新型捕收剂ZL在白钨浮选中的应用

吴海燕，戚光荣，林 辉

（江西荡坪钨业有限公司，江西 大余 341500）

0 引 言

随着矿产资源的不断开采利用，易选白钨资源逐渐减少，低品位、难分选的“贫、细、杂”白钨资源的利用越来越受到重视。白钨矿嵌布粒度较细，常与多种有色金属伴生或共生，同时还有与白钨可浮性相近的含钙脉石，因而白钨矿与脉石分离难度大，传统的白钨捕收剂较难实现它们的分离[1-2]。

江西某夕卡岩型白钨多金属矿，已开采40余年，现逐渐向深部和边缘采掘，“贫、细、杂”矿石的选矿问题日益突出，白钨矿越来越难分选，当前的选矿工艺逐渐显现出它的弊端。在白钨浮选中一直采用731（氧化石蜡皂）作为捕收剂，731用药量大、选择性较差，当矿石中方解石、萤石等含钙脉石含量较高时，731较难取得良好的分选效果，尤其寒冷气温时对白钨浮选影响更大[3-4]，因此选择新型的白钨捕收剂刻不容缓。

近几年来，随着研究的不断深入，一系列新型白钨捕收剂应运而生，在白钨浮选中取得较好的效果，如广州有色金属研究院研制的 R31[5]、TA[6]、ZL[7]，湖南有色金属研究院研制的K捕收剂[8]以及长沙矿冶研究院有限责任公司研制的EA-715[9]等。新型脂肪酸类捕收剂引入具有选择性作用的基团，提高选择性，同时引入不饱和键改善溶解性能，提高抗低温的能力，对“贫、细、杂”白钨矿的浮选回收有较大的优势[10]。ZL捕收剂是新型脂肪酸类捕收剂的一种，能与矿物金属离子成络合物，大幅提高矿物表面的疏水性，对白钨矿具有较强的选择捕收能力，ZL捕收剂兼有起泡性，毒性低，性能稳定，有研究表明，在白钨浮选中，矿物与水玻璃作用后再加入ZL捕收剂，水玻璃在矿物表面发挥了抑制作用，改变了ZL捕收剂与白钨矿、萤石和方解石的作用能力，可提高ZL捕收剂对矿物的选择性，有利于实现白钨矿与萤石、方解石的有效分离[11]，因此，ZL捕收剂在碳酸钙、氟化钙含量较高的白钨矿浮选中有较大的优势。

据此，采用ZL捕收剂与731捕收剂进行白钨浮选试验对比研究。

1 矿石性质

该矿石组成复杂，为细粒嵌布的夕卡岩型白钨矿、铅锌硫化矿等，属多金属矿床。金属矿物有白钨矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿等。非金属矿物有钙铁辉石、石榴石、萤石、正长石、石英、方解石等。白钨矿为细粒嵌布，生成在夕卡岩之后，硫化矿之前，与硫化矿紧密结合，而硫化矿中又以磁黄铁矿多与白钨共生密切，与方铅矿、闪锌矿、黄铜矿呈一般的边缘接触，矿石中CaCO3、CaF2含量较高。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 Multi-element analysis results of run-of-mine ore

2 浮选试验研究

2.1 白钨粗选磨矿细度试验

磨矿细度是影响浮选指标的重要因素，既要保证有用矿物的充分解离又要尽可能地防止过粉碎，必须要确定合理的磨矿细度才能取得良好的浮选指标。磨矿细度试验采用一次脱硫作业一次白钨粗选作业流程，试验流程如图1所示，试验结果见图2。

由图2可知，白钨精矿品位随磨矿细度的增加而降低，回收率随之提高，但当磨矿细度为-0．125 mm占85%后，回收率出现下降趋势，这是过磨现象所致。综合考虑白钨粗精矿品位和回收率，确定磨矿细度-0．125mm占85%左右合适。

图1 白钨粗选磨矿细度试验流程Fig.1 Flowsheet of grinding fineness tests on scheelite rougher flotation

图2 白钨粗选磨矿细度试验结果Fig.2 Results of grinding fineness tests on scheelite rougher flotation

2.2 白钨浮选脱硫试验

白钨浮选脱硫进行了药剂用量试验。试验表明：采用碳酸钠为pH调整剂，硫酸铜为活化剂，丁黄药和丁铵黑药为捕收剂，脱硫效果较好。通过试验，最后确定白钨浮选脱硫试验流程见图3，试验结果见表2。

图3 白钨浮选脱硫试验流程Fig.3 Flowsheet of desulphurization tests on scheelite rougher flotation

表2 白钨浮选脱硫试验结果 %Tab.2 Results of desulphurization tests on scheelite rougher flotation

由表2可知，硫的可浮性较好，一次脱硫作业，硫精矿硫的回收率在90%以上。硫精矿含钨低，损失较小。尾矿中含硫不高，为避免加大硫精矿中钨的损失，不再进行脱硫扫选作业，同时为进一步减少硫化矿对白钨浮选的影响，在白钨粗选添加水玻璃的过程中加入了少量硫化钠，强化硫化物的抑制[12]。

2.3 白钨粗选抑制剂用量条件试验

白钨矿浮选主要难点是白钨矿与含钙脉石的分离，选择合理的抑制剂是白钨矿浮选的重点。水玻璃是石英、方解石、萤石等脉石矿物的良好抑制剂[13]，水玻璃用量小时，脉石矿物得不到有效抑制，而用量过大时又会对白钨产生抑制作用。因此，选择合适的水玻璃用量的是白钨浮选的重点。其试验流程如图4所示，试验结果见表3。

