黑白钨混合浮选新技术研究及应用*

吕清纯，毛文明

湖南柿竹园有色金属有限责任公司，湖南 郴州423037

柿竹园多金属矿是以钨、铋为主，伴生有钼、锡石、萤石、石榴子石等复杂多金属矿床，矿石以矿种多、规模大、矿体集中、共生组分丰富、成矿条件复杂而闻名于世，矿物种类多达143种，被联合国专家誉为“世界有色金属博物馆”.针对柿竹园多金属矿石的高难度分选特性，“八·五”和“九·五”期间柿竹园公司与多家科研院所共同成功研制了以主干全浮流程为基础、以螯合捕收剂为核心的钼铋等可浮、黑白钨混合浮选、萤石浮选的综合选矿技术—柿竹园法[1-2].柱机联合浮选工艺与黑白钨强磁分离技术是在柿竹园法基础上的新突破，使柿竹园钨的选矿回收率提高了3%以上[3-5].柿竹园多金属矿经过多年开发，原Ⅲ矿带富矿段资源利用已经接近尾声，占大部分资源储量的低品位矿石成为以后开发的主体.该部分矿石具有更加复杂的赋存特征，如钨、钼、铋品位降低，含钙脉石矿物含量越来越高，矿物组成更加复杂、共生关系复杂及嵌布粒度更细等.该矿体的选矿难度进一步加大，资源综合利用更加困难，“柿竹园法”越来越难以适应矿石性质的变化，这对钨的选矿工艺提出了更高的要求.针对传统钨选矿技术存在的上述问题，由柿竹园有色金属有限责任公司和中南大学共同开发出基于“金属离子配位调控分子组装”原理的黑白钨混合浮选新技术，包括具有高度选择性的金属基有机配合物钨矿捕收剂、泡沫调整剂及黑白钨常温混合浮选新技术等.其特点是在粗选作业可获得黑白钨混合精矿产品，后续精选作业无需丢尾，即通过加温浮选分离出白钨精矿及低度钨精矿，或者直接作为中度钨出售，即钨粗选作业的回收率等于钨的总回收率，提高了钨的回收率.

1 原矿性质

1.1 化学成分分析

原矿主要化学成分分析结果列于表1.由表1可知，原矿中主要化学成分为SiO2，CaF2，CaCO3，其次为Al2O3，K2O，MgO，K2O，WO3等.主要有价成分为WO3和CaF2.

表1 原矿化学成分分析结果Table 1 Analysis result of chemical composition of raw ore

1.2 矿物组成

原矿中主要矿物及其相对含量列于表2.由表2可知，原矿中主要有用矿物为白钨矿和萤石，主要脉石矿物为硅酸盐矿物和方解石等.

表2原矿中主要矿物及其相对含量

Table2Themainmineralsandtheirrelativecontentintherawore

矿物相对含量w/%矿物相对含量w/%硫化矿0．2石榴子石35．6白钨矿0．24云母2．5黑钨矿0．11长石2．5萤石25．32角闪石2．6石英4．4符山石0．8方解石11．74粘土矿物6．0白云石3．5其它2．99绿泥石1．2

2 浮选影响因素研究

在柿竹园法的基础上开发出黑白钨混合浮选新技术，其特点是用选择性捕收能力极强的金属基有机配合物捕收剂代替传统的脂肪酸类“GYB+GYR”组合捕收剂[6-8]，减少了萤石在钨粗精矿中的富集，提高了黑白钨粗精矿品位，简化了工艺流程.黑白钨混合浮选的关健影响因素主要有矿浆pH、矿浆浓度、磁铁矿含量及捕收剂用量，为考察这些因素对钨浮选影响的规律，采用XFG挂槽浮选机进行试验研究，试验流程如图1所示，其中起泡剂、水玻璃和硫酸铝用量分别固定为2，100，20 g/t.

图1 浮选条件试验流程Fig.1 Flotation condition test flow

2.1 矿浆pH对钨选矿指标的影响

矿浆pH值是影响浮选工艺的重要因素之一，pH值不仅影响矿物的表面性质，还会影响药剂的作用.在矿浆浓度为50%、金属基有机配合物钨矿捕收剂用量为550 g/t的条件下，进行矿浆pH对黑白钨浮选影响的试验.试验结果如图2所示.由图2可知，矿浆pH对黑白钨混合浮选的影响显著.在pH 9.5～10.3范围内钨精矿品位和回收率较高；当pH值超过10.3，钨粗精矿的品位和回收率逐渐降低，钨粗精矿中石榴子石含量明显升高.因此，建议pH值控制9.5～10.0为宜.

