某大型鎢鉬礦選礦試驗研究

摘要：某大型鎢鉬礦的鉬氧化率高達42.45 %，鉬、鎢、鐵、螢石等礦物嵌布關(guān)系密切、粒度細，鈣鎂硅酸鹽、碳酸鹽及黏土礦物含量高且分布極不均勻。針對這一復(fù)雜難選多金屬礦石，采用可工業(yè)化、相對簡單的碎磨—磁選—脫泥—浮選工藝流程，可獲得硫化鉬精礦（含鉬45.76 %）、氧化鉬-氧化鎢精礦（含鉬15.88 %、含鎢22.65 %）、鐵精礦（含鐵63.11 %），總鉬、總鎢、總鐵回收率分別為67.75 %、51.84 %、36.44 %，實現(xiàn)了礦產(chǎn)資源的有效回收。浮選前進行預(yù)先脫泥，有助于確保浮選流程順暢、降低藥劑耗量及穩(wěn)定有價礦物回收指標。

關(guān)鍵詞：輝鉬礦；白鎢礦；鎢鉬鈣礦；黏土礦物；磁選；脫泥；浮選

中圖分類號：TD954TD923文章編號：1001-1277（2024）05-0044-06

文獻標志碼：Adoi：10.11792/hj20240510

引言

某大型鎢鉬礦伴生鐵、螢石等礦物，屬于矽卡巖型難選多金屬礦石。該礦石富含黏土、石膏等嚴重影響鉬、鎢浮選的易泥化碳酸鹽礦物，同時存在與螢石可浮性相近的鈣鎂硅酸鹽礦物，且鉬、鎢、鐵、螢石等礦物嵌布粒度較細。針對這一礦石性質(zhì)，系統(tǒng)開展了碎磨—磁選—脫泥—浮選工藝試驗研究，取得了良好指標。該工藝簡化了流程結(jié)構(gòu)并可實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，為項目可行性研究提供了設(shè)計依據(jù)。

1礦石性質(zhì)

1.1化學(xué)分析

礦石化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

由表1可知：該礦石鉬品位0.14 %、WO3品位0.12 %，含磁性鐵3.66 %，含CaF2 11.93 %。鉬、鎢、鐵等金屬元素及CaF2具有一定回收價值，鈣鎂硅酸鹽礦物、碳酸鹽礦物等含量高，礦石易泥化，屬于矽卡巖型難選多金屬礦石。

1.2礦物組成

該礦石中金屬礦物占5.14 %。鐵礦物主要以磁鐵礦形式存在，硫化礦物主要為黃鐵礦，少量輝鉬礦、黃銅礦、銅藍、閃鋅礦、毒砂等；其余金屬礦物為少量白鎢礦、鉬鎢鈣礦、菱鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦，以及微量菱錳礦、菱鎂礦、硬錳礦、鋯石等。非金屬礦物占94.86 %，主要為方解石和白云石，其次為透輝石、透閃石、螢石、蛇紋石、石英等，少量綠泥石、蒙脫石、石膏、高嶺石等［1-2］。鉬、鎢、鐵物相分析結(jié)果分別見表2～4。

由表2～4可知：鉬礦物以鉬鎢鈣礦、輝鉬礦形式存在，合計占100.00 %；鎢礦物主要以鉬鎢鈣礦、白鎢礦形式存在，占95.80 %；以磁性鐵存在的鐵礦物占53.15 %，以硅酸鐵存在的鐵礦物占29.86 %。

1.3主要礦物粒度分析

對該礦石中主要礦物進行粒度分析，結(jié)果見表5。

由表5可知：輝鉬礦粒度細小，常呈浸染狀構(gòu)造且空間分布不均勻；白鎢礦粒度微細，常呈微細粒自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，與輝鉬礦、螢石嵌布關(guān)系密切，部分白鎢礦中鎢礦物被鉬礦物交代，產(chǎn)出白鎢礦的類質(zhì)同象產(chǎn)物（鉬鎢鈣礦）；螢石粒度粗細不均，粗粒螢石常被方解石交代分割或包裹其他細粒脈石礦物，很難通過磨礦提高其單體解離度，粒度為-0.010 mm的螢石與方解石、白云石等碳酸鹽礦物嵌布關(guān)系密切，也常與磁鐵礦、輝鉬礦、鉬鎢鈣礦、白鎢礦連晶嵌布，較難單體解離；磁鐵礦多呈自形—半自形軸粒狀結(jié)構(gòu)或不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)嵌布在脈石礦物中，粒度細小。

1.4礦石可選性分析

1）礦石含20 %～30 %碳酸鹽礦物，主要以方解石、白云石形式存在，其可浮性與鉬、鎢礦物接近，導(dǎo)致分離困難；且含15 %左右蛇紋石與滑石，在碎磨過程中極易泥化，影響選別指標。

