某重选钨锡混合精矿精选分离试验研究*

付广钦，周晓彤，邓丽红，关 通

广东省资源综合利用研究所，稀有金属分离与综合利用国家重点实验室，广东省矿产资源开发和综合利用重点实验室，广东 广州 510650

钨、锡是国家重要的战略资源，在国民经济和国防建设中具有举足轻重的地位.我国的钨矿多数是黑钨矿与白钨矿共生矿，常有锡伴生在矿床中，属典型的难选矿产资源[1].

湖南某钨锡多金属矿矿物组成复杂，因原矿锡品位低于0.1%、可浮性差，未产出单独的锡精矿产品.在该选厂现生产工艺中，仅有部分锡矿物夹杂在钨粗选段上浮，但精选分离过程中钨回收率较低，造成钨精选尾矿钨锡品位较高.目前，选厂采用摇床重选对这部分可浮性较差的钨锡矿物进行回收，获得重选钨锡混合精矿.为了探索获得较高品位锡精矿的可行性，本研究针对该多金属矿的重选钨锡混合精矿开展了精选分离试验研究，为钨锡多金属矿的分离和利用提供借鉴.

1 矿石性质

试验矿样为钨粗精矿精选尾矿的摇床重选钨锡混合精矿，其品位为WO341.09%、Sn 7.50%.该重选精矿粒度主要分布在0.010～0.045 mm粒级(占72.22%)，WO3，Sn金属主要分布在0.010～0.045 mm粒级，WO3，Sn金属分布率分别为79.61%，93.74%.-0.010 mm粒级质量分数仅占12.80%，WO3，Sn金属分布率分别为9.42%，3.50%.

采用扫描电镜分析方法对重选精矿的矿物嵌布状态以及含锡主要矿物进行了测定，扫描电镜分析照片如图1、图2所示.经扫描电镜分析，该精矿中主要钨矿物为黑钨矿和白钨矿，主要锡矿物为锡石，脉石矿物主要为石榴石和萤石.其中锡石主要为单体，少见连生体.该锡石化学成分的能谱分析结果列于表1，锡石含少量SiO2，FeO，Al2O3等成分.由此可见，锡石具有一定的磁性.

图1 试样的扫描电镜 BSE图像Fig.1 BSE photograph of concentrate by SEM

图2 试样的扫描电镜 BSE图像Fig.2 BSE photograph of concentrate by SEM

Table1Thechemicalcompositionresultsofcassiteritebyenergyspectrumanalysis

测点化学组成及含量/%Al2O3SiO2SnO2FeO10.541.996.491.0720.151.0398.260.5730.411.1197.570.9140.221.0998.360.33平均0.331.2897.670.72

2 试验结果与讨论

由矿石性质可知，该重选精矿中的主要钨矿物为黑钨矿和白钨矿，主要锡矿物为锡石.白钨矿、黑钨矿和锡石具有不同的浮游特性，各矿物的浮选pH值和浮选药剂存在差异，白钨矿适合在碱性环境下采用脂肪酸类药剂浮选，而在此浮选条件下黑钨矿和锡石的可浮性较差.因此，试验方案是采用浮选法先浮出白钨矿.由于黑钨矿具有弱磁性，锡石具有导电性，可根据二者之间的磁性、导电性差异，将黑钨矿与锡矿物分离，进而获得较高品位的锡精矿.

2.1 重选精矿的白钨浮选试验研究

为了高效分离出重选精矿中的白钨矿，本研究采用自主研发的对白钨矿选择性捕收效果较好的TA-3[2]作白钨矿捕收剂，试验流程如图3所示.经一次粗选、三次扫选、三次精选的白钨浮选闭路试验，获得品位为WO351.39%、Sn0.78%的白钨精矿和品位为WO335.42%、Sn11.42%的白钨浮选尾矿，白钨精矿WO3回收率44.43%、Sn损失率3.68%.

2.2 白钨浮选尾矿的钨锡分离试验研究

以白钨浮选闭路试验尾矿为给矿，开展黑钨矿和锡矿物分离的探索试验研究.

2.2.1 电选探索试验研究

先用稀盐酸对白钨浮选尾矿进行搅拌擦洗、烘干，然后采用澳大利亚MarkⅢ型筛网式电选机，进行电选探索试验.当电选试验电压为28 kV时，经电选试验获得导体产品品位WO331.39%、Sn8.99%，非导体产品含WO336.29%、Sn11.69%，获得的导体产品和非导体产品中钨锡品位相近，且金属量分布与产率成正比.由此可见，采用电选分离钨锡的效果不佳.

2.2.2 干式磁选探索试验研究

先用稀盐酸对白钨浮选尾矿进行搅拌擦洗、烘干，然后采用干式磁选机进行干式磁选探索试验研究.在0.2 T较低磁场强度的条件下，经干式磁选试验获得磁性产品品位WO331.54%、Sn10.62%，WO3回收率53.12%、Sn损失率56.48%；非磁产品WO3品位较高，为41.16%.故采用干式磁选的钨锡分离效果不佳.

