白钨矿选矿工艺研究现状及发展趋势

方 浩 ，艾光华 ，2，刘艳飞

（1.江西理工大学 资源与环境工程学院，江西 赣州 341000；2.江西省矿业工程重点实验室，江西 赣州 341000）

钨是一种稀有金属，具有熔点高、硬度高等优异的金属特性，常被用来制作金属合金、光学器件、超硬磨具等，在等众多领域具有十分广泛的用途。中国钨资源储量在全球已探明的钨矿资源中位居前列。但是，随着我国经济的快速发展，加上一些不合理开采，钨矿资源消耗加剧，面临钨矿资源短缺的困境。目前，我国主要通过开采黑钨矿和白钨矿来获取钨矿资源，而随着黑钨矿资源逐步消耗殆尽，高效合理地开发利用白钨矿资源就显得至关重要。

中国白钨矿资源储量大，很多地区都分布有白钨矿床，但其中大部分白钨矿品位低、成分复杂，选别难度大，难以大规模开采[1]。白钨矿性脆易过粉碎，在选矿过程中极易形成微细颗粒，表面能变大，从而导致其表面被脉石矿物所包裹，大大降低其原有的可浮性。而且白钨矿常与含钙脉石矿物共伴生，这类脉石矿物的可浮性与白钨矿很接近，在浮选过程中会对白钨矿的浮选产生很大干扰，影响白钨精矿品位。针对白钨矿选矿难点及现状，寻找合理的选矿工艺，提高白钨资源的综合利用率，具有深远的意义。

1 白钨矿选矿方法研究现状

对不同类型的白钨矿，其选别方法也不尽相同。目前，在白钨矿富集过程中，常用的选矿方法有浮选法、磁选法、重选法。对于粗粒嵌布白钨矿，且白钨矿与脉石矿物密度差异较大时，重选法一般能取得较好的选别效果，而对于细粒嵌布白钨矿，一般采用浮选法。

1.1 浮选工艺现状

白钨矿具有较好的天然可浮性，浮选法仍然为当前分选白钨矿的重要方法之一。在工业生产中，其浮选过程包括粗选段和精选段：粗选段的主要目的是淘汰大部分脉石矿物以保证白钨矿回收率。王忠锋等[2]对冷水白钨选矿厂原有的粗选段流程进行改造，增加扫选次数，并选用新型捕收剂FX-6，将粗选回收率由建厂初期的59.17%提高到76%，粗精矿品位也从1.089%提高到1.5%。陈剑等[3]对云南某白钨选矿厂粗选工艺优化以后，从而得到品位为5.76%的精矿，其回收率也提高到了81.14%。精选段主要是为了提高白钨精矿最终品位，通常需要五次以上的精选，才能最终满足要求。目前，白钨精选主要包括加温浮选和常温浮选两种方法。

加温浮选法即是在加温的矿浆中对白钨矿进行浮选的一种选矿方法。徐晓萍等[4]针对江西某大型白钨矿矿山选厂，改进原有流程，在加温搅拌过程中加入组合调整剂，加温后的矿浆直接进行浮选，对含钨0.75%的矿样进行试验，最终得到品位为65.37%、回收率为86.31%的钨精矿。过建光等[5]对原矿厂的加温浮选法进行改进，在加温过程中加入组合药剂，去除了脱药和脱硫工序，使最终精矿品位达到68%，精矿回收率也提高了6%，取得了不错的效果。加温浮选虽然能取得不错的选矿指标，但选矿成本高，难以满足选矿生产要求。

相对于加温浮选，常温浮选在经济成本、环保等方面有诸多优势。因此，如何实现白钨矿的常温环境下的浮选，是我们需要迫切解决的问题。高湛伟等[6]为了回收栾川地区某浮钼尾矿中的白钨矿，将原矿厂采用的加温浮选法改为常温浮选法。通过小型闭路试验，对原尾矿中钨品位仅为0.062%的原矿样进行试验，得到品位为22.56%、回收率为83.02%的钨精矿，取得了不错的选矿指标。温德新等[7]针对江西某白钨矿石品位低、嵌布粒度细、萤石含量高的特点，采用新型药剂WH作活化剂，（GYW+731）作组合捕收剂，采用常温浮选法选别矿石，使得最终钨精矿品位为35.11%、回收率达到72.20%。