2）礦石含5 %左右蒙脫石及皂石，磨礦后會分散在礦漿中，吸附大量選礦藥劑，提高藥劑耗量；且含少量石膏，溶解后會產(chǎn)生Ca2+、Mg2+等離子，消耗碳酸鈉和水玻璃，導(dǎo)致普通脂肪酸類捕收劑失效。

3）影響選別過程的黏土、綠泥石、蛇紋石、石膏等礦物在礦石中分布不均勻。隨著采礦深度的不斷增加，礦石性質(zhì)變化較大，難以合理配礦，導(dǎo)致選別指標不穩(wěn)定。

因此，有效脫除影響選別的原生礦泥及磨礦過程產(chǎn)生的次生礦泥，是降低藥劑耗量、提高礦物回收率的關(guān)鍵所在。

2試驗結(jié)果與討論

2.1流程探索試驗

2.1.1破碎產(chǎn)品拋尾探索試驗

礦石經(jīng)重介質(zhì)旋流器、光電預(yù)拋試驗，結(jié)果表明：鎢、鉬礦物主要以微細粒形式存在，上述試驗對破碎產(chǎn)品難以有效拋尾［3-6］。

2.1.2磨礦產(chǎn)品選礦流程探索試驗

在相同磨礦細度（即-0.074 mm占80 %）、浮選時間、藥劑制度條件下，進行了選礦流程探索試驗，結(jié)果見表6。

由表6可知：常規(guī)選礦流程對礦石性質(zhì)變化適應(yīng)性較差，選別指標較低；分級—脫泥—浮選流程具有礦石適應(yīng)性強、選別指標較高、藥劑耗量低的特點。

2.1.3濕法冶金探索試驗

對鉬品位0.14 %、鎢品位0.12 %的礦石采用濕法冶金技術(shù)［7］，在磨礦細度-0.074 mm占80 %、礦漿濃度20 %、DSC用量80 kg/t、SBC用量9 kg/t、DPPA用量20 kg/t、浸出溫度90 ℃、浸出時間9 h條件下，進行浸出試驗。試驗結(jié)果表明：鉬浸出率為81.62 %、鎢浸出率為30.39 %。該方案生產(chǎn)成本極高，不適宜處理低品位礦石。

2.2分級浮選

在實驗室小型試驗基礎(chǔ)上，采用磨礦—分級—粗、細粒度獨立浮選硫化鉬—粗、細粒度獨立浮選氧化鉬-氧化鎢的“分級浮選”工藝流程進行了處理量為1 200 t/d的工業(yè)試驗［8］。試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見表7。

由表7可知：該礦石采用磨礦—分級—粗、細粒度獨立浮選硫化鉬—粗、細粒度獨立浮選氧化鉬-氧化鎢的“分級浮選”工藝流程，選別過程順暢，各粒度礦石性質(zhì)相對穩(wěn)定，所用流程結(jié)構(gòu)及藥劑種類基本一致，只是藥劑用量略有變化；采用該流程獲得了硫化鉬精礦（含鉬41.13 %）、氧化鉬-氧化鎢精礦（含鉬9.48 %、含鎢24.54 %），總鉬回收率為68.62 %、總鎢回收率為50.82 %。但是，采用高速盤式離心機脫除-0.008 mm礦泥時，設(shè)備排礦管堵塞頻繁。

2.3分質(zhì)浮選

實驗室對磁選得到的磁性礦物和非磁性礦物進行分析發(fā)現(xiàn)，非磁性礦物主要富集在輝鉬礦、石膏、白云石、石英、長石、高嶺土、蒙脫石中，磁性礦物主要富集在白鎢礦、磁鐵礦、蛇紋石、滑石和方解石中。通過磁選可實現(xiàn)不同礦物的差異化分離，對磁性礦物與非磁性礦物分別選別有助于選別指標的提高。故在實驗室小型試驗的基礎(chǔ)上，采用“分質(zhì)浮選”，即原礦破碎—干式磁選—磁性礦物、非磁性礦物分別磨礦—脫泥—優(yōu)先浮選硫化鉬—氧化鉬-氧化鎢浮選工藝流程，開展了處理量為100 t/d的工業(yè)試驗［9］。試驗流程見圖2，磁性礦物、非磁性礦物化學(xué)成分分析結(jié)果見表8，粗選工業(yè)試驗結(jié)果見表9，精選工業(yè)試驗結(jié)果見表10。

由表8～10可知：該礦石采用原礦破碎—干式磁選—磁性礦物、非磁性礦物分別磨礦—脫泥—優(yōu)先浮選硫化鉬—氧化鉬-氧化鎢浮選的“分質(zhì)浮選”工藝流程，選別過程順暢，磁性礦物、非磁性礦物2個系列礦石性質(zhì)相對穩(wěn)定；采用該流程獲得了硫化鉬精礦（含鉬45.08 %）、氧化鉬-氧化鎢精礦（含鉬14.13 %、含鎢21.75 %）、鐵精礦（含鐵40.33 %），總鉬回收率為73.20 %、總鎢回收率為51.23 %、總鐵回收率為49.44 %。

