复杂难选黑白钨矿粗细分流同步选别新工艺

高玉德，徐晓萍，邹 霓，韩兆元，王国生

（1．广州有色金属研究院，广东 广州 510650；2．稀有金属分离与综合利用国家重点实验室，广东 广州 510650；3．广东省矿产资源开发及综合利用重点实验室，广东 广州 510650）

复杂难选黑白钨矿粗细分流同步选别新工艺

高玉德，徐晓萍，邹 霓，韩兆元，王国生

（1．广州有色金属研究院，广东 广州 510650；2．稀有金属分离与综合利用国家重点实验室，广东 广州 510650；3．广东省矿产资源开发及综合利用重点实验室，广东 广州 510650）

根据中国黑白钨矿资源原矿品位低、矿物种类多、嵌布粒度细、部分矿石蚀变风化泥化严重、综合利用率低、有效分选困难的特点，研究开发了粗细分流、分级重选、细泥浮选新工艺，结合新型高效组合捕收剂、新型离心选矿机的应用，成功回收了黑白钨矿，解决了粗、细粒不均匀嵌布复杂难选黑白钨矿回收技术难题。当原矿品位WO30．31%时，取得了粗粒钨精矿品位WO358．49%，钨回收率61．93%及细泥钨精矿品位WO326．23%，钨回收率15．02%的工业试验结果，钨总回收率为76．95%。

分流；重选；细泥；浮选；同步

0 前言

钨是一种中国独具优势的战略性稀有金属。在钢铁工业、航天航空、国防军工、装备制造、交通运输、电子信息和新能源等战略性新兴产业中起着重要作用。

目前，中国钨资源储量为560万t，占世界总量的60%以上，居世界首位。随着国民经济的快速发展，对钨资源的需求越来越大，相对易选的黑钨矿资源急剧减少。而占钨储量70%以上的难选白钨矿和黑、白钨共生矿却大多未得到有效利用，这部分钨资源综合利用率低，造成钨资源的严重浪费。主要原因是这类资源的原矿品位低、矿物种类繁多、嵌布粒度细、禀赋差，部分矿石蚀变风化泥化严重，其有效分选十分困难，被公认为世界性选矿难题。研究以福建某低品位复杂难选黑白钨矿为研究对象，创造性地提出黑白钨矿粗细分流同步选别新工艺，并取得了复杂难选黑白钨矿高效分离关键技术研究及工业化应用的突破性进展。

1 矿石性质

1.1 原矿多元素分析

原矿多元素分析结果见表1。

表1 原矿多元素分析结果 w/%Tab.1 Analysis results of ore elements

1.2 原矿矿物相对含量

原矿有用金属品位低，矿物种类繁多，主要为黑钨矿、白钨矿、辉钼矿、黄铜矿、辉铋矿等可综合回收。脉石矿物95%以上为密度小的石英、长石、云母等。钨主要以黑钨矿和白钨矿形式存在，黑钨矿和白钨矿钨的比例近似1∶1，分散于硫化物和脉石中的钨很少，不足5%，钨的理论回收率可达95%左右。

1.3 原矿钨粒度及解离度测定

原矿钨矿物嵌布粒度粗细不均，白钨矿的粒度主要分布在0．02～1．28 mm，黑钨矿的粒度主要分布0．01～1．28 mm。原矿白钨矿粒度测定结果见表2。

表2 原矿白钨矿粒度测定结果Tab.2 Testing results for scheelite ore grain size

原矿黑钨矿粒度测定结果见表3。原矿-1．7 mm解离度测定结果见表4。

表3 原矿黑钨矿粒度测定结果Tab.3 Testing results of wolframite ore grain size

表4 原矿-1.7 mm解离度测定结果Tab.4 Dissociation degree testing results of ore-1.7 mm

2 试验内容及结果

2.1 工艺流程

目前，处理复杂难选黑白钨共生多金属矿采用的工艺主要有以“主干全浮流程为基础，以螯合捕收剂浮选为核心的钼铋等可浮、铋硫混选、钼铋硫分离、黑白钨混合浮选、粗精矿加温脱泥脱药精选、黑钨细泥浮选的综合选矿新技术”的“柿竹园法”[1-2]和“黑白钨矿分流分速异步选矿工艺”[3-4]。对柿竹园矿Ⅲ矿带富矿段中原矿品位相对较高（含WO30．48%）、浮游性能相对较好的黑白钨共生矿石采用“柿竹园法”取得了很好的指标。而对柿竹园Ⅲ矿带西北角难选矿石和Ⅱ矿带品位较低（含WO30．3%左右），钨矿物主要以白钨矿为主，富钙富铁的脉石矿物较多，钨矿物的可浮性较弱，嵌布粒度细，各类矿物紧密共生，萤石含量高的矿石，采用以“高梯度强磁分流—黑、白钨分别浮选”为核心技术的新工艺[5]，具有较强的适应性，受黑、白钨矿物比例波动的影响较小，浮选过程稳定，为黑、白钨以及综合回收创造了良好的条件。