1.2 磁选工艺现状

白钨矿本身无磁性，但其中常会共伴生一些磁性矿物，这些磁性矿物会对白钨矿浮选产生很大影响。因此，采用磁选法预先回收黑钨矿、磁黄铁矿等磁性矿物，在保证白钨精矿品质的同时，又能有效回收白钨矿中的其他有价金属。另外，利用磁选法还能预先抛尾、富集白钨矿，减少浮选入矿量，提高入选品位，从而降低选矿成本，获得高品质白钨精矿[8]。

周晓彤等[9]对某大型黑白钨矿尾矿，采用一粗一扫的强磁选别流程，将原矿钨品位从0.20%提高到0.43%，最终钨的回收率达到73.26%。邓丽红等[10]针对某大型铋锌铁矿尾矿性质特点，改进原有工艺流程，在白钨矿原矿品位仅为0.12%情况下，最终得到含钨67.92%的白钨精矿，回收率也提高到64.04%，取得了良好的选矿指标。

1.3 重选工艺现状

重选是根据矿物间比重的差异来进行分选的一种物理选矿方法。重选具有生产成本低、可处理物料粒度范围宽、环境污染小等诸多优势。白钨矿相对密度为5.8～6.2，与脉石矿物密度有较大差异，因此，重选法是分选白钨矿和黑白钨混合矿的有效方法之一。章国权等[11]针对云南某白钨矿嵌布粒度粗的特点，采用重选工艺对原矿进行粗选，使最终白钨精矿品位达到62.84%，回收率也达到70.03%。重选法一般用来处理粗粒白钨矿，既能满足环境要求，又能取得较好的经济效益。

1.4 联合工艺现状

所谓的联合工艺，就是将重选、磁选、浮选等多种选矿方法高效的联合起来，充分发挥各种选矿方法的优点，最大限度地提高选矿指标。从大量的选矿实践中，发现仅用单一的选矿方法很难得到理想的选矿指标[12]。联合工艺能够处理不同类型的白钨矿，在有效回收白钨矿提高白钨矿品位的同时，也能回收白钨矿中共伴生的各类有价矿物，最大限度地提高经济效益。

不同类型的白钨矿，所选的联合流程也不一样。张成强等[13]针对新疆白干湖钨锡矿，提出“重选-磁选-电选”的联合工艺流程，得到钨品位为66.47%，回收率达88.81%的精矿。陈冬冬等[14]针对某碳酸脉型黑白钨矿的类型特点，采用了“磁选-重选-浮选-酸浸”的联合选矿工艺流程，不仅实现了黑白钨的有效分离，也得到了高品质的钨精矿，最终得到的黑钨精矿品位为33.56%，回收率为15.92%；白钨精矿品位为66.56%，回收率为53.29%。张忠汉等[15]针对某难选白钨矿，将原来的全浮流程改为“重选-浮选”联合流程，获得品位为66.58%、回收率为82.15%白钨精矿，不仅有效降低了选矿成本，而且获得了高品质的白钨精矿，取得了非常可观的经济效益。由此可见，联合工艺具有较高的应用价值，针对不同类型的白钨矿，确定高效合理的联合工业流程，是选矿工作者今后值得深入研究的重点。

