白钨矿与含钙脉石浮选分离的研究

周晓彤，李英霞，邓丽红，胡红喜，付广钦

(广州有色金属研究院，广东 广州 510650)

在白钨矿浮选中，萤石和方解石等脉石矿物与白钨矿含有相同的表面活性点—钙离子。钙离子与脂肪酸类捕收剂具有较强的结合能力，因此在常规浮选中白钨矿、萤石和方解石的可浮性相近，要获得较高的白钨粗精矿指标有一定难度。因此，研究纯矿物在不同介质和不同药剂下的可浮性及其作用机理，对选择性抑制萤石和方解石并获得理想的白钨精矿指标具有重要意义。

1 白钨矿、萤石和方解石单矿物试验

1.1 调整剂对矿物可浮性的影响

1.1.1 用 NaOH调浆的影响

在捕收剂TAB-3用量为50mg/L时，用NaOH和H2SO4调整矿浆pH值，pH值对白钨矿、萤石和方解石可浮性的影响如图1所示。由图1可知，在pH=8.5时，白钨矿的可浮性较好；当pH>10时，白钨矿可浮性下降。在 pH>6时，萤石和方解石回收率大于90%。由此可见，萤石和方解石的可浮性好于白钨矿。

1.1.2 用NaOH、Na2CO3和水玻璃调浆的影响

在捕收剂TAB-3用量为100mg·L-1，水玻璃用量为400mg·L-1时，用NaOH和H2SO4调整矿浆pH值，pH值对白钨矿、萤石和方解石可浮性的影响如图2所示。由图2可知，添加水玻璃后萤石和方解石的可浮性大幅下降；白钨矿在pH>6后其可浮性只是微微下降，在pH>10时与不加水玻璃相比其可浮性有一定提高(与图1相比)。可见，添加水玻璃有利于白钨矿上浮。

在捕收剂TAB-3用量为100mg/L，分别用NaOH和Na2CO3调整矿浆pH=10时，水玻璃用量对白钨矿、萤石和方解石可浮性的影响如图3所示。由图3可知，当用Na2CO3调整矿浆pH时，白钨矿、萤石和方解石的可浮性较好。用NaOH调整矿浆pH，当水玻璃用量大于400mg/L时，水玻璃对萤石的抑制作用显著，有利于白钨矿与萤石的浮选分离。

图1 TAB-3捕收性能与pH值之间的关系

图2 NaOH调浆、pH与矿物可浮性的关系

图3 分别用NaOH和Na2CO3调浆、水玻璃用量与白钨矿、萤石和方解石可浮性的关系

1.2 捕收剂对矿物可浮选的影响

分别用油酸皂、氧化石蜡皂(733，731)和TAB-3作捕收剂，用Na2CO3调整矿浆pH=11.0，进行水玻璃用量对白钨矿、萤石和方解石可浮性影响的试验，结果如图4所示。由图4可知，随水玻璃用量增加，萤石的可浮性显著降低。随着水玻璃用量增加，采用油酸钠和733作捕收剂时，方解石可浮性缓慢降低，而采用TAB-3和731作捕收剂时，方解石的可浮性降低明显。图4(a)、(b)、(d)显示，采用油酸钠、733和TAB-3作捕收剂时，随着水玻璃用量增加，白钨矿可浮性缓慢降低，而采用731，其可浮性下降明显。从图4还可看出，只要水玻璃用量大于400mg/L，采用任何一种捕收剂均可将白钨矿和萤石这两种矿物分离；而对于白钨矿与萤石和方解石的分离，只有采用捕收剂TAB-3才能将白钨矿与脉石矿物萤石和方解石有效分离。同时，从图4还可看出，捕收剂对萤石、方解石的捕收作用的强弱顺序为：733>731>TAB-3。说明捕收剂TAB-3的选择性比较强。