从表3可知，水玻璃用量对精矿品位和回收费率有很大影响，水玻璃用量增大，钨精矿品位提高明显，钨回收率则逐渐降低。当水玻璃用量达到4 000 g/t以后，钨精矿品位提高缓慢，而回收率下降较大，说明水玻璃对白钨产生了较大的抑制作用。综合考虑，确定水玻璃用量为4 000 g/t。

图4 白钨粗选抑制剂用量条件试验流程Fig.4 Flowsheet of inhibitor dosage tests on scheelite rougher flotation

表3 白钨粗选抑制剂用量条件试验结果Tab.3 Results of inhibitor dosage tests on scheelite rougher flotation

2.4 白钨粗选矿浆pH值条件试验

试验采用Na2CO3作矿浆介质调整剂，Na2CO3同时也有分散矿泥和调整矿浆黏度的作用。试验考察了矿浆pH对浮选指标影响的试验研究，试验流程如图5所示，试验结果见表4。

从表4可知，碳酸钠的加入对白钨浮选有明显的改善作用，随着用量的增加，钨精矿品位和回收率都逐渐提高，当白钨粗选矿浆pH值为9．5时，白钨精矿回收率、品位均较理想，此后继续增加碳酸钠用量，钨精矿品位下降较大，所以粗选矿浆pH在9．5左右（Na2CO3用量 900 g/t）为宜。

图5 白钨粗选矿浆pH值条件试验流程Fig.5 Flowsheet of pH value tests on scheelite rougher flotation

表4 白钨粗选矿浆pH值条件试验结果Tab.4 Results of pH value tests on scheelite rougher flotation

2.5 白钨粗选捕收剂种类及用量条件试验

试验在新型捕收剂ZL及通用的731两种捕收剂之间进行，在各自合理用量范围内进行了选矿指标对比试验研究。因捕收剂ZL起泡性较差，同时也考察了ZL、731两种药剂混合使用条件试验。试验流程如图6所示，试验结果见表5。

从试验现象中可看出，使用731、ZL+731混合捕收剂时，泡沫层较厚，731捕收剂用量越大，浮沫量越多且黏，上浮物含脉石严重，使用ZL捕收剂时泡沫量小且较稳定。从表5可知，在捕收剂用量相同的条件下，使用ZL捕收剂白钨精矿品位和回收率都高于其他，尾矿钨品位也更低，说明731、ZL+731混合药剂其选择性、捕收性都没有ZL单独使用好，因此确定白钨捕收剂采用ZL。

图6 白钨粗选捕收剂种类及用量条件试验流程Fig.6 Flowsheet of collectors type and dosage tests on scheelite rougher flotation

表5 白钨粗选捕收剂种类及用量对比试验结果Tab.5 Results of collectors type and dosage contrast tests on scheelite rougher flotation

通过捕收剂ZL用量条件试验可知，捕收剂ZL用量越大，钨精矿回收率越高，但捕收剂ZL大于450 g/t时，钨精矿回收率提高不大，但是钨精矿品位下降明显。综合考虑，确定捕收剂ZL用量为450g/t。

2.6 白钨粗选抑制剂搅拌时间条件试验

在磨矿细度-0．125 mm占85%，碳酸钠900 g/t，水玻璃4 000 g/t，ZL 450 g/t的条件下，研究了水玻璃搅拌时间对白钨浮选的影响。试验表明：抑制剂水玻璃搅拌时间长短对浮选指标影响较大，当抑制剂搅拌时间越长，精矿回收率下降，精矿品位呈上升再下降趋势，说明水玻璃搅拌时间过短，不能有效抑制方解石、萤石、硅酸盐等脉石，时间过长会对白钨产生抑制。综合钨精矿回收率、品位考虑，水玻璃搅拌时间15 min为宜。

2.7 白钨浮选闭路试验

在条件试验探索的基础上，分别采用ZL、731捕收剂进行白钨浮选闭路流程试验，工艺流程如图7所示，试验结果见表6。

图7 白钨浮选闭路试验流程Fig.7 Flowsheet of closed-circuit on scheelite rougher flotation

表6 白钨浮选闭路试验结果 %Tab.6 Results of closed-circuit on scheelite rougher flotation

由表6可知，采用ZL为白钨捕收剂，最终可获得回收率 88．49%，WO3品位为 66．80%的白钨精矿，相比采用731为捕收剂的白钨浮选闭路试验，回收率高出4．26%，选矿指标较理想。

3 结 论

（1）从试验过程及试验结果看，捕收剂ZL有比731对白钨有更好的选择性和更强的捕收能力，对含有方解石、石英等含钙脉石高的白钨矿更显示其优越性，但ZL起泡性稍差，使用ZL作为白钨浮选的捕收剂，泡沫层较薄。

（2）通过充分的选矿试验研究表明，该矿石硫化矿可浮性较好，在白钨浮选前设置一段脱硫工艺，白钨浮选采用Na2CO3为调整剂、水玻璃为抑制剂、ZL为捕收剂，辅之以硫化钠抑制硫化矿，可实现对该矿石的白钨浮选。在磨矿细度-0．125 mm占85%的条件下，经一脱硫一粗选五精选二扫选的闭路浮选流程，可获得含 WO3品位 66．80%、回收率 88．49%的白钨精矿。与采用731为捕收剂的白钨浮选工艺相比，试验新工艺使白钨回收率提高了4．26%。