(jié)果可知，隨著731捕收劑用量的增加，精礦中WO3的回收指標呈先上升后下降的趨勢，在捕收劑用量為300 g/t時，WO3品位和回收率均達到最佳。因此，確定白鎢礦粗精礦浮選中731捕收劑的用量為300 g/t。

2.6 閉路試驗

為保證白鎢礦粗精礦浮選最終產(chǎn)品中鎢的質(zhì)量和回收率，對白鎢粗精礦進行加溫精選閉路試驗。根據(jù)開路試驗結(jié)果，制定了一次粗選七次精選三次掃選中礦逐級返回的閉路試驗流程。試驗流程見圖7，試驗結(jié)果如表2所示。

圖7 閉路試驗流程Fig.7 Closed circuit test flow chart

表2 閉路試驗結(jié)果 %Tab.2 Closed circuit test results

表2的閉路試驗結(jié)果表明，白鎢粗精礦通過一粗七精三掃的閉路流程，獲得了品質(zhì)較高的鎢精礦，鎢精礦WO3品位為56.63%，WO3回收率為96.10%，實現(xiàn)了該白鎢粗精礦中鎢的高效回收。鎢精礦中CaF2的回收率僅10.46%，尾礦中CaF2的回收率為89.54%，較好地實現(xiàn)了白鎢礦與螢石的分離，同時有助于對尾礦中的螢石進行回收。

3 結(jié)論

（1）云南某白鎢礦粗精礦中WO3的含量為6.37%，主要以獨立礦物的形式賦存在白鎢礦中，分配率占87.82%；少量的以微細粒包裹體形式賦存于黝簾石、綠簾石等電磁性礦物以及石英、長石等無磁性礦物中，占12.18%；且該粗精礦中含有大量螢石，是影響鎢精礦中WO3品位的主要脈石礦物。

（2）在粗精礦的浮選過程中，如何有效地抑制螢石是本次試驗研究的重難點。研究采用水玻璃和氟硅酸鈉作為組合抑制劑，對螢石起到了較好的抑制作用。通過條件試驗對浮選工藝流程進行逐一優(yōu)化，最終確定粗精礦白鎢礦螢石分離浮選中，水玻璃用量為8 000 g/t，氟硅酸鈉用量為1 500 g/t，捕收劑731用量為300 g/t，經(jīng)過一次粗選七次精選三次掃選，中礦逐級返回的閉路流程，獲得WO3品位為56.63%，回收率為96.10%的鎢精礦，得到了優(yōu)良的浮選指標。