2 白钨矿与含钙脉石矿物的分离

白钨-萤石型白钨矿石和白钨-方解石型白钨矿石是白钨矿石的两大类型。对这两类实际矿石的试验研究十分重要。

2.1 白钨矿-萤石型白钨矿的试验研究

湖南某钨矿，原矿含WO30.26%、CaF219.27%、CaCO39.42%，钨矿物中分别含白钨矿、黑钨矿和钨华为82.69%、13.85%和3.46%，属于白钨-萤石型白钨矿石。在捕收剂TAB-3用量0.24kg/t的条件下，进行调整剂试验，试验结果列于表1。由表1可知，调整剂采用NaOH与Na2SiO3组合，其用量分别为0.2kg/t、3.0kg/t，可获得较高品位和回收率的白钨精矿。

采用不同捕收剂进行回收白钨矿试验，结果列于表2。试验结果表明，采用捕收剂TAB-3，用量为0.64kg/t，白钨矿的回收指标较好。在NaOH用量0.4kg/t、Na2SiO3用量3kg/t的条件下，捕收剂TAB-3用量对回收白钨矿影响的试验结果如图5所示。试验结果表明，随TAB-3用量增加，回收率提高，精矿品位降低，但品位降低降低幅度较小。

(a) C油酸皂=3×10-4mol/L；(b) C733=100mg/L；(c) C731=100mg/L；(d) C TAB-3=100mg/L

表1 白钨矿-萤石型的白钨浮选调整剂试验结果

表2 白钨浮选捕收剂试验结果

图5 TAB-3用量对白钨浮选的影响

用NaOH和Na2SiO3作调整剂，TAB-3作捕收剂，经一次粗选三次精选三次扫选闭路试验，可得到品位11.70% WO3的白钨粗精矿、对作业回收率为75.69%,尾矿品位0.065% WO3。白钨粗精矿经加温浮选可得到品位为74.57% WO3、回收率69.47%的白钨精矿，对白钨矿回收率84.01%。白钨矿的回收效果较理想。

2.2 白钨矿-方解石型白钨矿的试验研究

安徽某钨矿，原矿含WO30.19%、CaCO316.42%、CaF21.58%，钨矿物中含白钨矿、黑钨矿和钨华分别为91.55%、5.92%、2.53%，属白钨-方解石型白钨矿石。在捕收剂TAB-3用量为0.18kg/t的条件下，调整剂种类及其用量对白钨矿浮选影响的试验结果列于表3。实验结果表明，调整剂以Na2CO3与Na2SiO3组合，可获得品位和回收率较高的白钨精矿。

在Na2SiO3用量2.6kg/t、TAB-3用量0.16kg/t的条件下，Na2CO3用量对白钨矿浮选影响的试验结果如图6所示。实验结果表明，Na2CO3用量为0.5kg/t时，白钨精矿的品位和回收率均较高，选别效果良好。

表3 白钨矿-方解石型的白钨浮选调整剂试验结果

图6 Na2CO3用量对白钨浮选的影响

用Na2CO3和Na2SiO3作调整剂，TAB-3作捕收剂，经一次粗选三次精选二次扫选闭路可得到品位7.52% WO3的白钨粗精矿、对作业回收率为91.59%,尾矿品位0.016% WO3。白钨粗精矿经加温浮选，可得到品位为65.62% WO3、回收率为87.47%的白钨精矿，对白钨矿回收率95.55%。

3 作用机理的研究

3.1 矿物表面动电位

在调整剂水玻璃用量为400mg/L、捕收剂TAB-3用量为100mg/L的条件下，用H2SO4和NaOH调矿浆pH值，矿浆pH值与白钨矿、萤石及方解石表面电位的关系如图7所示。

图7 pH值与矿物表面电位的关系

由图7(a)可知，在碱性介质或酸性介质中，均未发现白钨矿的零电点。在较宽的pH范围，白钨矿表面荷负电；白钨矿与TAB-3作用后，随pH增大，具有荷负电的表面，其ζ-电位向负值移动幅度较大；白钨矿与水玻璃和TAB-3作用后，其表面ζ-电位负移幅度较小。图7(b)显示，萤石的零电点pH≈8，pH<8时萤石表面荷正电，但与TAB-3作用后，其ζ-电位在pH<8时变为负值。图7(c)显示，方解石的零电点pH≈8.5，与TAB-3作用后，其ζ-电位在所有pH范围均为负值，但负移趋势较缓。而加入水玻璃后，白钨矿ζ-电位负移较小，萤石ζ-电位负移较大，方解石ζ-电位负移最大。以上说明水玻璃在萤石和方解石表面的吸附会排挤TAB-3的吸附。这与1.1.2部分的试验结果基本一致。

