高梯度磁选机回收铋锌铁尾矿中低品位白钨矿的工艺研究

邓丽红,周晓彤

(广州有色金属研究院, 广东 广州 510651)

我国钨矿资源丰富，储量及产量均居世界首位。在已探明的钨矿床中，白钨矿储量的比例已上升到总钨储量的50%以上。随着钨资源的开采，黑钨矿数量日渐贫枯，白钨矿有取代黑钨矿的趋势。我国白钨矿储量虽大，但多为伴生矿床，且90%为低品位(WO3<0.5%)、嵌布粒度细、成份复杂、生产成本高的难选白钨矿，因此采用先进的选矿工艺，是企业降低生产成本、提高经济效益的有效途径之一。

国内某大型矽卡岩型多金属矿，日处理量2400t，主要回收铋、锌、铜、铁四种元素，日产尾矿1700t，含WO30.12%左右，达到综合回收水平。对该尾矿首先采用中磁和高梯度磁选机脱除50%～60%产率的磁性及弱磁性矿物，对高梯度磁选机的非磁产品进行硫化矿浮选和白钨浮选，使进入浮选的矿物WO3品位提高到0.328%，白钨浮选精矿经加温精选后得到WO367.92%的白钨精矿，回收率64.04%。

1 选厂尾矿矿石性质

1.1 尾矿矿物质组成

尾矿中主要钨矿物为白钨矿，少量黑钨矿，偶见钨华。硫化矿矿物极少，但种类多，有黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、辉铋矿、毒砂、方铅矿等。脉石矿物主要为钙铁榴石、萤石、方解石、石英、长石等。尾矿主要元素分析见表1，矿物相对含量见表2。

1.2 尾矿中钨的赋存状态、解离度及粒度分布

尾矿中钨在主要矿物中的分布见表3，矿物解离度见表4，钨的粒度分布见表5。

表1 尾矿多元素分析结果

表2 尾矿中矿物相对含量

表3 尾矿中钨在主要矿物中的分布

表4 尾矿中钨矿物(含白钨矿和黑钨矿)解离度测定结果

表5 尾矿中钨矿物(含白钨矿和黑钨矿)粒度分布

2 选矿工艺流程试验

对该矿样首先采用中磁磁选(磁场强度0.35T)脱除磁铁矿，非磁产品经高梯度磁选机磁选(磁场强度0.73T)选出弱磁性矿物，强磁精矿经摇床重选(一粗一精一中矿再选)回收石榴子石精矿。磁尾矿浮选脱除硫化矿后，运用氢氧化钠和水玻璃调浆，新型白钨捕收剂TA-3进行白钨浮选，经一次粗选三次扫选三次精选，得含WO314.12%的白钨粗精矿，白钨粗精矿经改进型的“彼德洛夫法”加温精选后得含WO367.92%的白钨精矿。小型闭路试验流程及结果见图1及表6。

图1 选厂尾矿选矿工艺流程

表6小型闭路试验结果

注：磁铁矿再磨经0.15T弱磁可得含Fe 62.23%的铁精矿。

3 讨论

3.1 矿石性质研究分析

选厂尾矿的工艺矿物学研究表明，尾矿中以黑钨矿矿物形式存在的钨占10%左右，以白钨矿矿物形式存在的钨占81%，钨华极少，只占总钨的2%；脉石中主要以钙铁榴石和石英、长石为主，分别占矿物相对含量的41.79%和35.132%，而脉石中钨的分配率只有5.95%，尾矿中具有中、弱磁性的矿物有黑钨矿、磁铁矿、褐铁矿、磁黄铁矿、赤铁矿、黄铁矿、钙铁榴石，约占矿物相对含量的45.41%，因此，如果采用高梯度磁选机分选，理论上可抛弃40%～50%产率的矿物，使白钨矿得以富集，而WO3损失率为15%～20%。

尾矿中钨矿物解离度80.78%，其特点是0.043mm以上粒级的矿物解离度较低，而0.043mm以下粒级解离度大于95%，且40%以上的钨矿物已碎为小于0.02mm的颗粒，有过粉碎现象，因此不需要再磨矿。选厂尾矿中黄铁矿和磁黄铁矿等硫铁矿物含量有2%～3%，可综合回收。