2 白钨矿浮选药剂研究现状

由于白钨矿性脆的特点，白钨矿在选别过程中很容易产生过磨现象，从而导致白钨矿浮选很困难。因此，白钨矿捕收剂和抑制剂的研究就显得极其重要。

2.1 捕收剂的研究现状

常用的白钨矿捕收剂有很多，其中阴离子捕收剂使用最为广泛。阴离子捕收剂又可分为脂肪酸类、磺酸类、膦酸类、羟肟酸以及螯合类捕收剂[16]。目前选矿厂生产中，主要使用油酸、731、塔尔油、环烷酸等脂肪酸类捕收剂选别白钨矿，这类捕收剂选择性较差，选别效果不理想。王淀佐[17]通过试验发现，膦酸类捕收剂比脂肪酸类捕收剂具有更好的捕收效果，但其价格昂贵，难以大规模使用。徐晓萍等[4]针对江西某大型钨矿，选用GY为捕收剂，得到含钨65.37%、回收率86.31%的高品质钨精矿，该类捕收剂的缺点同样是价格昂贵，无法满足众多选矿厂要求。目前，阳离子捕收剂和两性捕收剂还处于实验室探索阶段，虽然取得了一些研究成果，但离真正全面推广使用还有很大的距离。两性捕收剂主要作辅助用，用以强化泡沫，改善疏水效果。

由于矿物表面会对不同类型捕收剂产生共吸附作用，而发生协同效应，新型组合捕收剂的使用，显著改善了药剂效果，使其捕收性能得到极大提高。艾光华等[18]针对栾川某尾矿，选用水杨醛肟为组合捕收剂，原矿钨品位为0.12%，获得钨精矿品位为62.34%，回收率达到了73.78%。韩兆元[19]对云南马关钨矿进行浮选试验，采用GYB和ZL组合捕收剂浮选钨，并得出当用量配比GYB∶ZL=1∶3时，该组合捕收剂的浮选效果最好，对钨品位为0.83%的原矿进行试验，最终钨精矿品位达到30.70%，钨的回收率也达到88.29%。郭玉武等[20]针对江西某白钨矿，采用731和YK作为组合捕收剂来浮选白钨，改进现场原有工艺流程，最终得到品位为62.29%、回收率为74.21%的钨精矿，取得了非常不错的效果。由此可见，相对于单一的捕收剂，组合捕收剂大大加强了对目的矿物的选择性和捕收性，使精矿品位和回收率得到显著提高，避免了资源浪费，增加了企业的经济效益。

2.2 抑制剂的研究现状

白钨矿同方解石、石英等含钙脉石矿物的可浮性相当，因此，必须选用合适的抑制剂，才能有效抑制脉石矿物，获得高品质的白钨精矿。白钨矿浮选一般是在碱性环境中进行的，通常采用Na2CO3或NaOH作为白钨矿浮选的pH调整剂。对于方解石含量较高的夕卡岩型白钨矿石，一般选用Na2CO3作调整剂；而对于萤石含量高、方解石含量低的白钨矿石，一般选用NaOH作调整剂[21]。白钨抑制剂主要包括无机抑制剂和有机抑制剂两大类。最常用的无机抑制剂有：水玻璃、氟硅酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸盐、亚磷酸等。有机抑制剂主要有草酸、单宁、CMC、淀粉、柠檬酸等[21]。

目前，科研工作者在药剂组合的开发上取得了一些突破，开发出了一系列新型的高效组合抑制剂。王秋林等[22]在白钨精选过程中，使用Y88组合抑制剂，获得品位为72.18%、回收率为84.85%的白钨精矿。杨耀辉等[23]采用一种高效的组合抑制剂D1，来抑制钨矿物中的含钙脉石矿物，经一次粗选后，最终得到含品位为4.56%，回收率为82.34%的钨粗精矿。杨晓峰等[24]为了高效抑制白钨矿中的含钙脉石矿物，分析了多种抑制剂及抑制剂组合对含钙矿物浮选行为的影响，最终采用FeSO4+硅酸钠组合抑制剂，对云南某白钨矿资源进行了可选性研究，采用6次精选、2次扫选的工艺流程，使最终钨精矿品位达到63.17%、回收率达到86.32%。近年来，药剂的组合使用已成为科研工作者研究的重点，具有非常广阔的应用前景。

