某復(fù)雜低品位白鎢螢石資源綜合回收試驗(yàn)研究

劉 銘，陽華玲，王長福，馮章標(biāo)，朱超英

（長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410012）

鎢和螢石具有特殊的物理、化學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于國防工業(yè)及國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域［1-4］，《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016—2020年）》首次將鎢、螢石等24種礦產(chǎn)列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄。我國白鎢礦資源儲量豐富，以鎢多金屬共伴生礦床為主，主要集中在我國江西、湖南等地［5-6］。在這些鎢多金屬礦中往往伴生豐富的螢石資源，由于鎢、螢石資源稟賦性差，螢石品位低、脈石礦物組成復(fù)雜，加之受當(dāng)時選礦技術(shù)水平限制，許多礦山企業(yè)僅回收了白鎢礦資源，伴生螢石資源多隨鎢尾礦直接外排丟棄。隨著我國鎢、螢石資源開發(fā)利用的不斷深入，特別是近年來螢石作為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源在新能源等領(lǐng)域應(yīng)用的興起，高效開發(fā)白鎢礦資源的同時，綜合回收伴生螢石資源已經(jīng)成為國家開發(fā)利用的重點(diǎn)。湖南某礦山擁有豐富的白鎢礦、螢石資源，儲量分別達(dá)20萬t和200萬t以上，但因原礦性質(zhì)復(fù)雜、資源稟賦性差，目前僅回收了鎢資源，螢石未得到綜合回收，造成大量螢石浪費(fèi)。本文通過詳細(xì)的選礦試驗(yàn)研究，以現(xiàn)場浮硫尾礦為研究對象，開展了某復(fù)雜低品位白鎢螢石綜合回收試驗(yàn)研究，顯著提高了白鎢礦選礦指標(biāo)，并實(shí)現(xiàn)了伴生螢石資源高效綜合回收。

1 礦石性質(zhì)

取現(xiàn)場浮硫尾礦進(jìn)行化學(xué)多元素分析、主要礦物含量分析及解離度分析，分析結(jié)果分別見表1～表3。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2 礦石中主要礦物含量 %

表3 螢石和白鎢礦的解離度分析結(jié)果 %

由表1～表3可知，礦樣中可供選礦富集回收的主要組分是WO3和CaF2，含量分別為0.47%和6.08%，為達(dá)到富集目的礦物，需要選礦排除或降低的脈石礦物主要為透輝石、長石、云母、石榴石、方解石和白云石；白鎢礦的解離度為89.52%，螢石雖然大部分為單體或嵌連關(guān)系較為簡單的富連生體，但仍有15%左右以嵌連關(guān)系較為復(fù)雜的連生體存在，因此需要通過再磨才能使呈連生體產(chǎn)出的螢石得到較充分的解離。

2 選礦試驗(yàn)研究

2.1 試驗(yàn)方案

浮硫尾礦采用混浮工藝實(shí)現(xiàn)鎢螢石的高效富集回收，鎢螢石混合粗精礦采用彼得洛夫法，有效解析粗精礦表面的浮選藥劑，實(shí)現(xiàn)白鎢礦與螢石等礦物在精選過程中的高效分離，獲得合格的鎢精礦產(chǎn)品。白鎢加溫精選尾礦經(jīng)濃縮脫藥預(yù)處理后，通過磨礦-粗選實(shí)現(xiàn)螢石的高效富集回收，螢石粗精礦經(jīng)多次精選作業(yè)獲得合格螢石精礦產(chǎn)品，最終實(shí)現(xiàn)鎢螢石的高效綜合回收。

2.2 鎢螢石混浮試驗(yàn)研究

2.2.1 捕收劑種類篩選試驗(yàn)

為了實(shí)現(xiàn)鎢螢石同步高效富集回收，分別采用GYB（苯甲羥肟酸）、ZL（一種油酸皂捕收劑）、油酸、CYP-01（一種含有羧基、羥基、氨基等多種活性官能團(tuán)的自制捕收劑）進(jìn)行了粗選捕收劑種類篩選試驗(yàn)。粗選純堿用量1 000 g／t，水玻璃用量2 000 g／t，ZN-1＃（一種含磷酸基團(tuán)、金屬鹽的自制抑制劑）用量300 g／t，試驗(yàn)流程如圖1所示，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖1 鎢螢石混浮捕收劑種類試驗(yàn)流程

表4 捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，當(dāng)采用GYB作捕收劑，獲得的粗精礦WO3品位為1.69%，CaF2品位僅7.61%，鎢回收率76.33%，而螢石回收率僅27.23%，可見GYB對螢石的捕收能力很差；當(dāng)采用ZL作捕收劑，獲得的粗精礦WO3品位為1.41%，回收率達(dá)到88.47%，效果較好，但螢石品位及回收率不高；當(dāng)采用油酸或CYP-01作捕收劑，粗精礦中鎢、螢石回收率都較高，相對來說，采用CYP-01獲得的粗精礦鎢、螢石指標(biāo)最優(yōu)。綜合考慮，捕收劑采用CYP-01藥劑。

2.2.2 鎢螢石混浮段閉路試驗(yàn)