根据选厂尾矿工艺矿物学研究结果及现场条件，对该矿样采用中磁-强磁-浮选-重选选矿工艺流程，即选厂尾矿直接经磁场强度0.35T的中磁磁选和磁场强度0.73T的高梯度磁选机磁选，分离出磁铁矿及黄铁矿、石榴子石等弱磁性矿物，强磁非磁产品浮选脱除硫化矿后，脱硫尾矿进行白钨浮选得白钨粗精矿，白钨粗精矿经加温精选后得白钨精矿，强磁磁性产品经摇床重选回收石榴子石。

3.2 高梯度磁选机磁场强度对钨选别的影响

磁场强度试验固定条件为:介质 2mm棒, 振动频率280Hz，冲程14无上下磁极。试验流程为一次粗选，试验结果见图2，磁选机为双脉动高梯度磁选机。

从图2可见,随着磁场强度的上升,非磁产品WO3品位提高而回收率下降，综合品位及回收率，磁场强度以0.73T为宜。

图2 磁场强度对钨选别的影响

3.3 高梯度磁选机振动频率对钨选别的影响

适宜的脉冲振动能使矿浆产生与磁力线相垂直的往复运动，对吸附在磁介质上的颗粒起到有效清洗，使夹杂在颗粒群中的非磁性物质和弱磁性物质清洗出来，从而提高分选效率[1]。振动频率对钨选别影响试验固定条件：磁场强度0.73T，无上下磁极，磁介质2 mm棒，试验流程为一次粗选，试验结果见图3。

图3 振动频率对钨选别的影响

从图3可见，随着振动频率的增加，非磁产品WO3品位下降而回收率提高，综合品位及回收率，振动频率以300Hz为宜。

3.4 高梯度磁选机磁介质对钨选别的影响

不同的磁介质，会产生不同的磁场力，在相同的磁场强度下，磁介质越粗，产生的磁场力越低，磁介质越细产生的磁场力越高[2]。高梯度磁选机磁介质对钨选别影响试验流程为一次粗选，试验结果见表7。

表7 磁介质对钨选别影响试验结果

3.5 环境保护及药剂费用评价

3.5.1 实现了企业节能减排的目的

中磁-强磁-浮选-重选流程中，由于高梯度磁选机的引入。从尾矿中不仅可综合回收产率4.39%、含Fe48.59%的磁铁矿；产率0.6%含S 42.57%、Zn13.13%的硫精矿；产率0.12%、WO3品位67.92%的白钨精矿，而且还可回收产率27.01%含石榴子石92%的石榴子石精矿和产率11.87%含石榴子石88%的石榴子石中矿;达到减少尾矿排放的目的。

3.5.2 提高企业经济效益

由于没有碎矿、磨矿成本，同时高梯度磁选机可预先脱除50%～60%左右产率的非目的矿物，减少了进入浮选的矿物量，同时提高了进入浮选矿物中WO3的品位，大幅降低了浮选药剂的消耗，而且提高了浮选的选矿效率。据测算，该流程的药剂成本为8.664元/t选厂尾矿。仅回收白钨精矿一项，即可为企业增加可观的经济效益。

3.5.3 尾矿水的排放

经测试，白钨粗选尾矿水及加温精选尾矿水，经石灰、硫酸铝及3#絮凝剂简单处理，达到GB4913-85有色金属加工业工业“废水”排放标准。

4 结论

1)对含WO30.12%，白钨矿占总钨81%的某选厂尾矿，采用中磁脱除磁铁矿后，引入高梯度磁选机，可在浮选前脱除50%～60%产率的非目的矿物，使WO3品位从0.12%提高到0.328%，大幅度降低了浮选的药剂费用和浮选成本，提高了浮选的选别效率。

2)应用中磁-强磁-浮选-重选流程，从该尾矿中可得到含Fe 48.59%的磁铁矿、含S 42.57%、Zn 13.13%的硫精矿和WO3品位67.92%的白钨精矿以及含石榴子石92%的石榴子石精矿。其中钨回收率64.04%。不仅使企业减少了尾矿的排放，而且还提高了企业的经济效益，达到了节能减排的目的。

[1] 汤玉和 . SSS一Ⅱ湿式双频脉冲双立环高梯度磁选机的研制[J].金属矿山, 2004(3): 37.

[2] 黄雄林, 汤玉和 . 周期式水平磁系高梯度磁选机的磁路计算和聚磁介质的研究[D].长沙：中南大学，2010.