某多金属硫化矿中回收白钨矿选矿工艺研究

2021-09-02李光英王铁墨

中国钨业 2021年2期

李光英，王铁墨

（1.云南锡业股份有限公司卡房分公司，云南个旧 661000；2.河北省地质实验测试中心，河北保定 071051）

矿产资源在国民经济建设中发挥着重要作用。但是随着资源的不断开发，有的资源面临枯竭。而钨矿更是稀缺矿产，是重要的战略物资[1]。加强对低品位白钨矿的综合回收利用，既能充分利用矿产资源，延长矿山服务年限，又是企业新的利润增长点。因此，开展某低品位白钨矿的选矿工艺研究显得非常重要。

某夕卡岩型多金属硫化矿中有价矿物主要是白钨矿，其他有价矿物含量极低，回收价值很小；脉石矿物中透辉石和钙铝榴石占矿物总量47.51 %，采用磁选方法除去，为浮选白钨矿创造条件。以该矿石性质作为研究依据，确定了“浮—磁—浮”原则工艺流程，在试验中获得了理想的选别指标。

1 原矿性质

某夕卡岩型多金属硫化矿中有价元素为钨、铜、铋、钼、硫、锡等，但其含量都较低，只有钨元素可作为回收对象。钨主要以白钨矿的矿物形式存在，白钨矿物量占原矿总量的0.26%；磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、毒砂等金属硫化矿物量占原矿总量的1.78%；透辉石-钙铁辉石、钙铁榴石、钙铝榴石、方解石、长石、萤石等含钙脉石矿物和石英矿物量占原矿总量的85.51%。以上硫化物、含钙脉石矿物和石英的存在对白钨精矿品位和回收率的提高都会产生严重影响。

透辉石-钙铁辉石的化学组成中Mg2+与Fe2+间呈完全类质同象；钙铝榴石-钙铁榴石的化学组成中Al3+与Fe2+间呈完全类质同象，它们都具有弱磁性，磁性随含铁量的增加而增强。

白钨矿是矿石中最主要的钨矿物。白钨矿的嵌布粒度大小较为均匀，主要粒度范围在0.02～0.32 mm，只有极少量小于0.02 mm 的白钨矿。白钨矿较容易解离，磨矿细度-0.074 mm 占72%时白钨矿已达到95%的解离。为了避免白钨矿过粉碎，宜尽可能粗磨，但对于白钨矿等氧化矿物，必须同时考虑在浮选回收时过粗的粒度容易从浮选泡沫脱落的问题，需要选择合理的磨矿细度。原矿多元素分析见表1，钨相分析见表2。

表1 原矿多元素分析结果 w/%Tab.1 Multi-element analysis results of raw ore

表2 钨矿物的物相分析 %Tab.2 Phase analysis of tungsten minerals

2 选矿工艺研究

根据矿石性质及结合国内外白钨多金属矿选矿的经验，采用浮选-磁选法将硫化物和透辉石-钙铁辉石、钙铝榴石-钙铁榴石及磁黄铁矿等磁性矿物除去[3-5]，非磁性产品中白钨矿主要采用浮选的方法回收。硫化物优先脱除后，有利于白钨矿回收；除去透辉石-钙铁辉石、钙铝榴石-钙铁榴石等含钙矿物后，可减轻白钨矿在浮选过程中对捕收剂形成的竞争吸附，因而确定了“脱硫—磁选抛尾—浮选白钨”的原则流程[2]。

2.1 磨矿细度试验

磨矿细度涉及磨矿段数、建设投资和运行成本等重大问题，同时决定浮选精矿品位和回收率的好坏。磨矿细度不够，有用矿物没有充分解离，无法进行有效分选；磨矿细度过细，导致有用矿物过磨，目标矿物有效上浮的难度增大，回收效果差。具体的磨矿细度条件试验流程见图1，试验结果见图2。

图1 磨矿细度试验流程Fig.1 Grinding fineness test process

图2 白钨磨矿细度试验结果Fig.2 Test results of grinding fineness of scheelite

从图2 可知，当磨矿细度为65%时，铜硫粗精矿中铜和硫的品位及回收率都低，同时钨在非磁性产品中的品位及分布率也低；当磨矿细度增加到70%时，铜硫粗精矿中铜和硫品位及回收率都达到最佳水平，同时钨在非磁性产品中的品位及分布率也较高；随着磨矿细度超过70%时，铜硫粗精矿中铜和硫的品位处于下降趋势、回收率略有上升，同时钨在非磁性产品中的品位及分布率变化不明显，因此适宜的磨矿细度确定为-0.074 mm 占70%。