3 白钨矿选矿设备进展

白钨矿大多呈细粒嵌布，要获得充分解离，必须细磨。因此，细粒白钨矿高效回收一直是选矿难题。何廷树等[25]认为理想的细粒浮选设备应该具备充气量大、产生大量微泡、强化气泡矿化作用、提供稳定泡沫层等性能。针对细粒浮选特点，科研工作者开发出一系列新型高效细粒浮选设备。

3.1 充填介质浮选柱

充填介质浮选柱[26]是一种不需要刮泡装置的新型浮选设备。与常规浮选柱相比，该浮选柱最大的不同在于其内部充满介质，当空气经过这些介质形成的通道时，会产生大量细小的泡沫，使目的矿物更容易被气泡所黏附，从而提高微细粒矿物的浮选效率。该设备具有操作简便、能耗较少等优点，特别是对细粒物料有非常明显的选别效果。

3.2 旋流-静态微泡浮选柱

旋流-静态微泡浮选柱[27]是一种新型高效的细粒物料分选设备。从浮选柱中上端给入矿料，而尾矿从底流口排出。通过气泡发生器能够产生大量气泡，有利于气泡与矿物的黏附。该设备处理微细粒矿物具有良好的选择性，能显著提高微细粒矿物的回收率。周强等[28]选择旋流-静态微泡浮选柱对白钨矿粗选进行半工业试验，采用一次粗选、一次精选闭路流程，简化了浮选工艺流程，获得品位为9.67%的白钨粗精矿。

3.3 电浮选柱

电浮选柱[29]也是近年来开发出的一种新型浮选柱。该浮选柱最大的特点，在于其独特的气泡发生方式。通过电解水来产生大量气泡，增加了溶液中微细粒矿物与气泡黏附的概率。该设备所产生的气泡均匀稳定，能将目的矿物与脉石矿物有效分离，不仅能充分回收细粒矿物，还能进一步提高精矿品位。阳华玲等[29]为了回收香炉山钨矿尾矿中的微细粒白钨，采用电浮选柱进行浮选，在尾矿含钨仅0.18%的情况下，获得品位为0.75%的钨粗精矿，其中钨的作业回收率也提高了8.54%。

4 发展趋势

白钨矿难选问题，是我们必须面对的严峻事实，如何选择合理的选矿工艺流程、浮选药剂及高效设备，提高白钨矿资源的综合利用率，是摆在广大选矿工作者面前不得不解决的难题。基于白钨矿选矿工艺现状，从选别流程、药剂、设备三个方面，对白钨矿选别发展趋势做一些展望。

（1）每一种选矿方法都有各自的特点，针对不同性质和类型的白钨矿，需确定合理的联合工艺，充分发挥各种选矿方法的优势。在高效回收白钨矿，提高白钨矿品位的同时，也能回收白钨矿中共伴生的各类有价矿物，最大限度的提高经济效益。

（2）传统的选矿药剂存在选择性差、价格昂贵、污染环境等缺点，都难以充分满足选矿生产的要求。目前对新型组合药剂的研究，虽然取得了一些研究成果，但在组合药剂开发上，更多的是盲目性研究，缺乏对药剂组合规律及药剂作用机理等相关理论的系统研究。因此，对新型组合药剂进行更深入的理论研究，开发出选择性好、捕收性强、价格低廉、无污染的浮选药剂，是科研工作者的首要任务。

（3）白钨矿嵌布粒度细、组成复杂，传统的浮选设备无法高效回收细粒白钨矿，造成资源浪费。新型细粒浮选设备，具有充气量大、产生大量微泡、提供稳定泡沫层等诸多优点，能使细粒白钨与泡沫充分接触，从而显著提高白钨回收率。因此，选择新型细粒浮选设备，对微细粒白钨浮选具有深远的意义，是今后发展的趋势。

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