2.2.3 湿式磁选探索试验研究

试验矿样中含部分铁磁性矿物，湿式磁选试验时先用中磁选出强、中磁性矿物，再用强磁选出黑钨矿等弱磁性矿物，经一次粗选、一次精选得到黑钨精矿，试验流程见图4，试验结果列于表2.中磁选试验时采用ZCT型滚筒式磁选机，磁场强度为0.35 T.强磁选试验采用SSS-Ⅱ型高梯度强磁选机，磁选介质为Φ2 mm短介质，脉动冲次为250 r/min，冲程为22 mm.

图3 重选精矿白钨浮选闭路试验流程Fig.3 Scheelite flotation locked cycle flow of gravity separation concentrate

产品名称产率/%品位/%回收率/%WO3SnWO3Sn磁性产品14.739.084.281.211.81磁性产品267.4445.095.4985.8433.06磁性产品310.6828.2016.368.5015.59非磁产品17.159.1832.394.4549.54给 矿100.0035.4211.21100.00100.00

图4 白钨浮选尾矿湿式磁选探索试验流程Fig.4 Wet-type magnetic separation test flow of scheelite flotation tailings

由表2可知，经湿式磁选试验，获得3个磁性产品和1个非磁产品.磁性产品1品位WO39.08%、Sn4.08%，主要为铁磁性矿物；磁性产品2品位WO345.09%、Sn5.49%，为黑钨精矿；磁性产品3品位WO328.20%、Sn16.36%，为钨锡混合精矿；非磁产品品位WO39.18%、Sn 32.39%，虽然Sn品位较高，但含WO3仍较高，为钨锡混合精矿，未能获得单独的锡精矿产品.

2.2.4 试验结果讨论分析

钨锡分离探索试验结果表明，采用电选和干式磁选的方法不能实现白钨浮选尾矿的钨锡分离，而采用湿式磁选方法可对白钨浮选尾矿中的锡金属进行富集，得到Sn品位较高的钨锡混合精矿(Sn品位32.39%)，但未能实现钨锡的高效分离.这主要有以下原因：第一，该矿样粒度较细，给矿中在 -0.045 mm粒级质量分数为85.02%，在分选时夹杂现象严重，分离效果较差；第二，部分锡石矿物具有磁性，在磁选分离过程中夹杂到了磁性产品中，影响了黑钨矿与锡石的磁选分离.因此，对粒度细、含铁矿物较多的钨锡混合精矿，湿式磁选不能完全实现黑钨矿和锡矿物的高效分离.

综合比较，采用湿式磁选方法对白钨浮选尾矿中的锡金属进行富集较合适，可根据需求调节磁场强度大小，获得不同Sn品位的钨锡混合精矿产品.

2.3 重选精矿精选分离全流程试验结果

在上述试验的基础上，制定了重选精矿精选分离的试验方案，试验流程如图5所示，试验结果列于表3.

图5 重选精矿白钨浮选-湿式磁选试验流程Fig.5 The flow of scheelite flotation-wet type magnetic separation test

产品名称产率/%品位/%回收率/%WO3SnWO3Sn白钨精矿35.5351.390.7844.433.68黑钨精矿43.48 45.095.4947.7131.84钨锡混合精矿20.9915.4123.057.8664.48给矿(重选精矿)100.0041.097.50100.00100.00

由表3可知，采用白钨浮选-湿式磁选工艺，获得白钨精矿品位WO351.39%，WO3回收率44.43%；黑钨精矿品位WO345.09%，WO3回收率47.71%；钨锡混合精矿品位WO315.41%、Sn23.05%，WO3回收率7.86%、Sn回收率64.48%.采用本试验方案，不但获得WO3品位较高的白钨精矿和黑钨精矿，同时还获得了Sn品位较高的钨锡混合精矿，该精选分离方案提高了精矿产品的商业价值.

3 结 论

针对该重选精矿，本研究采用对白钨矿选择性捕收效果好的TA-3药剂以及白钨浮选-湿式磁选工艺，获得白钨精矿品位WO351.39%，WO3回收率44.43%；黑钨精矿品位WO345.09%，WO3回收率47.71%；钨锡混合精矿品位WO315.41%、Sn23.05%，WO3回收率7.86%、Sn回收率64.48%，达到了获得较高Sn品位精矿的目的，为进一步分离利用创造了有利条件.

对含黑钨矿、白钨矿和锡石的钨锡混合精矿，采用白钨浮选方法实现白钨矿与黑钨矿、锡石分离的技术路线是可行的.其中，自主研发的TA-3药剂是白钨浮选工艺能够高效分离白钨矿的技术关键.对粒度细、含铁矿物较多的钨锡混合精矿，采用湿式磁选的方法可对锡金属进行富集，但不能完全实现黑钨矿和锡矿物的高效分离，获得的黑钨精矿中仍含一定量的锡(5.49%Sn)，需进一步采用化学选矿方法减少黑钨精矿中的锡含量.