提高某钨多金属矿选矿回收率试验研究①

胡 振，黄神龙，周贺鹏

（1.江西理工大学 资源与环境工程学院，江西 赣州 341000；2.湖南有色黄沙坪矿业有限公司，湖南 桂阳 424400）

湖南某钨多金属矿矿区内矽卡岩型钨钼萤石矿矿床资源储量丰富，矿区内钨矿石主要以白钨矿为主，黑钨含量极少，而且矿区内白钨矿与萤石、方解石等含钙矿物紧密共生，大大增加了浮选过程中的分离难度，钨回收率仅50%，萤石回收率仅40%，资源综合利用效率低。目前国内大多数选矿厂采用脂肪酸及其衍生物作为捕收剂，采用“彼得罗夫法”加温精选工艺来获得合格精矿产品，但该工艺操作复杂、能耗大、生产成本高，现场作业环境差。近年来，基于“金属离子配位调控分子组装”原理开发出了高选择性选钨捕收剂，其成功应用可显著减少水玻璃用量，取代白钨加温工艺，为钨资源高效综合利用提供了新的解决方案［1］，实现了常温精选条件下钨和萤石回收率大幅度提升。

1 矿石性质

湖南某钨多金属矿矿石以钨、铁、萤石为主，伴生钼、铋等有价元素，其主要化学成分分析结果见表1。

表1 矿石主要化学成分分析结果（质量分数）／%

该钨多金属矿主要矿物种类为白钨矿、萤石、磁铁矿，主要脉石矿物为硅酸盐，少量方解石，含有一定辉钼矿，原矿矿物类型及种类见表2。

表2 原矿矿物类型及种类

磨制矿石光片，在显微镜下测定该矿石中白钨矿的嵌布粒度，结果如表3所示。可见白钨矿粒度较均匀，主要粒度范围0.04～0.35 mm，属细-微细粒均匀嵌布类型。

表3 白钨矿嵌布粒度分析结果

2 选钨试验研究

2.1 苯甲羟肟酸铅配合物的浮选性能

苯甲羟肟酸属于螯合捕收剂，能与大多数金属离子发生螯合反应，从而生成稳定的难溶化合物，苯甲羟肟酸作捕收剂时，在4.7＜pH＜13.7区间，金属定位离子为Ca2＋，有利于苯甲羟肟酸静电吸附，达到最佳浮选效果［2－4］。苯甲羟肟酸对白钨矿有一定捕收作用，但捕收能力较弱，增加Pb、Ca、Fe、Al、Cu等金属离子对白钨矿有活化作用，以硝酸铅活化效果最为显著。在pH＝6～10条件下，Pb2＋与苯甲羟肟酸浓度比1∶2～2∶1范围内，配合物体系下白钨矿具有较好的可浮性，同时对方解石具有较强的捕收作用，但对萤石没有捕收能力或捕收能力极弱，因此，在以苯甲羟肟酸铅配合物为捕收剂时，白钨矿和萤石的可浮性差异得到明显提高，有利于实现白钨矿和萤石的高效分选。

2.2 磨矿细度试验

碳酸钠用量300 g／t、盐化水玻璃用量300 g／t（水玻璃与硫酸铝之比2∶1）、活化剂硝酸铅用量800 g／t、捕收剂苯甲羟肟酸用量700 g／t，按图1所示流程考察了不同磨矿细度条件下的选钨指标，结果见表4。

图1 浮选试验流程

表4 磨矿细度对选钨的影响

考虑磨矿成本，选定磨矿细度－0.074 mm粒级占74.84%，此时可获得钨粗精矿品位2.22%、作业回收率82.16%的较理想指标。

2.3 选钨条件试验

2.3.1 pH值调整剂碳酸钠用量试验

以硝酸铅为选钨活化剂，在pH＜4和pH＞12时，白钨矿回收率很低，在pH＝4～12范围内，白钨矿具有良好的可浮性。按图1所示流程，在磨矿细度－0.074 mm粒级占74.84%、抑制剂盐化水玻璃用量300 g／t、活化剂硝酸铅用量800 g／t、捕收剂苯甲羟肟酸用量700 g／t条件下，进行了pH调整剂碳酸钠用量试验，结果见图2。

