云南某白钨矿浮选试验研究

高亚龙，刘全军，董敬申，盛 洁，刘美琳

（1.昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093；2.昆明理工大学 省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室，云南 昆明 650093）

0 引言

钨又称“重石”，是我国各领域建设所急需的重要矿产资源[1-2]。钨具有熔点高、硬度大等众多优良特征，其制备的钨基材料具有耐高温、耐磨、硬度大、抗冲压能力强等特点，应用十分广泛，在制造加工、医疗器械、航空航天等领域占据着举足轻重的地位[3]。我国钨矿资源储量较大，主要分布在江西、湖南等地，赋存形式以黑钨矿和白钨矿为主[4-5]，其中黑钨矿的矿石品质较好，易选别。但随着科学技术的飞速发展，国民经济水平日益增高，对钨的需求量越来越大，伴随着大规模的开采，导致品质高、易选别的黑钨矿资源已然近于贫乏[6-8]。因此我国对钨资源的开采重心已逐步由黑钨矿转移至白钨矿，而白钨矿的选别难度要远远大于黑钨矿[9]。白钨矿主要以共（伴）生矿的形式存在，钨的品位较低，含有大量脉石矿物，且有害元素含量较高，矿石成分复杂，因此，如何提高白钨矿的选别效率是一大难题[10]。本文以云南某低品位白钨矿的粗精矿为研究主体，开展了一系列的浮选试验研究。

1 试验研究

1.1 矿石性质

本文所研究的粗精矿矿石样取自云南某选矿厂，对其进行化学多元素分析，分析结果如表1所示。

表1 主要化学元素分析结果 w/%Tab.1 Analysis results of main chemical elements

从表1中数据可知，WO3的含量占6.37%，是所要回收的目的矿物；CaF2和SiO2的含量分别为22.68%和29.51%，主要以萤石和石英的形式存在，而萤石是影响白钨矿选别指标的主要脉石矿物。

对该试样进行工艺矿物学研究，结果表明，WO3主要以独立矿物的形式赋存于白钨矿中，分配率占87.82%，少量以微细粒包裹体形式赋存于黝帘石、绿帘石等电磁性矿物以及石英、长石等无磁性矿物中，占12.18%。可见WO3分布较为集中，有利于选别，但是由于粗精矿中含有大量萤石，而白钨矿与萤石的可浮性十分接近，导致白钨矿的选别难度大大增加。因此本研究的重难点在于如何有效地抑制萤石，使白钨矿得到更好的回收。

1.2 试验方案

目前白钨粗精矿精选常用选别方法有常温浮选法与加温浮选法[11]。前者经济环保，且操作简单，但对成分复杂的矿石选别效果较差。后者操作步骤较为烦琐，且成本相对较高，但是对成分复杂的矿物具有很好的选别效果。本试验所研究的粗精矿矿石性质较复杂，含有大量的脉石矿物以及有害元素，因此采用加温浮选法对白钨矿进行选别。该方法大致流程是：将矿浆调至较高浓度，添加大量水玻璃，同时快速搅拌，并加热矿浆至一定温度保持恒温一段时间后，再稀释进行常温浮选。

2 结果与讨论

试验矿样为白钨矿经一段粗选后的粗精矿，其矿石粒度为-0.074 mm占90.51%，白钨矿已基本解离。因此在后续试验中不对粗精矿进行磨矿，仅进行调浆作业。为了确定最佳的加温浮选试验条件，对抑制剂种类及用量、捕收剂种类及用量进行条件试验，试验流程和药剂制度如图1所示。

图1 白钨粗精矿浮选条件试验流程Fig.1 Test flow of flotation conditions of scheelite coarse concentrate

2.1 水玻璃用量条件试验

水玻璃对脉石矿物具有较好的抑制作用，在抑制剂Al（SO4）3的用量为1 000 g/t，捕收剂731的用量为200 g/t的条件下，仅改变水玻璃的用量，进行条件试验，试验流程如图1所示，试验结果如图2所示。

图2 水玻璃用量条件试验结果Fig.2 Test results of sodium silicate dosage conditions

由图2试验结果得知，水玻璃用量为8 000 g/t时所获得的钨的指标最好，继续增加水玻璃用量对钨的品位及回收率会造成不利影响。因此以水玻璃的用量为8 000 g/t进行后续试验。

2.2 抑制剂种类条件试验

由于粗精矿中含有大量的萤石，而萤石与白钨矿的可浮性十分接近，仅靠水玻璃来抑制脉石矿物，难以对萤石起到较好的抑制效果。通过查阅相关文献[12]，发现水玻璃与其他抑制剂组合加入，对萤石的抑制效果会显著提升，因此将水玻璃分别与氟硅酸钠（1 000g/t）、腐殖酸钠（1 000g/t）、硫酸锌（1 000 g/t）、硫酸铝（1 000 g/t）和聚丙烯酸钠（500 g/t）作为组合抑制剂进行条件试验，目的是寻求抑制萤石的最佳组合药剂，从而提高精矿中钨的品位。其中由于聚丙烯酸钠为大分子药剂，因此其用量低于其他种类的试验药剂。试验流程如图1，试验结果见图3。