图2 矿浆pH对钨浮选指标的影响Fig.2 Effect of pH on the flotation index of tungsten

2.2 矿浆浓度对钨浮选指标的影响

矿浆浓度对浮选时间及选矿过程都有极大影响.在矿浆pH值为9.85、金属基有机配合物捕收剂用量为550 g/t的条件下，进行矿浆浓度对黑白钨浮选影响的试验.试验结果如图3所示.由图3可知，随矿浆浓度的升高，钨精矿回收率迅速上升.当矿浆浓度为50%～55%时，回收率可保持80%以上.因此，生产中矿浆浓度应保持50%～55%.

图3 矿浆浓度对钨浮选指标的影响Fig.3 Effect of pulp concentration on the flotation index of tungsten

2.3 磁铁矿含量对钨浮选指标的影响

金属基有机配合物钨矿捕收剂对铁氧化物也具有较强的捕收能力，选钨过程中磁铁矿一方面会消耗大量药剂，另一方面会形成竞争吸附，从而影响钨的回收.在矿浆浓度为50%，pH为9.85、金属基有机配合物捕收剂用量为550 g/t的条件下，在矿浆中加入与原矿粒度相当的磁铁矿进行试验，以考察磁铁矿含量对黑白钨浮选的影响.试验结果如图4所示.由图4可知，磁铁矿含量对钨浮选的影响非常显著.随磁铁矿含量的增加，钨精矿品位与回收率降低.因此，生产中对磁选作业要严格控制，以保证磁铁矿含量保持较低的水平.同样，硫铁矿也存在类似的现象.

图4 磁铁矿含量对钨浮选指标的影响Fig.4 Effect of magnetite content on the flotation index of tungsten

2.4 捕收剂用量对钨浮选指标的影响

金属基有机配合物捕收剂具有极强的选择性捕收能力，可减少萤石在钨粗精矿中的富集.在矿浆浓度为50%、pH为9.85的条件下，进行金属基有机配合物捕收剂用量对钨浮选影响的试验.试验结果如图5所示.由图5可知，捕收剂用量对钨浮选的影响显著.当捕收剂用量低于500 g/t时，随捕收剂用量增加钨回收率大幅提高；当捕收剂用量高于500 g/t时，钨回收率提高缓慢.因此，生产过程中应保证捕收剂用量为500 g/t以上.

图5 捕收剂用量对钨浮选指标的影响Fig.5 The effect of the amount of collector on the flotation index of tungsten

3 生产应用情况

黑白钨混合浮选新技术于2015年6月在柿竹园多金属选矿厂进行工业化生产应用，钨浮选给矿前有脱磁、脱硫作业.钨浮选给矿浓度为52%～55%，矿浆pH值为9.8～10，金属基有机配合物捕收剂用量为540～580 g/t，粗选和扫选作业添加少量起泡剂CU，钨精选加入少量水玻璃以提高精矿品位，工艺流程为一粗二精三扫，如图6所示.在原矿品位WO30.3%～0.4%的条件下，经浮选柱粗选和二次精选可获得品位WO340%左右钨精矿(可作为中度钨直接出售)，尾矿品位WO3低于0.08%，钨综合回收率由原流程63%提升至70%以上.与传统GY法相比，新技术具有显者提高钨回收率、工艺流程简单、对原矿性质变化适应性强、极低的水玻璃用量有利于水的循环回用等优点.

图6 黑白钨混合浮选的工艺流程Fig.6 The process flow of the mixed floatation of wolfram

4 结 论

(1)该新技术主要是用具有极强选择性捕收能力的金属基有机配合物捕收剂代替“GYB+GYR”组合捕收剂，对品位WO30.3%～0.4%的原矿，在预先脱除磁铁矿与硫化矿后，在矿浆浓度50%～55%、pH值9.5～10.0、捕收剂用量550 g/t的条件下，采用浮选柱一次粗选和二次精选就可获得品位WO340%以上的钨精矿，直接作为最终产品出售.

(2)该新技术在柿竹园多金属选矿厂与东波多金属选矿厂的生产应用效果极其显著，钨回收率提高了7个百分点以上，并且工艺流程简单、对原矿性质变化具有较强适应性、以及生产过程易于控制与管理.

参考文献：

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[4] 陈玉林．强磁分选黑白钨新工艺在柿竹园的工业化应用[J]．中国钨业，2013(4)：34-35．

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[8] 张忠汉，张先华，叶志平，等.柿竹园多金属矿GY 法浮钨新工艺研究[J].矿冶工程，1999，19(4)：22-25.