从某低品位多金属矿中回收黑白钨矿的选矿试验研究

2011-01-22周晓彤邓丽红翟爱峰

中国矿业 2011年7期

周晓彤，邓丽红，关通，翟爱峰

(广州有色金属研究院，广东广州 510650)

该选矿厂原矿经硫化矿浮选脱除硫化矿物及弱磁选除铁矿物后，进行钨选矿。原选钨工艺为：采用黑白钨混合浮选，获得黑白钨混合精矿和尾矿；黑白钨混合精矿采用白钨加温精选，获得白钨精矿和白钨加温尾矿；白钨加温尾矿经摇床重选和细粒级钨浮选，分别获得黑钨精矿和细粒级钨精矿。虽然采用该方法获得的黑白钨混合精矿的钨回收率可达到80%，但是精矿产品的钨总回收率仅为65%，主要是白钨加温尾矿中的细粒级钨精矿品位和回收率较低。因此，研究合理的选钨工艺和高效的选矿药剂，是提高钨选矿技术指标的有效途径。

1 矿石性质

原矿多元素分析结果见表1，原矿主要矿物相对含量见表2。

由图1可见，随磨矿细度的增大，黑钨矿单体解离度明显提高，在磨矿细度为90%左右时，这些矿物的单体解离度在95%左右，这说明这些矿物的嵌布粒度很细。

原矿中，白钨矿占钨总的82.69%、黑钨矿占钨总的13.85%、钨华占钨总的3.46%。大多数白钨矿为溶液结晶白钨矿，有三分之一的白钨矿为交代黑钨矿而生成，这部分白钨矿含有黑钨矿包裹体或连生体，并因含铁、锰杂质而具弱磁性。

表1 原矿多元素化学分析

表2 原矿主要矿物相对含量

图1 磨矿细度与矿石单体解离度的关系

黑钨矿属钨锰铁矿，黑钨矿的数量虽然少，但嵌布状态却较复杂，粒度粗细极不均匀。一部分黑钨矿呈不规则粒状分布于绢云母、石英等脉石中，多见成群出现，部分黑钨矿被白钨矿交代，呈残晶状；另一部分微细粒黑钨矿分布于石英中, 这些黑钨矿多与萤石连生，未见与白钨矿连生。

矿石中，脉石矿物的种类非常多，主要有方解石、石英、长石、钙铁榴石、钙铝榴石、钙铁辉石、透辉石、透闪石、绢云母、黑鳞云母等，其中方解石、钙铁辉石、黑鳞云母、绢云母、绿泥石等富钙、富铁的脉石矿物约有30%左右，对钨的分选干扰较大。

2 工艺流程的选择

原矿采用黑白钨混合浮选获得的黑白钨混合精矿的钨回收率可达到80%，但是最终精矿的钨总回收率仅为65%。这是因为黑白钨混合精矿在白钨加温精选时，在温度大于90℃的矿浆中添加了大量水玻璃，使黑钨矿表面受到强烈的抑制，造成白钨加温尾矿中的细粒级钨精矿品位和回收率较低。因此，根据白钨矿和黑钨矿的矿石可浮性，采用白钨矿和黑钨矿分步选矿的方法获得白钨精矿和黑钨精矿。

根据原矿有三分之一的白钨矿为交代黑钨矿而生成，这部分白钨矿含有黑钨矿包裹体或连生体，因其含铁、锰杂质具有弱磁性，黑钨矿亦有弱磁性。因此, 选择先浮选回收白钨矿, 获得的白钨粗精矿经白钨加温精选得到白钨精矿；白钨浮选尾矿经强磁选获得的黑钨强磁精矿，再经黑钨浮选得到黑钨精矿。原则流程如图2所示。

图2 浮磁浮钨选矿原则流程

该工艺流程(图2)的成功实施，有赖于新型的白钨浮选药剂、高梯度磁选机、黑钨浮选药剂的成功应用。

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3 实验室选矿试验研究

在原矿磨矿细度为90%-0.074mm时，进行选矿试验研究。

3.1 白钨浮选试验研究

在捕收剂TA-3药剂用量0.24 kg/t的条件下，进行的调整剂试验结果见表3。调整剂采用NaOH 与Na2SiO3组合，精矿可获得较高的品位和回收率。

表3 白钨浮选调整剂探索试验结果/%

在NaOH药剂用量0.4kg/t 和Na2SiO3用量3.0kg/t的条件下，进行的捕收剂探索试验结果见表4。TAB-3选择性捕收效果较好，捕收剂选择捕收效果依次按TAB-3、GYW、TA-3、731、733、ZL递减。

表4 白钨浮选捕收剂探索试验结果/%

探索试验研究结果表明，白钨浮选采用NaOH、Na2SiO3和TAB-3药剂较好。

Na2SiO3用量3kg/t、TAB-3用量0.64kg/t 的条件下，NaOH用量试验曲线见图3。NaOH用量越大, 精矿品位越高, 而回收率越低。NaOH用量为0.4kg/t时，可获得较高的精矿品位和回收率。