而对原矿品位较低、黑白钨矿比例接近、钨粒度粗细不均，脉石矿物以密度小的石英、长石、云母矿石为主，采用以上两种工艺难以适应。根据矿石性质，提出了“黑白钨矿粗细分流同步选别”新工艺，全流程工业试验流程见图1。

图1 全流程工业试验流程Fig.1 Complete flow chart of industrial test

原矿破碎、磨矿到一定细度，采用高频振动筛筛分，水力旋流器分级，按不同粒度分流，粗粒级采用螺旋选矿机、螺旋溜槽、摇床进行黑白钨矿同步重选，细泥采用高效新型钨矿组合捕收剂进行黑白钨矿同步浮选[6]，离心选矿机精选工艺。

2.2 粗细分流同步重选试验及结果

一个完整的重选生产流程包括物料准备作业和分选作业。物料准备作业目的是为分选设备制备出合适的物料。常用的方法有：为使有用矿物单体解离而进行的破碎磨矿；对胶结性的或含黏土多的原矿进行洗矿和脱泥；采用筛分及水力分级等方法分成窄级别物料，分别入选。

根据原矿钨矿物嵌布粒度及原矿-1．7 mm单体解离度测定结果，将原矿破碎、磨矿，采用二段高频振动筛筛分及水力旋流器分级，按-0．6 mm+0．2 mm、-0．2 mm+0．038 mm、-0．038 mm粒级分流，-0．6 mm+ 0．2 mm粒级采用螺旋选矿机选别，-0．2 mm+0．038 mm粒级采用螺旋溜槽选别，螺旋选矿机及螺旋溜槽精矿再用不同型号摇床精选。分级重选工业试验结果见表5。当原矿含WO30．31%，黑钨矿和白钨矿比例1∶1时，分级重选取得钨精矿品位WO358．49%，回收

率61．93%工业试验结果。

表5 分级重选工业试验结果 %Tab.5 Industrial testing results of classification gravity separation

2.3 细泥同步浮选-重选试验及结果

细泥中微粒比表面积大、表面能高，微粒之间易形成非选择性凝结、覆盖，对药剂无选择性吸附能力强；对于钨细泥更具有矿物组成复杂、品位低，黑钨矿与白钨矿、原生矿与风化矿、原生泥与次生泥比例变化大等特点。经常采用常温浮选对黑钨矿、白钨矿进行富集，富集的粗精矿浓缩后，进搅拌桶加水玻璃进行加温搅拌，不脱泥不脱药直接浮选，获得白钨精矿，加温精选尾矿用摇床回收黑钨矿，但加温精选尾矿中的黑钨矿回收率很低，微细粒黑钨矿流失严重。所以，如何有效回收钨细泥是提高钨回收率的关键。针对钨细泥特点，研究开发了“旋流器浓缩—常温浮选—离心机精选”的“细泥同步浮选—重选”短流程新工艺，通过水力旋流器浓缩脱少量微泥，为钨细泥浮选创造了有利条件；采用新型高效组合捕收剂[7-8]进行钨细泥浮选，当钨细泥给矿品位WO30．24%时，浮选精矿品位从原来WO32．50%提高到WO38．52%，细泥浮选作业回收率86．54%；采用新型离心选矿机处理浮选粗精矿，当浮选精矿品位WO38．52%时，取得离心选矿机粗扫选混合精矿品位WO325．23%，离心机作业回收率79．56%的工业试验指标。浮选-重选作业钨回收率68．85%，占原矿钨回收率15．02%。

2.4 全流程试验结果

当原矿品位WO30．31%时，采用“粗细分流同步重选”及“细泥旋流器浓缩—常温浮选—离心机精选”工艺，取得了粗粒钨精矿品位WO358．49%，钨回收率61．93%及细泥钨精矿品位WO326．23%，钨回收率15．02%的工业试验结果，钨总回收率为76．95%。

3 结语

（1）采用粗细分流、分级重选、细泥浮选联合工艺以及新型高效组合捕收剂、新型离心选矿机成功回收了复杂难选黑白钨矿，解决了粗细粒不均匀嵌布复杂难选黑白钨矿回收技术难题。

（2）采用新型组合药剂，对黑白钨矿不但有较强的捕收能力，而且具有高的选择性，通过浮选可以抛掉产率97%的脉石，浮选精矿富集比高达35．5倍，浮选精矿品位较高。浮选精矿再用新型离心选矿机精选，获得高回收率的黑白钨混合精矿。