分别用NaOH和Na2CO3将矿浆调至pH=10，在TAB-3用量为100mg·L-1的条件下，水玻璃用量与矿物表面电位的关系如图8所示。

图8 NaOH和Na2CO3分别调浆，水玻璃用量与矿物表面电位的关系

3.2 矿物吸附药剂后的红外光谱分析

药剂在矿物表面上的吸附往往是几个力的综合结果，如共价键、库仑静电作用、晶格中或双电层中的离子交换、氢键、被吸附表面活性剂的烃链引起的链之间粘着键合、和范德华键等。红外光谱法被广泛用来鉴定在浮选体系中药剂和矿物是否发生化学吸附。

捕收剂TAB-3的红外光谱图如图9所示。图9显示，2921.6cm-1为捕收剂TAB-3中-CH3的C-H反对称伸缩振动吸收峰，2856.1cm-1为-CH2的C-H对称伸缩振动吸收峰，1560.1cm-1为羧基中C-O伸缩振动吸收峰。

图9 TAB-3药剂的红外光谱图

白钨矿、萤石和方解石与药剂作用的红外光谱如图10所示。图10显示，加入水玻璃后，矿物与药剂作用的红外光谱图发生变化：①白钨矿表面出现羧酸钙羧基中C-O反对称伸缩振动吸收峰[1]，1546.6cm-1处为羧酸钙的特征峰，表明捕收剂TAB-3与白钨矿表面有较强的化学吸附；②萤石表面的1560.1cm-1处羧基C-O吸收峰消失，仅在2921.6cm-1、2854.1cm-1处出现了-CH3反对称伸缩振动吸收峰和-CH2对称伸缩振动吸收峰，表明捕收剂TAB-3在萤石表面吸附力减弱；③方解石表面的2921.6cm-1处-CH3反对称伸缩振动吸收峰消失，表明TAB-3捕收剂在方解石表面吸附较弱。由此可见，加入水玻璃后，减弱了捕收剂在萤石和方解石表面的吸附力，从而提高了捕收剂TAB-3对白钨矿的选择性吸附作用，有利于白钨矿与萤石和方解石的浮选分离。

图10 白钨矿、萤石和方解石与药剂作用的红外光谱图

4 结论

1) 用Na2CO3调介质pH为8～11时，有利于白钨矿与方解石的浮选分离；用NaOH调介质pH≥11时，有利于白钨矿与萤石的浮选分离。

2) TAB-3捕收剂在白钨矿、萤石和方解石表面均发生化学吸附，但加入水玻璃后，捕收剂TAB-3在萤石和方解石表面的吸附减弱。因此，加入水玻璃后，有利于白钨矿与萤石的浮选分离，更有利于白钨矿与方解石的浮选分离。

[1] 郑国锡，贾方如.油酸钠与磷矿物作用的红外光谱[J].化工矿物与加工，1983(3):35-38.

国土资源部办公厅下发通知在全国评选矿产资源潜力评价先进典型

日前，国土资源部办公厅下发通知，就开展全国矿产资源潜力评价工作先进集体和先进个人评选活动进行部署。

据悉，本次评选分为集体奖和个人奖，集体奖设优秀组织奖和先进集体两个奖项，个人奖设突出贡献奖和先进个人两个奖项。评选范围包括参加全国矿产资源潜力评价工作的省级国土资源主管部门及项目承担单位，中国地质调查局、中国核工业地质局、中国煤炭地质总局、中化地质矿山总局、中国地质大学(武汉)等单位，以及参与全国矿产资源潜力评价工作的技术人员与管理人员。

全国矿产资源潜力评价工作自2007年实施以来，在各省(区、市)国土资源主管部门的高度重视、全国矿产资源潜力评价项目办公室与各项目承担单位的共同努力下，全面完成25种重要矿产资源潜力评价的各项任务，取得了显著成效。评选先进集体和个人，旨在全面总结成功经验，宣传先进典型，进一步推动工作成果的转化应用。