NaOH用量0.4kg/t、TAB-3用量0.64kg/t 的条件下，Na2SiO3用量试验曲线见图4。 Na2SiO3用量越大, 精矿品位越高, 而回收率越低。综合考虑精矿品位与回收率，Na2SiO3用量为3kg/t时，选别指标较好。

NaOH用量0.4kg/t、Na2SiO3用量3kg/t的条件下， TAB-3用量试验曲线见图5。 TAB-3用量越大, 回收率越高, 而精矿品位越低。

图3 NaOH对白钨浮选的影响

图4 Na2SiO3对白钨浮选的影响

图5 TAB-3 对白钨浮选的影响

白钨浮选采用NaOH、Na2SiO3和TAB-3药剂，经一次粗选三次精选二次扫选闭路试验，可得到品位11.70%WO3的白钨粗精矿，作业回收率为75.69%, 尾矿含0.065%WO3。

3.2 白钨加温精选试验研究

在白钨粗选精矿中添加Na2SiO35.6kg/t、NT 0.1 kg/t，并保持矿浆温度95℃ 1h后，经白钨加温精选闭路试验(一次粗选二次精选二次扫选顺序返回工艺流程)，可得74.57%WO3、作业回收率为94.87%的白钨精矿。

3.3 黑钨强磁选研究

由于白钨浮选尾矿品位低，并含大量富钙矿物如萤石、方解石、长石等，对黑钨浮选干扰较大，直接浮选黑钨矿效果不理想。因此，提高黑钨浮选的入选品位，是提高黑钨浮选指标的关键。

根据黑钨矿具有弱磁性的特点，采用广州有色金属研究院研制的SSS-Ⅰ型高梯度磁选机，通过试验研究，在磁介质的棒直径Φ2+1mm、磁介质高度为14cm、磁选机脉动冲次300次/min、冲程12cm、磁场强度1.0T的条件下，获得0.157%WO3、作业回收率为92.69%的黑钨强磁精矿。

3.4 黑钨浮选试验研究

黑钨强磁精矿浮选采用NF、NA、改性水玻璃、Pb(NO3)2、GYB、TAB-3药剂，经一粗五精三扫顺序返回闭路试验，得到28.88%WO3、作业回收率为42.06%的黑钨精矿。

3.5 全流程试验

原矿含0.26%WO3的黑白钨矿，磨矿至90%-0.074mm，经硫化矿浮选脱除硫化矿物及弱磁选除铁矿物后，经磁-浮-磁选钨工艺流程(见图2)试验，可获得品位74.57%WO3、回收率69.47%的白钨精矿，和品位28.88%WO3、回收率8.08%的黑钨精矿；WO3在硫精矿和铁精矿的损失率，分别为3.94%和0.76%；WO3在白钨精选尾矿、强磁尾矿和黑钨尾矿的损失率，分别为3.61%、1.72%和12.42%。试验结果列于表4。

表4 浮-磁-浮选钨工艺全流程试验结果/%

4 试验结果与分析

试验产品的钨矿物组成如表5所示。

表5 试验产品的钨矿物组成

白钨浮选尾矿中,白钨矿和灰钨矿(含铁白钨矿)的含量很少，大多数已被选入白钨粗精矿。白钨加温精选尾矿中，白钨矿和灰钨矿(含铁白钨矿)的含量很少，大多数已选入白钨加温精矿。这说明在白钨浮选和白钨加温精选中，对白钨矿和灰钨矿(含铁白钨矿)的选择性捕收效果较好。白钨加温精选尾矿中，白钨矿的单体解离度仅为29.37%，灰钨矿(含铁白钨矿)的单体解离度仅为57.58%，黑钨矿的单体解离度为90.75%，白钨加温精选尾矿的钨矿物主要与萤石、方解石、石榴石、透辉石和石英等矿物连生，这说明白钨加温精选中未上浮的白钨矿和灰钨矿(含铁白钨矿)主要是没有单体解离造成的。

强磁尾矿品位低，主要是黑钨矿，这说明有一部分的黑钨矿未被强磁选出，同时也说明强磁给矿作业前的白钨浮选作业和白钨加温精选作业中，已较好地回收了白钨矿和灰钨矿(含铁白钨矿)。

黑钨精矿中黑钨矿的单体解离度为85.17%。黑钨浮选尾矿中，白钨矿占12.50%、灰钨矿(含铁白钨矿)占12.50%、黑钨矿占75.00%。黑钨浮选尾矿中，主要是黑钨矿，其单体解离度为64.04%，白钨矿的单体解离度为19.62%。黑钨精矿和尾矿中，钨矿物主要与透辉石、石榴石、萤石、石英、长石、方解石和云母等矿物连生。由此可见，提高钨矿物的单体解离度，是降低黑钨浮选尾矿品位的前提。