廣東某低品位黑白鎢共生礦選礦試驗(yàn)研究

馮章標(biāo)

（長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410012）

鎢屬于國家戰(zhàn)略性資源，廣泛應(yīng)用于通訊技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)、宇航開發(fā)、醫(yī)藥衛(wèi)生、感光材料、光電材料、能源材料和催化劑材料等［1］。截止2021年底，我國已探明的鎢資源（WO3）儲(chǔ)量為295.16萬t，居世界第一位，其中黑鎢礦/白鎢礦/混合礦比例為2∶7∶1，隨著鎢礦資源日趨“貧、細(xì)、雜”化，白鎢礦特別是黑白鎢混合礦的開發(fā)利用已越顯重要，國內(nèi)針對(duì)白鎢礦及黑白鎢混合礦的鎢資源回收已開展了大量技術(shù)研究，取得了眾多研究成果［2-8］。廣東某低品位黑白鎢混合礦中黑白鎢比例約為2∶1，原礦WO3品位0.44%，S品位0.38%，主要脈石礦物是石英、長石、絹云母等。本文根據(jù)該礦石性質(zhì)，通過選礦試驗(yàn)研究，采用“浮選—磁選—重選”聯(lián)合工藝，取得了良好技術(shù)指標(biāo)。

1 礦石性質(zhì)

原礦的主要化學(xué)成分、礦石中鎢的物相分析結(jié)果、礦石中主要礦物含量及鎢礦物解離度分析結(jié)果分別見表1至表4。

表2 礦石中鎢的化學(xué)物相分析結(jié)果 %

表3 礦石中主要礦物的含量 %

表4 樣品磨礦細(xì)度為-0.074 mm占72.56%時(shí)鎢礦物的解離度 %

由表1至表4可知，礦石中WO3主要以白鎢礦和黑鎢礦兩種形式產(chǎn)出，分布率分別為61.36%和31.82%，合計(jì)達(dá)93.18%。金屬硫化物主要有毒砂和黃鐵礦，脈石礦物主要是石英、長石、絹云母、綠泥石和高嶺石。白鎢礦和黑鎢礦均為半自形板片狀或不規(guī)則粒狀，粒度普遍較為細(xì)小，當(dāng)?shù)V石磨礦細(xì)度為-0.074 mm占72.56%時(shí)呈單體產(chǎn)出的白鎢礦占85.00%、黑鎢礦占90.29%。

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 原則流程的確定

原礦石中除含有黑白鎢外，還含有少量黃鐵礦等硫化礦。因此，原礦經(jīng)磨礦后先浮選脫硫，減少硫在鎢浮選中富集。利用白鎢易浮而黑鎢難浮的特點(diǎn)，脫硫尾礦采用彼得洛夫法優(yōu)先回收白鎢礦，最后采用磁選與重選相結(jié)合工藝從白鎢浮選尾礦中回收黑鎢礦，最終實(shí)現(xiàn)鎢資源的高效回收。原則流程如圖1所示。

圖1 原則流程

2.2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

原礦磨礦細(xì)度變化，硫粗選：硫酸銅200 g/t，丁黃藥150 g/t，MIBC 20 g/t；硫掃選：丁黃藥75 g/t，MIBC 10 g/t；鎢粗選：Na2CO3用量3 000 g/t，水玻璃用量4 000 g/t，油酸鈉200 g/t，試驗(yàn)流程如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程

表5 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果 %

由表5可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，硫泡沫S品位逐漸降低，S回收率逐漸升高，白鎢粗精礦鎢回收率逐漸升高。當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074 mm占72.56%時(shí)，硫泡沫S品位15.01%，S回收率90.44%，白鎢粗精礦WO3品位1.12%，WO3回收率67.90%，繼續(xù)增加磨礦細(xì)度，硫泡沫中硫回收率及白鎢粗精礦中WO3回收率都變化不大，結(jié)合原礦黑白鎢解離度分析結(jié)果，確定磨礦細(xì)度以-0.074 mm占72.56%為宜。

2.3 白鎢粗精礦預(yù)精選試驗(yàn)

由于白鎢粗精礦產(chǎn)率較大，后續(xù)加溫精選能耗高，因此，白鎢粗精礦在加溫精選前進(jìn)行空白預(yù)精選，有效拋除雜質(zhì)，提高白鎢粗精礦WO3品位，減少加溫精選能耗。預(yù)精選次數(shù)試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 預(yù)精選次數(shù)試驗(yàn)結(jié)果 %

