新疆白干湖钨锡矿综合利用工艺研究

张成强，李洪潮，张红新，田 敏

（中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南 郑州 450006）

白干湖钨锡矿是吉林省地质调查院于2002～2004年在新疆若羌县发现的，初步控制矿体远景可达大型以上的矿床，目前初步估算钨资源量达50多万t，伴生锡资源量大于20万t。通过进一步勘查工作，该成矿带有可能成为我国继南岭钨锡成矿带之后又一钨锡资源勘查开发基地[1-2]。

该钨锡矿床类型为沉积变质岩浆再造钨锡矿床，依据矿石工业类型可以将本区矿体分为两种类型，即似夕卡岩型白钨矿体和石英脉型黑钨矿体[3]。本次研究采集样品为石英-锡石-黑钨矿类型，主要在工艺矿物学研究的基础上，对该矿进行选别工艺技术研究，以期对该矿的可利用性作出评价，为该矿今后合理开发利用提供初步技术支撑。

1 该钨锡矿石的基本特征

1.1 矿石的化学成分

对矿石中主要元素进行了化学分析，分析结果见表1。

表1 原矿多元素分析结果 w/%

从表1可以看出，矿石中三氧化钨的品位为0.97%、锡的品位为0.58%，表明该矿石已达到钨矿石和锡矿石的工业开采要求；有害元素硫、磷等杂质的含量较低；其他有益元素铜、铅、钼等在矿样中化学含量极低，达不到工业要求，无开采回收价值。

1.2 矿石的矿物组成及主要矿物特征

该矿石中主要有用矿物为黑钨矿和锡石，白钨矿含量较少。主要脉石矿物为石英和云母（包括白云母、黑云母和绢云母），两者约占矿物总量的92%，其他矿物成分含量甚微。

锡石呈自形晶粒状，粒度较粗，玻璃光泽，颜色为棕色、棕黄色、茶褐色、烟灰色，偶见膝状双晶，粉末呈浅棕色。黑钨矿呈厚板状、板状、板柱状、他形粒状，晶面具纵纹；颜色为黑色、黑棕色，颗粒边缘透露出褐红色，呈金属光泽，半金属光泽，性脆，具弱磁性，一组解理发育。

锡石、黑钨矿主要呈粒间分布，锡石粒间分布率占95.92%，包裹体仅为4.08%，因石英的结晶颗粒粗大，锡石主要被包裹在石英中，0.1 mm以上的锡石占87.56%，因锡石的裂理很发育，在破碎过程中，锡石的粒度会趋向变细，比黑钨矿的粒度要小。

黑钨矿全部呈粒间分布，即使有极少量包体也是分布在锡石、白钨矿中。黑钨矿的原生粒度0.1 mm以上占77.58%，在破碎过程中，黑钨矿易保存原生粒度，因为结晶形态呈厚板状。

白钨矿含量较低，很难统计到较多的颗粒，其粒度一般在于0.074～0.2 mm之间，最粗为0.5 mm左右，最细粒度为0.044 mm左右。

1.3 矿石物相分析

原矿物相分析结果见表2。

表2 原矿物相分析结果 %

从钨物相分析结果可以看出，含钨矿物为黑钨矿和白钨矿，其中主要为黑钨矿。

锡物相分析结果表明，含锡矿物主要为二氧化锡及锡石，其他含锡矿物含量极少。

1.4 矿石结构构造特征

矿石为块状构造。自形晶结构：黑钨矿、锡石，白钨矿呈粗大的自形晶晶体分布在石英中；脉状结构：黑钨矿与白钨矿呈脉状分布在石英中，也有晚期的萤石、石英、碳酸盐呈细脉贯入分布；包含结构：锡石中包含着他形晶黑钨矿，萤石中包裹着白钨矿，锡石、黑钨矿被包裹在石英、白云母中；簇状结构：黑钨矿、锡石的粗粒晶体呈簇状分布在脉石矿物中。

2 选矿试验

根据该钨锡矿的工艺矿物学特性，结合国内外钨锡选矿研究相关内容，一般钨锡矿粗选采用重选，精选根据分选不同的矿物种类及性质，分别采用磁选、电选、重选或浮选工艺等[4-6]。

2.1 粗选试验研究

2.1.1 原矿入选粒度、抛尾粒度试验

钨锡矿最主要的粗选工艺是重选，由于钨锡矿性脆，在破碎和磨矿过程中，它们易于过粉碎和过磨，易于泥化并进入矿泥中，在下一步选别作业中难以回收，大大降低钨、锡的选矿回收率。选择合适的重选入选粒度、丢尾粒度，是确保整个方案合理实施的前提。入选粒度过粗，有用矿物未单体解离，重选回收效果差，入选粒度过细，有用矿物易过粉碎，重选可回收部分的量减少，细粒有用矿物流失，严重影响重选的回收效果[7]。