2.3簡化試驗

在前期研究成果基礎(chǔ)上，開展了簡化選別流程試驗研究［1-2］，采用碎磨—磁選—脫泥—浮選工藝。工藝流程見圖3，試驗結(jié)果見表11。

由表11可知：礦石經(jīng)過碎磨—磁選—脫泥—浮選工藝流程，獲得了硫化鉬精礦（含鉬45.76 %）、氧化鉬-氧化鎢精礦（含鉬15.88 %、含鎢22.65 %）、鐵精礦（含鐵63.11 %），總鉬回收率為67.75 %、總鎢回收率為51.84 %、總鐵回收率為36.44 %。

3結(jié)論

1）該礦石鉬氧化率高達42.45 %，鉬、鎢、鐵等金屬元素及CaF2具有一定回收價值，鉬、鎢礦物嵌布粒度細、嵌布關(guān)系密切，屬于矽卡巖型難選多金屬礦石。

2）“分級浮選”和“分質(zhì)浮選”均采用旋流器+高速盤式分級機進行預(yù)先脫泥，相對穩(wěn)定了每個系列礦石性質(zhì)，但流程繁雜、脫泥設(shè)備高速盤式分級機堵塞頻繁導(dǎo)致運轉(zhuǎn)率低，難以大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。

3）采用相對簡單的碎磨—磁選—脫泥—浮選工藝流程，獲得了與“分級浮選”和“分質(zhì)浮選”相近的回收技術(shù)指標。浮選前預(yù)先脫除原生礦泥及次生礦泥，是確保浮選流程順暢、降低藥劑耗量及穩(wěn)定有價礦物回收指標的主要措施。

［參 考 文 獻］

［1］礦冶科技集團有限公司.某鎢鉬礦實驗室選礦試驗研究報告［R］.北京：礦冶科技集團有限公司，2020.

［2］長春黃金研究院有限公司.某難選鎢鉬礦高效回收工藝技術(shù)開發(fā)報告［R］.長春：長春黃金研究院有限公司，2020.

［3］凱瑞斯礦業(yè)設(shè)備技術(shù)（北京）有限公司.某鎢鉬礦KRS智能干法分選機分選試驗報告［R］.北京：凱瑞斯礦業(yè)設(shè)備技術(shù)（北京）有限公司，2022.

［4］天津美騰科技有限公司.某鎢鉬礦試驗研究及分析報告［R］.天津：天津美騰科技有限公司，2022.

［5］中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所.某鉬鎢礦選礦試驗研究報告［R］.鄭州：中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，2010.

［6］中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，國家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心.某鉬鎢礦22噸/日選礦擴大試驗研究報告［R］.鄭州：中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，國家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，2011.

［7］東北大學(xué).某難處理鎢鉬礦石提取新技術(shù)研究報告［R］.沈陽：東北大學(xué)，2022.

［8］中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，國家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心.某鉬鎢礦1#礦體選礦擴大試驗研究報告［R］.鄭州：中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，國家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，2013.

［9］中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，國家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心.某鉬鎢礦工業(yè)試驗報告［R］.鄭州：中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，國家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，2016.

Experimental research on ore-dressing in a large-scale tungsten-molybdenum mine

Lu Zhaofeng1，Wang Muzhi2，Yang Xiaolong1，Yin Kun1，Wang Haidong1

（1.China National Gold Group Co.，Ltd.; 2.Kichi-Chaarat Closed Stock Company）

Abstract：The molybdenum oxidation rate of a large-scale tungsten-molybdenum mine reaches 42.45 %.The intimate association of molybdenum，tungsten，iron，and fluorite minerals，with fine particle size，and high content of calcium-magnesium silicates，carbonates，and clay minerals，distributed extremely uneven，poses challenges in ore-dressing.To address this complexity in processing polymetallic ores，an industrializable and relatively simple crushing and grinding-magnetic separation-desliming-flotation process was adopted.This process yielded molybdenum sulfide concentrate （containing 45.76 % molybdenum），molybdenum oxide-tungsten oxide concentrate （containing 15.88 % molybdenum and 22.65 % tungsten），and iron concentrate （containing 63.11 % iron）.The recovery rates of molybdenum，tungsten，and iron were 67.75 %，51.84 %，and 36.44 % respectively，achieving effective resource recovery.Pre-desliming before flotation facilitates smooth flotation operations，reduces reagent consumption，and stabilizes the recovery of valuable minerals.

Keywords：molybdenite;scheelite;tungsten-molybdenum-calcium minerals;clay minerals;magnetic separation;desliming;flotation

收稿日期：2024-01-28; 修回日期：2024-03-05

作者簡介：陸兆鋒（1986—），男，高級工程師，碩士，從事黃金及有色金屬礦山選礦技術(shù)管理工作；E-mail：luzf@chinagoldgroup.com