图2 pH值调整剂碳酸钠用量试验结果

由图2可见，碳酸钠用量200 g／t时，白钨矿粗精矿品位1.39%，回收率达到84.30%；随后继续增大碳酸钠用量，钨回收率逐步下降。综合考虑，选择碳酸钠用量200 g／t。

2.3.2 抑制剂盐化水玻璃用量试验

碳酸钠用量200 g／t，其他条件不变，进行了抑制剂盐化水玻璃用量试验，结果见图3。

图3 抑制剂盐化水玻璃用量试验结果

由图3可见，随着盐化水玻璃用量增大，WO3品位呈逐渐升高再降低的趋势，与之对应的钨回收率先减小后增大再趋于稳定。选定盐化水玻璃用量600 g／t，此时WO3品位2.10%、回收率84.06%。

2.3.3 活化剂硝酸铅用量试验

有研究表明，苯甲羟肟酸和硝酸铅在一定的摩尔配比范围内，形成的配合物对含钨矿物具有较强的捕收作用［4］。在中性或弱碱性条件下，硝酸铅在矿浆中水解后形成Pb2＋和PbOH＋，这些离子能在钨矿物表面产生化学或物理吸附，使矿物表面电性由负变正，起到活化作用，促进钨矿物与捕收剂作用，提高分选效果。抑制剂盐化水玻璃用量600 g／t，其他条件不变，进行了活化剂硝酸铅用量试验，结果见图4。

图4 活化剂硝酸铅用量试验结果

由图4可知，随着硝酸铅用量增大，WO3品位和回收率均呈逐渐升高再降低的趋势。选定硝酸铅用量800 g／t，此时WO3品位1.89%、回收率83.86%。

2.3.4 捕收剂苯甲羟肟酸用量试验

活化剂硝酸铅用量800 g／t，其他条件不变，进行了捕收剂苯甲羟肟酸用量试验，结果见图5。

图5 捕收剂苯甲羟肟酸用量试验结果

由图5可见，随着苯甲羟肟酸用量增大，WO3品位和回收率都有明显升高，而当苯甲羟肟酸用量超过900 g／t后，WO3品位下降而回收率缓慢升高。选择苯甲羟肟酸用量800 g／t，此时WO3品位1.94%、回收率82.42%。

2.4 闭路试验

在条件试验和开路试验基础上，进行了钨浮选闭路试验，试验流程见图6，结果见表5。

图6 闭路试验流程

表5 闭路试验结果

经过一粗五精二扫、中矿顺序返回的闭路流程，可获得钨精矿品位44.23%、钨回收率73.52%的技术指标。

3 结 论

1）传统脂肪酸及脂肪酸衍生物选择性差，难以实现白钨矿与萤石、方解石等含钙矿物的高效分离；增加抑制剂水玻璃用量虽然可以提高可浮性差异，但其用量过大也会抑制粗颗粒或难选钨矿物，极大阻碍了钨回收率进一步提升。苯甲羟肟酸及其金属盐配合物对白钨矿体现出了较强的选择性捕收能力，有利于钨与萤石伴生资源的高效浮选分离。苯甲羟肟酸体系中，硝酸铅提高了捕收剂对钨矿物的有效吸附，盐化水玻璃能减弱对白钨矿的抑制，同时加强对方解石的抑制作用，可以实现白钨矿与方解石的高效浮选分离。本工艺一方面取消了传统工艺中大量使用的水玻璃和脂肪酸，极大提高了钨回收率，同时避免了萤石在选钨阶段被强烈抑制，保持了萤石的良好可浮性，有利于后续资源进一步高效回收。

2）在磨矿细度－0.074 mm粒级占74.84%条件下，以碳酸钠作pH调整剂、盐化水玻璃作抑制剂、硝酸铅作活化剂、苯甲羟肟酸作捕收剂，采用一粗五精二扫、中矿顺序返回的选钨闭路流程，得到钨精矿钨品位44.23%、回收率73.52%。以钨常温精选工艺取代加温精选，钨回收率有效提升，通过使用高选择性捕收剂，大大降低了水玻璃抑制剂用量，废水易于沉降和处理，对矿山选矿经济效益提升和可持续发展具有显著成效。