浮硫尾礦經(jīng)鎢螢石混浮粗選后，通過條件試驗(yàn)確定采用3次預(yù)精選獲得混合精礦，為了保證鎢螢石回收率，鎢螢石混浮粗選后增加兩次掃選作業(yè)。鎢螢石混浮段閉路試驗(yàn)流程如圖2所示，閉路試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖2 鎢螢石混浮段閉路試驗(yàn)流程

表5 鎢螢石混浮段閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

由表5可知，鎢螢石混浮段閉路試驗(yàn)可獲得產(chǎn)率 為 11.96%，CaF2品 位 40.70%、WO3品 位3.42%、鎢回收率88.92%、螢石回收率82.09%的混合精礦。

2.3 鎢螢石混浮精礦分離試驗(yàn)研究

鎢螢石混浮精礦采用彼得洛夫法實(shí)現(xiàn)鎢、螢石分離，通過加溫高濃度攪拌后經(jīng)四次空白精選獲得合格鎢精礦，鎢加溫精選尾礦回收螢石，為了保證鎢回收率，增加兩次精掃選，鎢加溫精選閉路試驗(yàn)流程如圖3所示，閉路試驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖3 加溫精選閉路試驗(yàn)流程

表6 加溫精選閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

由表6可知，加溫精選閉路試驗(yàn)可獲得產(chǎn)率4.80%，WO3品位66.47%、鎢作業(yè)回收率93.02%的鎢精礦，鎢加溫精選尾礦中CaF2品位43.00%，螢石作業(yè)回收率98.58%，鎢螢石實(shí)現(xiàn)了高效分離。

2.4 鎢精選尾礦螢石回收試驗(yàn)研究

2.4.1 螢石粗選試驗(yàn)

由于鎢加溫精選尾礦中含有大量水玻璃，螢石被強(qiáng)烈抑制，為了活化螢石，采用自然沉降進(jìn)行濃縮脫藥處理，自然沉降底流濃度為60%，然后通過磨礦擦洗，讓螢石充分解離，同時讓螢石礦物露出新鮮表面，通過高效浮選藥劑實(shí)現(xiàn)粗選螢石活化與富集。在純堿用量1 000 g／t，KG108藥劑（一種含磷有機(jī)抑制劑）用量300 g／t，CYP-01捕收劑用量400 g／t條件下進(jìn)行磨礦擦洗試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

圖4 螢石粗選試驗(yàn)流程

由表7可知，白鎢加溫精選尾礦經(jīng)濃縮脫藥后不擦洗獲得的螢石粗精礦品位及回收率均不高，而適當(dāng)磨礦擦洗后獲得的螢石粗精礦指標(biāo)明顯得到提高，當(dāng)磨礦細(xì)度-0.045 mm占74.56%時，獲得的螢石粗選指標(biāo)最優(yōu)。

2.4.2 螢石粗精礦精選試驗(yàn)

鎢加溫精選尾礦經(jīng)濃縮脫藥預(yù)處理、磨礦擦洗后，在純堿用量1 000 g／t，KG108藥劑用量300 g／t，CYP-01捕收劑用量400 g／t條件下進(jìn)行螢石粗選，獲得的螢石粗精礦進(jìn)行不同條件下的精選流程試驗(yàn)，試驗(yàn)條件及結(jié)果見表8。

表8 精選不同試驗(yàn)條件下的試驗(yàn)結(jié)果 %

由表8可知，采用水玻璃與FG-1藥劑（一種無機(jī)鹽，對碳酸鹽及硅酸鹽有較好抑制作用）獲得的螢石精礦指標(biāo)最優(yōu)，可獲得作業(yè)產(chǎn)率38.94%，CaF2品位94.04%、作業(yè)回收率61.35%的螢石精礦。而采用水玻璃與鹽酸、酸化水玻璃在精選過程中有絮團(tuán)，分選效果差，獲得的精礦螢石品位和回收率低。

2.5 全流程閉路試驗(yàn)

通過試驗(yàn)確定了最佳工藝流程及藥劑制度，在此基礎(chǔ)上通過調(diào)整藥劑制度進(jìn)行了全流程閉路試驗(yàn)，全流程閉路試驗(yàn)流程如圖5所示，閉路試驗(yàn)結(jié)果見表9。

圖5 全流程閉路試驗(yàn)流程圖

表9 全流程閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

由表9可知，全流程閉路試驗(yàn)獲得產(chǎn)率0.57%，WO3品位65.21%、鎢回收率80.80%的鎢精礦及產(chǎn)率2.98%，CaF2品位91.45%、回收率45.27%的螢石精礦，鎢螢石實(shí)現(xiàn)高效綜合回收。

3 結(jié) 論

1.湖南某復(fù)雜低品位伴生鎢螢石礦中可回收的主要組分是WO3和CaF2，其含量分別為0.47%和6.08%，脈石礦物主要為透輝石、長石和云母，次為石榴石、方解石和白云石等。

2.采用“鎢螢石同步浮選-鎢加溫精選-鎢精選尾礦回收螢石”新工藝，全流程閉路試驗(yàn)可獲得產(chǎn)率0.57%，WO3品位65.21%、鎢回收率80.80%的鎢精礦和產(chǎn)率2.98%、CaF2品位91.45%、螢石回收率45.27%的螢石精礦。

3.新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了伴生螢石資源高效綜合回收，減少了尾礦的排放量和環(huán)境污染，可緩解尾礦庫庫容壓力，有利于延長尾礦庫使用壽命，社會效益及環(huán)境效益顯著。