由表6可知，隨著預(yù)精選次數(shù)增加，鎢粗精礦WO3品位逐漸增加而WO3作業(yè)回收率逐漸降低，當(dāng)預(yù)精選次數(shù)3次時(shí)，鎢粗精礦WO3作業(yè)回收率大幅下降，因此，預(yù)精選次數(shù)以2次為宜。

2.4 鎢粗精礦加溫精選試驗(yàn)

攪拌調(diào)漿條件：濃度60%，溫度90℃，加溫時(shí)間60 min，水玻璃用量變化，空白精選4次。試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

圖3 鎢粗精礦加溫精選試驗(yàn)流程

表7 加溫精選試驗(yàn)結(jié)果

由表7可知，隨著水玻璃用量的增加，鎢精礦WO3品位逐漸升高，而WO3回收率逐漸下降。當(dāng)水玻璃用量為26 kg/t時(shí)，鎢精礦作業(yè)產(chǎn)率5.76%，WO3品位69.51%，WO3作業(yè)回收率77.44%，精選指標(biāo)最優(yōu)，鎢粗精礦加溫精選水玻璃用量以26 kg/t為宜。

2.5 白鎢尾礦再選回收黑鎢礦試驗(yàn)

由于黑鎢礦天然可浮性較差，一般采用磁選、重選或聯(lián)合工藝選別。本文針對(duì)白鎢浮選尾礦中黑鎢礦采用強(qiáng)磁選和搖床重選相結(jié)合的聯(lián)合工藝進(jìn)行黑鎢回收。試驗(yàn)流程如圖4所示，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

圖4 浮鎢尾礦磁選—重選試驗(yàn)流程

表8 不同磁場強(qiáng)度條件下磁選—重選試驗(yàn)結(jié)果

由表8可知，隨著磁場強(qiáng)度增加，黑鎢精礦WO3品位逐漸下降，WO3回收率逐漸升高，當(dāng)磁場強(qiáng)度為10 000 Oe時(shí)，黑鎢精礦WO3品位52.93%，WO3回收率48.86%的黑鎢精礦。

2.6 全流程閉路試驗(yàn)

原礦經(jīng)磨礦后經(jīng)一粗兩精一掃流程浮選脫硫并獲得硫精礦產(chǎn)品，脫硫尾礦采用一粗兩掃三次預(yù)精選獲得鎢粗精礦，鎢粗精礦再經(jīng)高溫高濃度攪拌調(diào)漿后經(jīng)四精三掃，最終獲得高品位白鎢精礦產(chǎn)品，白鎢浮選尾礦經(jīng)一次強(qiáng)磁選和搖床重選，最終獲得黑鎢精礦產(chǎn)品。全流程閉路試驗(yàn)條件及工藝流程如圖5所示，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

圖5 鎢回收閉路試驗(yàn)流程

表9 鎢回收全流程閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

由表9可知，全流程閉路試驗(yàn)可獲得產(chǎn)率0.73%、S品位45.21%、S回收率91.68%的硫精礦和產(chǎn)率0.44%、WO3品位65.58%、WO3回收率67.11%的白鎢精礦及產(chǎn)率0.13%、WO3品位50.87%、WO3回收率15.38%的黑鎢精礦，鎢總回收率82.49%。

3 結(jié)論

1.礦石中WO3主要以白鎢礦和黑鎢礦兩種形式產(chǎn)出，分布率分別為61.36%和31.82%，合計(jì)達(dá)93.18%。金屬硫化物主要有毒砂和黃鐵礦，脈石礦物主要是石英、長石、絹云母、綠泥石和高嶺石等。白鎢礦和黑鎢礦均為半自形板片狀或不規(guī)則粒狀，粒度普遍較為細(xì)小，當(dāng)?shù)V石磨礦細(xì)度為-0.074 mm占72.56%時(shí)呈單體產(chǎn)出的白鎢礦占85.00%、黑鎢礦占90.29%。

2.原礦磨礦后經(jīng)“一粗兩精一掃”工藝浮選脫硫，脫硫尾礦經(jīng)“一粗兩掃兩精”工藝獲得的鎢粗精礦采用“四精三掃”加溫精選流程獲得白鎢精礦，白鎢浮選尾礦經(jīng)“一粗一精”的磁重聯(lián)合流程獲得黑鎢精礦，最終獲得了產(chǎn)率0.73%、S品位45.21%、S回收率91.68%的硫精礦和產(chǎn)率0.44%、WO3品位65.58%、WO3回收率67.11%的白鎢精礦及產(chǎn)率0.13%、WO3品位50.87%、WO3回收率15.38%的黑鎢精礦，鎢總回收率82.49%。硫及鎢資源均得到高效綜合回收。