试验工艺流程见图1，试验结果见表3。从试验结果可以看出，-10 mm+5 mm粒级原矿经跳汰选矿，精矿虽然有一定的富集作用，回收率也比较高，但精矿品位较低，不利于下一步精选作业的选别；而-5 mm+3 mm和-3 mm+2 mm粒级原矿则可得到较高品位的精矿和回收率。这表明，原矿从-5 mm开始才能得出一定量的较高品位精矿。从尾矿品位结果可以看出，原矿从-1 mm+0.5 mm级别才能开始丢弃部分较低钨锡品位的尾矿。因此，确定本钨锡矿的入选粒度为5 mm、最终丢尾粒度为1 mm。

图1 原矿入选粒度、丢尾粒度的确定试验工艺流程

表3 原矿入选、丢尾粒度试验结果

2.1.2 粗选试验流程与结果

在确定了合适的入选磨矿粒度和抛尾粒度的条件下，进行了粗选流程试验，为防止或减少钨锡过粉碎现象的发生，确定了阶段破磨、阶段选别，多级跳汰、多级摇床、再磨再选、细泥单独处理的工艺流程。

原矿破碎至-5mm分级为-5mm+1mm和-1mm＋0 mm两个级别，其中前一个级别采用跳汰首先回收部分已解离的钨锡粗精矿，选别尾矿磨碎至-1 mm，与原矿-1 mm+0 mm粒级合并后进行抛尾与再回收。试验采用设备为XZT-120/240×800梯形跳汰机、XZL-Ø400×300 离心选矿机、YY-K4395×1825×1535细砂摇床。试验原则流程见图2，结果见表4。

图2 粗选试验流程

表4 粗选全流程试验结果

从试验结果可以看出，钨粗选回收率为96.4%、锡粗选回收率为94.96%，说明该钨锡矿基本属于易选矿石。粗精矿进入下一步精选作业，中矿1和中矿2在生产中可返回磨矿作业。

2.2 粗精矿钨锡分选试验

2.2.1 精选试验流程的确定

该粗精矿试验样品系有跳汰粗精矿、摇床粗精矿和细泥粗精矿组成。粗精矿中黑钨矿、锡石和少量白钨矿为主要目的矿物，脉石矿物主要为石英、电气石、云母、长石、方解石、萤石等。粗精矿中除大部分为单体外，还含一定量的连生体，为了使连生体矿物相互解离，根据目的矿物的单体解离情况，精选入选粒度确定为2mm，然后分级为2.0～1.0mm、1.0～0.5mm、0.5～0.2 mm和0.2～0.0 mm 4个级别。根据试料中矿物的性质，确定对前三个级别首先采用干式强磁选分离黑钨矿与锡石，试验采用一粗二扫三精、中矿集中处理的全磁选工艺流程，各作业分选的磁场强度均用1.2 T，使钨锡分离达到了预期的效果。强磁尾矿和中矿再选别锡石，关于锡石的选别，由于+1 mm物料电选效果不好，故粗粒级磁选尾矿均需破碎到-1 mm后分级-1 mm+0.5 mm、-0.5 mm+0.2 mm、-0.2 mm+0.0 mm 3个级别，前两个级别采用摇床精选，精矿样品烘干后进行电选分离，在电压29 kV，转鼓速度110 r/min条件下，采用一粗一扫三精的工艺流程。各选别作业产生的-0.2 mm粒级样品全部集中后再分级选别，分级为-0.2 mm+0.074 mm、-0.074mm+0.0mm两个级别，其中-0.2mm+0.074mm粒级采用湿式强磁选分离出黑钨，电选分离锡石，精选段分级出的-0.074 mm+0.00 mm粒级样品首先采用弱磁选除去在中间破磨阶段产生机械铁，然后用湿式强磁选分离黑钨，再采用矿泥摇床重选分离锡石。摇床丢失的微细粒级矿物量少，对回收率影响不大，这里未做进一步研究，作为尾矿抛弃。粗选段细泥粗精矿单独处理。

试验所用设备：破碎设备为Ø250×400对辊破碎机；干式磁选设备为郑州矿产综合利用研究所研制的RGC×150-600-1干式永磁强磁选机，该磁选机磁场强度高，磁辊表面磁场强度可达1.4 T，且操作方便，是代替列宁格勒式双盘磁选机的理想设备；湿式强磁选机为赣州金环磁选设备有限公司研发的SLon-750脉动高梯度强磁选机，该设备是处理细粒弱磁性矿物的高效磁选设备，该设备磁场强度高，可达1.7T，脉冲装置的应用对提高精矿品位效果显著，是替代仿琼斯磁选机的较佳设备；细粒级重选设备采用TY1000矿泥摇床，该设备处理粒度下限低，分选精度高；电选设备采用XDF-250×200高压电选机。