[1] 张忠汉，曾少雄，张先华，等．GY法浮选钨新工艺在柿竹园选厂的工业实践[J]．有色金属，2000，52（4）：146-148．

ZHANG Zhong-han，ZENG Shao-xiong，ZHANG Xian-hua，et al．Industry practice of new technological of GY tungsten flotation in Shizhuyuan[J]．Nonferrous Metals，2000，52（4）：146-148．

[2] 周晓彤，林日孝．GY法浮选黑白钨新工艺的研究[J]．矿产综合利用，2000，（4）：1-3．

ZHOU Xiao-tong，LIN Ri-xiao．New technological research on flotation of wolframite and scheelite using GY chelating collector[J]．Multipurpose Utilization of Mineral Resources，2000，（4）：1-3．

[3] 于 洋，李俊旺，孙传尧，等．黑钨矿、白钨矿及萤石异步浮选动力学研究[J]．有色金属：选矿部分，2012，（4）：16-22．

YUYang，LIJun-wang，SUNChuan-yao，etal．Studyonasynchronous flotation kinetics for wolframite，scheelite and fluorite[J]．Nonferrous Metals，2012，（4）：16-22．

[4] 于 洋，孙传尧，卢烁十，等．黑钨矿、白钨矿与含钙矿物异步浮选分离研究[J]．矿冶工程，2012，32（4）：31-36．

YU Yang，SUN Chuan-yao，LU Shuo-shi，et al．Asynchronous flotation for wolframite，scheelite and other calcium-containing minerals[J]．Mining and Metallurgical Engineering，2012，32（4）：31-36．

[5] 周晓彤，胡红喜，邱显扬．湖南某难选黑白钨矿中的白钨浮选试验研究[J]．中国钨业，2011，26（2）：18-21．

ZHOU Xiao-tong，HU Hong-xi，QIU Xian-yang．Scheelite flotation experimentalresearch on a refractory wolframite-scheelite associated ore[J]．China Tungsten Industry，2011，26（2）：18-21．

[6] 高玉德，邱显扬，韩兆元．细粒级黑白钨混合矿选矿新技术研究[J]．材料研究与应用，2013，7（4）：260-263．

GAO Yu-de，QIU Xian-yang，HAN Zhao-yuan．New technology research on processing of fine mixed ore of scheelite and wolframite [J]．Materials Research and Application，2013，7（4）：260-263．

[7] 高玉德，邱显扬，钟传刚，等．羟肟酸类捕收剂性质及浮选钨矿物特性[J]．中国钨业，2012，27（2）：10-13．

GAO Yu-de，QIU Xian-yang，ZHONG Chuan-gang，et al．Property of hydroxamic acids and behavior of collecting tungsten minerals[J]．China Tungsten Industry，2012，27（2）：10-13．

[8] 高玉德，邱显扬，万 丽．羟肟酸对黑钨矿的捕收性能及作用机理研究[J]．矿冶工程，2014，（8）：84-87．

GAO Yu-de，QIU Xian-yang，WAN Li．Study of collecting property and mechanism of hydroximic acid on wolframite[J]．Mining and Metallurgigal Engineering，2014，（8）：84-87．New Technology of Complex Refractory Wolframite-scheelite Ore Separated Synchronously by Size Shunt

GAOYu-de,XUXiao-ping,ZOUNi,HANZhao-yuan,WANGGuo-sheng
(1．Guangzhou Research Institute of Non-ferrous Metals,Guangzhou 510650,Guangdong,China;2．State Key Lab of Rare Metal Separation and Multipurpose Utilization,Guangzhou 510650,Guangdong,China;3．Guangdong key Lab of Mineral Resources Exploitation and Multipurpose Utilization,Guangzhou 510650,Guangdong,China)

A new separation technology is designed to process the complex refractory wolframite-scheelite ore which has the characteristics of low grade,fine embedding,high alteration,intense weathering and acute mudding．Wolframite and scheelite are favorable recovered by applying high efficient collecting agent and centrifugal separator．Under the condition of the raw ore grade WO30．31%,the results of commercial test shows that the WO3grade and recovery of coarse-grained tungsten concentrate are 58．49%and 61．93%respectively．The WO3grade and recovery of fine-grained tungsten concentrate are 26．23%and 15．02%．And the total recovery is 76．95%．

shunt;gravity;slime;floatation;synchronization

TD952

A

2015-02-13

国家重点基础研究发展规划项目973项目（2010CB735500）

高玉德（1963-），男，广东揭阳人，教授级高工，本刊编委，2014年度国家科技进步二等奖获得者，从事稀有金属矿选矿工作。

10．3969/j．issn．1009-0622．2015．01．008