2.2 铜硫混合浮选闭路试验

在磨矿细度试验的基础上，对铜硫混合浮选的捕收剂、起泡剂等开展了不同种类、不同用量的选矿条件试验，最后确定丁黄药为捕收剂、2#油为起泡剂，用以除去选钨前的硫化物[6-7]。以条件试验研究为基础，进行了铜硫混合浮选闭路试验，试验流程如图3，试验结果见表3。

图3 铜硫混合浮选闭路试验流程Fig.3 Closed circuit test process of copper sulfur mixed flotation

表3 铜硫混合浮选闭路试验结果 %Tab.3 Closed circuit test results of copper sulfur mixed flotation

表3 试验结果表明，采用铜硫混合浮选可以获得产率2.78%、铜品位4.61%、铜回收率86.26%的铜硫混合精矿。98.04%的钨集中至浮铜硫尾矿，说明钨在铜硫混浮作业损失极小。需要注意的是浮铜硫尾矿硫品位达0.62%，硫浮选脱除率只有55.55%，说明矿石中存在部分可浮性极差的硫铁矿，需借助磁选等其他方法脱除。

2.3 磁选抛尾试验

该低品位白钨矿中存在大量的钙铁辉石等磁性脉石矿物，若能采用强磁选脱除钙铁辉石类矿物，不仅可以大幅减少后续浮钨处理量，节能降耗，而且可以显著提高浮钨入选品位，提高钨的浮选效果，另外，强磁选还可能起到强化硫脱除的效果。为此进行强磁抛尾试验研究，试验流程如图4，试验结果见表4。

图4 强磁抛尾试验流程Fig.4 Test process of high intensity magnetic tail throwing

表4 试验结果表明，采用“一粗一精”强磁抛尾工艺，可以得到脱除作业产率为48.10%、WO3品位为0.052%的磁性产品；同时非磁产品（浮钨给矿）中硫品位降至0.17%，说明矿石中存在难浮的磁黄铁矿，这也为白钨浮选创造良好条件。强磁选起到了抛尾和强化脱硫的双重作用。

表4 强磁抛尾试验结果 %Tab.4 Test results of high intensity magnetic tail throwing

2.4 白钨粗选闭路试验

以非磁性产品作为白钨粗选的试料，对矿浆调整剂、含钙脉石矿物抑制剂、白钨粗选捕收剂等开展了不同种类、用量的选矿条件试验，最后确定碳酸钠为调整剂[5]、水玻璃为抑制剂[8]、改性脂肪酸GY-10为白钨新型高效捕收剂。以条件试验研究为基础，进行了白钨粗选闭路试验，试验流程如图5，试验结果见表5。

图5 白钨粗选闭路试验流程Fig.5 Closed circuit test process of scheelite roughing

表5 试验结果表明，白钨粗选闭路试验最终获得白钨粗精矿WO3品位12.32%、作业回收率90.35%的技术指标。

表5 白钨粗选闭路试验结果 %Tab.5 Closed circuit test results of scheelite roughing

2.5 白钨粗精矿精选闭路试验

在白钨粗选段，其粗选泡沫产品WO3品位可达12%，但其中仍含大量的萤石、方解石、辉石类为主的含钙矿物[9-10]以及少量可浮性差的硫化矿物，要获得WO3品位达65%以上，回收率较高的成品钨精矿仍有相当困难。

目前国内外生产实践中，对含钙脉石以萤石、方解石、辉石为主的白钨粗精矿的分离，存在两种方法，即加温精选法（也称为“彼得洛夫”法）和常温精选法[11]。加温精选法即加入大量水玻璃矿浆高浓度加温搅拌法，目前仍然是白钨矿与萤石、方解石等含钙脉石矿物精选分离的有效方法。该法在加温搅拌后，一般情况还要稀释脱药，最终进行浮选。本次试验研究对传统方法进行了改进[12]，通过添加水玻璃和组合辅助调整剂（pH 值调整剂+硫化物抑制剂）及采取不脱药直接在高碱度下浮选等新技术措施，不仅省去了脱水作业，还大大强化了水玻璃对含钙脉石矿物和硫化矿物的抑制作用及对白钨矿的选择性活化和捕收作用，使白钨精矿质量有了显著提高，也省去最终白钨精矿脱磷的工艺过程。

常温精选法也需要添加大量的水玻璃进行长时间搅拌，因选择性脱药效果较加温精选差，对含钙脉石矿物抑制作用和对白钨矿活化作用也不如加温精选好，最终精矿质量比加温精选质量差。

通过对白钨粗精矿加温精选和常温精选优劣的对比，选择加温精选的方法对白钨粗精矿进行提质。加温精选过程中对抑制剂、辅助调整剂、捕收剂等开展了条件开路试验。以最佳条件开路试验研究为基础，进行了白钨粗选精选闭路试验，试验流程如图6，试验结果见表6。