柿竹园预脱铁脱泥黑白钨混浮钨矿选矿新工艺研究

2011-12-31邓海波李晓东黄伟生高湘海

中国钨业 2011年4期

邓海波，赵磊，李晓东，黄伟生，高湘海

（1.中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙 410083；2.湖南柿竹园有色金属有限责任公司，湖南郴州 423037）

1 问题的提出

中国是世界上钨资源储量和钨原料生产、出口量最大的国家。

位于中国湖南省郴州市的柿竹园钨、锡、钼、铋特大型多金属矿床，是世界最大的钨矿床，钨资源占世界已探明储量的20.7％，但矿石含钨品位低，仅为WO30.4％左右，矿物成分及组成复杂，分选难度大，资源综合利用困难。众多研究者对柿竹园多金属矿的选矿进行了长期的研究［1-5］，取得了很大的进步。

但近期以来，湖南省柿竹园有色金属有限责任公司（简称柿竹园）野鸡尾500t/d选矿厂和380工区200t/d选矿厂的钨浮选作业，选矿指标较差。主要原因是供给该两选厂的矿石为井下大爆破采场Ⅲ矿带西北角矿石［6］。综合分析，Ⅲ矿带西北角矿石难选的原因为：

（1）Ⅲ矿带西北角矿石因大爆破贫化和出露天窗氧化，性质变化大，较难选。柿竹园千吨级选矿厂处理该类矿石时，指标也下降。

（2）矿石不仅存在原生矿泥，而且因矿石嵌布细，入选前需细磨至0.074mm＞84％而产生次生矿泥。这些矿泥粒度细、比表面大、吸附药剂多、本身浮选性能差，矿泥还会吸附罩盖于浮选性能好的钨矿物颗粒表面而使其浮选性能变差。

（3）柿竹园有色金属矿矿石中存在有相当部分的磁性矿物如磁铁矿等。弱磁选除铁作业仅有一次粗选，因需保证铁精矿品位TFe≥50％，磁性矿物未选干净。据考察，给入钨浮选作业的矿浆样中的磁性矿物含量均在2.0％～3.0％之间，含WO3品位在0.14％～0.40％之间。该部分含铁磁性矿物若不能预先脱除干净而进入钨浮选作业，将会吸附消耗螯合捕收剂，同时其大部分浮起后将降低钨浮选作业粗精矿品位。

若能将给入钨浮选作业的矿浆样，在浮钨前预先脱除干净残余的磁性矿物，并脱除少部分极细的对钨浮选作业干扰较大的矿泥，则有望整体提高柿竹园钨浮选作业的选矿指标，直接改善目前生产情况。此即新工艺的指导设想。

试验主要针对钨浮选粗选段，探寻提高柿竹园Ⅲ矿带西北角矿石钨选矿指标的工艺方案。同时，考察在该段产出不同品级较高WO3品位的钨粗精矿、取消钨加温精选以提高钨回收率、钨粗精矿直接水冶的可行性，即采用选冶联合流程提高钨资源综合回收率的可行性。

2 试验矿样、药剂

2.1 矿样

小型试验研究的对象样品为柿竹园矿多金属选矿厂工业生产矿浆，经硫化矿浮选分离作业后的底流，即钨浮选作业的给料矿浆（参见表1）。从现场工艺衔接着眼，试验要求所有矿样均不再磨，并带浆浮选。

表1 小型试验矿样一览表

2.2 药剂

试验药剂均取自生产现场，见表2。

表2 试验药剂一览表

3 钨矿矿浆样选矿小型试验

3.1 探索试验和模拟现场药剂流程原工艺闭路试验

对矿浆样，采用开路浮选流程试验，探索了多种捕收剂，如油酸、氧化石蜡皂733、氧化石蜡皂731、膦酸、W1；以及多种抑制剂，如改性水玻璃、六偏磷酸钠、腐植酸钠等的应用，均未能取得较好效果，故未再在这些方向做进一步研究。

为了考察预先脱泥工艺的可行性，本研究不再将原现场工艺流程药剂制度的改进作为重点，而只将矿浆样模拟现场药剂流程原工艺浮选小型闭路试验结果，作为后继试验的相对比较基点。试验结果见表3，试验流程见图1-a。

表3 矿浆样模拟现场药剂流程条件闭路试验结果％

从表3数据可以看出，C样（Ⅲ矿带西北角矿）比E样（Ⅲ矿带混合矿）难选。

图1 钨矿矿浆样选矿小型闭路试验流程图

3.2 弱磁选脱铁-浮选脱泥-黑白钨混浮新工艺闭路试验

矿浆样在浮钨作业之前，用磁铁（磁场感应强度0.1T）预先脱铁。再添加少量起泡剂BK-205进行浮选预脱泥，然后再按现场钨粗选药剂流程选钨。闭路试验流程见图1-b，试验结果见表4。

表4 矿浆样弱磁选脱铁-浮选脱泥-黑白钨混浮工艺闭路试验结果％

将表4的结果与表3对比，显然，C样、E样的“磁选预脱铁-浮选预脱泥-黑白钨混浮新工艺”试验，在原矿WO3品位、粗精矿WO3品位相近的对应条件下，浮选小型闭路试验取得了优于原工艺的试验技术指标。其中目前柿竹园矿石中最难选的特别是Ⅲ矿带西北角矿样（C矿样）尤其突出，WO3回收率增加15.04％；Ⅲ矿带混合矿（E矿样）WO3回收率增加4.07％。

4 新工艺工业试验

4.1 试验选矿厂、矿石与原工艺比较基准指标

新工艺工业试验在柿竹园380选矿厂进行，生产规模为200t/d。

工业试验矿石为柿竹园Ⅲ矿带矽卡岩一云英岩钨钼铋类型矿石。

新工艺工业试验指标比较基准以工业试验流程改造之前3个月的生产指标为基数，并按各个时间段不同钨粗精矿品位分类，参见表6和图2。可以看出，在使用原工艺时，略去原矿WO3品位的影响，黑白钨混浮粗选段的钨粗精WO3品位越低，则钨WO3回收率越高，两者呈一定的相关关系。

4.2 新工艺强化弱磁选选铁作业试验和浮选预脱

泥试验

强化弱磁选选铁作业的措施是增加一次扫选，所选用设备为直径750mm×1 200mm弱磁选机，磁场感应强度为0.13T。

对于新增扫选磁选机的强化分选的效率，是采用实测扫选磁精产物的产率来进行，如表5所示。通过强化弱磁选选铁作业，可除去绝大部分对黑白钨混浮粗选段的钨粗精品位和回收率有影响的磁铁矿。

表5 新增扫选磁选机的磁选指标

由于试验场地限制，无法安装浮选预脱泥作业所需的浮选机，浮选预脱泥是采用在原来生产中没有添加起泡剂的铋-硫等浮选作业，添加起泡剂BK205来进行，让矿泥从铋-硫粗精矿带出，起到脱泥的作用。当BK205用量由0g/t增加到40g/t时，按硫计算的铋-硫粗精矿产率增加1.63％，但未达到小型试验推荐的浮选预脱泥作业脱泥产率预定5％左右的要求。此处试验条件的改进达标，有待商榷。