2.2.2 粗粒粗精矿钨锡分选流程试验与结果

探讨确定了粗粒粗精矿钨锡分选试验工艺流程。试验结果见表5，试验工艺流程如图3所示。

表5 粗粒粗精矿精选试验结果

图3 粗粒粗精矿精选工艺流程

2.2.3 细泥粗精矿精选工艺流程与结果

离心机粗精矿品位较低，且由离心机粗选得到大量微细颗粒，如果该粗精矿与摇床粗精矿混合选别，也会由于粒度差异较大而干扰后面的精选作业，在相同的选别条件下，会使离心机粗选回收到的微细颗粒在后续作业中又重新损失到尾矿中去，故本试验对离心机细泥粗精矿进行单独选别，黑钨精矿品位较低，可与高品位精矿配合在一起，摇精样品不作为最终产品，可进行水冶处理。试验的工艺流程见图4，试验结果见表6。

图4 细泥粗精矿选别工艺流程

表6 细泥粗精矿选别试验结果

2.3 全流程试验结果

通过粗选与精选确定的最佳试验结果，进行了全流程试验指标统计，结果见表7，钨精矿质量分析结果见表8，锡精矿质量分析结果见表9。

从全流程试验结果可以看出，最终可得到黑钨矿精矿品位WO366.47%，钨总回收率为88.82%；锡石精矿品位Sn 69.04%，锡总回收率为90.54%。由于白钨的含量较少，未进行精选，将来工业生产中可单独再处理。

表7 全流程总指标统计结果

表8 黑钨精矿化学多元素分析结果 %

表9 最终锡精矿化学多元素分析结果 %

黑钨精矿符合GB2825-81二级黑钨精矿标准要求。锡精矿符合YB736-82一类一级品锡精矿标准要求。

3结语

（1）工艺矿物学研究查明了矿石的矿物组成，该矿石为石英岩型钨、锡矿床，矿物组成比较简单。主要有用矿物为黑钨矿、锡石、白钨矿；脉石主要为石英、云母、长石等，三者约占矿物总量的95%左右，其他矿物成分含量甚微；有用矿物锡石、黑钨矿的嵌布关系及原生粒度等工艺特征表明该矿石有良好的可选性；白钨矿与黑钨矿连生状况较为普遍，在非磁性矿中易与磷灰石、萤石混合，白钨矿的单独产品不易获取。

（2）粗选段：确定-5 mm+1 mm采用跳汰-跳汰工艺，体现了矿物一旦解离就尽早回收，减少泥化损失；-1 mm+0.5 mm采用跳汰-摇床工艺；-0.5 mm+0.074 mm采用摇床-摇床工艺，各作业细泥集中浓缩处理，采用摇床-离心机联合选别。精选段：黑钨的分离采用磁选，锡石与白钨的分离采用电选。最终获得黑钨精矿品位WO366.47%，钨回收率88.81%；品位Sn 69.04%，锡回收率90.54%的较好选别技术指标。

（3）在技术创新方面，其中分选黑钨矿应用干式永磁强磁选机设备，与目前许多黑钨矿选厂现场采用的干式电磁强磁选机相比，节能降耗效果显著；黑钨细泥选别采用国内新型磁选设备SLon脉动高梯度强磁选机，比其他强磁选设备性能优越。

（4）研究表明该钨锡矿具有很好的开采利用价值，有利于该地区钨锡矿地质找矿评价，而且为该矿以后开发利用提供了强有力的技术支撑。

[1] 李洪潮，张成强，田 敏，等.新疆白干湖钨锡矿工艺矿物学及初步选别特征研究[J].中国钨业，2008，（5）：14－17.

[2] 宋茂德，刘 忠，李洪茂，等.新疆东昆仑白干湖成矿带成矿地质背景及找矿方向[J].西北地质，2010，（4）：44-49.

[3] 刘子峰，崔雅茹，魏 微.新疆东昆仑白干湖钨锡矿床地球化学特征[J].吉林地质，2007，（4）：54-60.

[4] 许 时，邓芳超，周再菊，等.矿石可选性研究[M].北京：冶金工业出版社，1981.

[5] 吴威孙，刘金华，孟书青，等.选矿手册[M].北京：冶金工业出版社，1990.

[6] 杨 安.难选钨毛精矿钨锡分选流程试验研究[J].江西有色金属，1998，（3）：31-33.

[7] 张登福.含锡和黑钨矿矿石选矿的新方法[J].湿法冶金，1992，（3）：1-5.