图3 抑制剂种类条件试验结果Fig.3 Condition test results of inhibitors

图3试验结果表明，相比于其他4种抑制剂的选别指标，以氟硅酸钠作为抑制剂的选别效果最好，所获得的精矿中钨的品位及回收率最高。因此后续试验确定以水玻璃和氟硅酸钠作为组合抑制剂，并对氟硅酸钠进行用量条件试验。

2.3 氟硅酸钠用量条件试验

在水玻璃用量为8 000 g/t，731用量为200 g/t的情况下，固定其他试验条件不变，仅改变氟硅酸钠用量，进行条件试验，其试验流程如图1，试验结果见图4。

图4 氟硅酸钠用量试验结果Fig.4 Test results of sodium fluosilicate dosage

从图4的试验数据可以看出，在固定其他试验条件的情况下，氟硅酸钠用量从500g/t增加至1500g/t时，精矿钨的品位及回收率均显著上升；当用量超过1 500 g/t之后，继续增加其用量，精矿中钨的回收率则明显下降。因此，最终确定粗精矿浮选中氟硅酸钠的用量为1 500 g/t。

2.4 捕收剂种类条件试验

根据矿物性质研究结果，分别选用白钨矿捕收剂731捕收剂、十二胺、烃基磺酸钠、油酸钠以及油酸进行捕收剂种类试验。以水玻璃和氟硅酸钠作为组合抑制剂，分别添加731捕收剂、十二胺、烃基磺酸钠、油酸钠以及油酸，在用量均为200g/t的情况下，进行条件试验，试验流程如图1，试验结果见图5。

图5 捕收剂种类条件试验结果Fig.5 Test results of collector type condition test results

由图5结果可知，WO3品位和回收率的指标以731捕收剂为最佳，相比于其他试剂捕收效果较好。其中731捕收剂为改良的氧化石蜡皂，相对于脂肪类捕收剂来说，731捕收剂对矿石的选择性较高，对矿石的适应性较强，针对成分复杂的矿石有较好的捕收性能[13]。因此，确定捕收剂选用731捕收剂，并对其进行用量条件试验。

2.5 捕收剂用量条件试验

在水玻璃的用量为8 000 g/t，氟硅酸钠的用量为1 500 g/t的情况下，固定其他试验条件不变，仅改变731捕收剂的用量进行条件试验，试验流程如图1所示，试验结果见图6。

图6 捕收剂731用量试验结果Fig.6 Test results of collector 731 dosage

根据图6的试验结果可知，随着731捕收剂用量的增加，精矿中WO3的回收指标呈先上升后下降的趋势，在捕收剂用量为300 g/t时，WO3品位和回收率均达到最佳。因此，确定白钨矿粗精矿浮选中731捕收剂的用量为300 g/t。

2.6 闭路试验

为保证白钨矿粗精矿浮选最终产品中钨的质量和回收率，对白钨粗精矿进行加温精选闭路试验。根据开路试验结果，制定了一次粗选七次精选三次扫选中矿逐级返回的闭路试验流程。试验流程见图7，试验结果如表2所示。

图7 闭路试验流程Fig.7 Closed circuit test flow chart

表2 闭路试验结果 %Tab.2 Closed circuit test results

表2的闭路试验结果表明，白钨粗精矿通过一粗七精三扫的闭路流程，获得了品质较高的钨精矿，钨精矿WO3品位为56.63%，WO3回收率为96.10%，实现了该白钨粗精矿中钨的高效回收。钨精矿中CaF2的回收率仅10.46%，尾矿中CaF2的回收率为89.54%，较好地实现了白钨矿与萤石的分离，同时有助于对尾矿中的萤石进行回收。

3 结论

（1）云南某白钨矿粗精矿中WO3的含量为6.37%，主要以独立矿物的形式赋存在白钨矿中，分配率占87.82%；少量的以微细粒包裹体形式赋存于黝帘石、绿帘石等电磁性矿物以及石英、长石等无磁性矿物中，占12.18%；且该粗精矿中含有大量萤石，是影响钨精矿中WO3品位的主要脉石矿物。

（2）在粗精矿的浮选过程中，如何有效地抑制萤石是本次试验研究的重难点。研究采用水玻璃和氟硅酸钠作为组合抑制剂，对萤石起到了较好的抑制作用。通过条件试验对浮选工艺流程进行逐一优化，最终确定粗精矿白钨矿萤石分离浮选中，水玻璃用量为8 000 g/t，氟硅酸钠用量为1 500 g/t，捕收剂731用量为300 g/t，经过一次粗选七次精选三次扫选，中矿逐级返回的闭路流程，获得WO3品位为56.63%，回收率为96.10%的钨精矿，得到了优良的浮选指标。