江西某白钨矿常温浮选精选工艺试验研究①

曾银银， 曹玉川， 黄光耀， 杨柳毅， 王 程， 张国范

（1.中南大学 资源加工与生物工程学院，湖南 长沙410083； 2.江西修水香炉山钨业有限责任公司，江西 修水332438； 3.长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南 长沙410012）

钨金属在工业领域具有广泛用途，因其稀缺且不可替代性被世界各国作为战略储备资源。 白钨矿常与方解石及萤石等含钙脉石矿物紧密共生，且在硬度、相对比重、溶解度等方面与脉石具有相似的物理化学性质，特别是表面的定位离子均为钙离子，在与捕收剂相互作用中表现出相似的吸附行为；同时白钨矿的硬度低，易于过粉碎，在白钨矿浮选溶液体系中粗粒与细粒矿物之间、不同矿物之间存在相互作用，导致白钨矿与含钙脉石矿物的浮选分离成为难题［1-4］。

大量的研究和生产实践表明，白钨矿通常需要“常温⁃加温两段浮选”才能获得高品位钨精矿，即原矿经常温浮选获得白钨粗精矿，然后再采用“彼德洛夫法”加温浮选获得高品位白钨精矿。 该工艺生产指标稳定，但是能耗和选矿成本相对较高［5］。

文献研究表明，不同类型脉石的白钨粗精矿精选分离的难度和效果存在较大差异。 脉石矿物是石英、硅酸盐时，常温法、加温法均能取得较好指标；脉石矿物是萤石时，白钨矿粗精矿采用加温法指标较好，常温法往往指标不理想；白钨矿与方解石分离时，常温法和加温法指标均不够理想［6］。

某钨矿石以白钨矿为主，脉石矿物组成较为复杂，主要矿物有透闪石、透辉石和石英，其次是方解石、萤石、长石和石榴石，少量云母和绿泥石，本文尝试采用常温浮选法处理该矿石。

1 矿样性质

矿样为江西某钨选厂浮硫尾矿，其化学多元素分析结果见表1。 由表1 可知，矿样中可供回收的有价元素主要为钨，选矿需要排除的组分主要有SiO2、Al2O3、Fe、MgO 等。

表1 试样化学多元素分析结果（质量分数）／%

试样钨物相分析结果见表2。 由表2 可知，钨主要以白钨形式存在，其次为黑钨矿，还有0.51%的钨存在于钨华中。

表2 试验矿样钨物相分析结果

2 试验研究

2.1 原则流程

根据试验矿样性质以及白钨矿浮选经验，参考现有成熟流程，确定原则流程如图1 所示。 其中捕收剂ZL 为浮选厂现场用药。

图1 试验原则流程

2.2 碳酸钠用量试验

白钨矿浮选一般在碱性环境下进行，碳酸钠是其浮选时常用的矿浆介质调整剂，改变矿浆黏度和分散矿泥，能够消除矿浆中多种有害离子对白钨矿浮选的不良影响［7-8］。

按图1 所示工艺流程，在水玻璃用量4 500 g／t、ZL用量750 g／t 条件下，进行了碳酸钠用量条件试验，结果见表3。 由表3 结果可知，随着碳酸钠用量增加，粗精矿产率和回收率也逐步升高，品位则慢慢降低。 当碳酸钠用量为1 500 g／t 时，钨粗精矿品位及回收率均较理想，继续增加碳酸钠用量，虽回收率略微增加，但品位慢慢下降。 综合常温精选试验需要的粗精矿品位要求及药剂成本，确定适宜的碳酸钠用量为1 500 g／t。

表3 碳酸钠用量试验结果

2.3 水玻璃用量试验

水玻璃是白钨浮选过程中常用的抑制剂，水玻璃的抑制机理通常认为是HSiO32-和H2SiO3-这2 种亲水酸根离子在矿物表面形成吸附，使得脉石矿物表面亲水从而使其受到抑制［5］。 按照图1 所示流程，在碳酸钠用量1 500 g／t、ZL 用量750 g／t 条件下，进行了水玻璃用量条件试验，结果见表4。 由表4 可知，随着水玻璃用量增加，粗精矿产率下降明显，回收率也同样逐渐下降。 当水玻璃用量为3 000 g／t 时，粗精矿产率达到了19.03%，脉石夹杂比较严重，不利于后续的常温精选；当水玻璃用量为4 500 g／t 时，粗精矿品位及回收率均较理想，继续增加水玻璃用量，回收率下降较快，综合回收率及粗精矿品位指标，选择水玻璃用量4 500 g／t为宜。

表4 水玻璃用量试验结果

2.4 ZL 用量试验

按照图1 所示流程，在碳酸钠用量1 500 g／t、水玻璃用量4 500 g／t 条件下，进行了ZL 用量条件试验，结果见表5。 由表5 可知，随着ZL 用量增加，粗精矿品位慢慢降低，回收率逐渐增加，尾矿品位也逐渐下降，当ZL 用量增加到750 g／t 后，再继续增加其用量，回收率略微上升，尾矿品位略微下降。 综合考虑回收率、粗精矿品位及药剂成本，选择适宜的ZL 用量为750 g／t。

表5 ZL 用量试验结果

2.5 常温精选试验研究

常温精选试验研究对象为工业生产现场的浮硫尾矿，实验室经一次粗选二次空白精选（粗选段一粗二精）所得空白精选精矿样，针对该矿样进行了几种条件的浮选试验，试验流程为“一粗三精”（精选段），其中三次精选为空白精选，捕收剂和调整剂只在粗选段（精粗段）添加，药剂用量为针对浮硫尾矿样，试验结果见表6。 由表6 可知，在常温精选段的精粗段适当添加捕收剂ZL，再加大抑制剂水玻璃用量，有助于提高分选效率，不仅能够获得较高的精矿品位，也能获得理想的精矿回收率。

表6 常温精选条件试验结果

2.6 全流程闭路试验

在条件试验基础上，确定了最优药剂制度，设计了闭路流程为：粗选段采用“一粗三扫二精，中矿顺序返回”流程，精选段采用“一粗二扫四精，精精选尾矿集中返回到精粗选”流程。 试验流程见图2，结果见表7。由表7 可知，闭路试验最终可获得钨精矿WO3品位55.76%、回收率82.04%、尾矿WO3品位0.14%、金属损失率17.96%的指标。

图2 闭路试验流程

表7 全流程闭路试验结果

3 结 语

江西某白钨矿主要组分是白钨矿，含有较少的黑钨矿，微量钨以钨华的形式存在，属于典型的白钨矿。针对含钨0.77%的生产浮硫尾矿样，进行了常温精选闭路试验，最终可获得钨精矿WO3品位55.76%、回收率82.04%、尾矿WO3品位0.14%、钨损失率17.96%的指标。