白钨矿选矿工艺综述

陈 瑜

(辽宁科技大学，辽宁 鞍山 114000)

0 引言

自然界钨矿物种类大致有20多种，但具有经济价值、能够大量投入到工业领域使用和利用的只有白钨矿和黑钨矿[1]。我国钨矿资源占全球探明储量的65%，其中白钨矿占大多数，仅有少量的黑钨矿。然而随着钨矿资源的利用，某些地区已出现资源匮乏和全国钨矿资源分布不均等情况，为此钨矿的回收和提升钨矿选矿技术是至关重要的。尤其是内蒙地区，通过考察发现，多数矿厂的钨矿资源较比之前的选矿品质均有所下降[2]。

1 白钨矿资源特点

1.1 钨矿分布情况

钨金属在地壳中的含量非常稀少，属于稀有金属，其在1783年被我国科学家所发现，至今已有约200年的开采历史。我国钨资源的储量约占65%，排行榜位居于首位，是当之无愧的钨矿储量王国[3]。

而我国已发现的多数以白钨矿为主，主要集中在我国的中部地区，少数分布在东、西部地区。据资料显示，东部地区白钨矿占全国总储量的4.4%，中部地区的占全国总储量的57.4%，西部地区的占全国钨储量的8.6%。其中，有16个省区白钨矿储量较多，江西、河南、湖南，分别占全国白钨总储量的12%、17%和 46% 。

1.2 钨矿的矿石性质

白钨矿是由钙的钨酸盐组成，其化学式为CaWO4，化学成分为CaO和WO3(含量分别为16.4%和80.6%)。白钨矿的物理性质：韧性脆、硬度为5～5.5、密度为6.8、无磁性、色泽为白色。

我国钨矿床主要分为矽卡岩型、岩体型、盐卤类型、石英脉型4种类型，对应不同的选矿方法。就白钨矿来说，目前使用的选矿技术主要为化学分选、浮选及新型技术等几种方法。

2 白钨矿选矿技术

2.1 白钨矿的化学分选

1)盐酸分解法：在酸性条件下白钨矿易被分解，理论上可以使用硝酸、硫酸和盐酸，在实际工业应用中大多采用盐酸。其优势为：白钨矿的分解率将近99%、时间短、工艺流程简单、成本低，对入选的钨矿石没有较高的要求。

2)苛性钠浸出法[4]：这项选矿技术多用于黑钨矿的分选，也可以用于白钨矿的分解。其优势为：在原有碱法生产线工艺的基础上进行改进，对白钨矿选矿工艺来说是一项新型技术的突破，有较高的推广价值和可观的经济效益。

3)苏打溶液压煮法：国外的多数白钨矿选矿厂均采用此技术手段，同时也是针对入选矿石的低品位有非常好的分选效果。其优势：可以将白钨矿石的品位进行分类，针对低品位矿石在一定条件的配合下，也能获得较高的分解率；其劣势：该条件通常为高温、高压和高苏打用量。

4)氟盐分解法：白钨矿与氟化钠或氟化铵相互作用发生化学反应，可以将白钨矿分解率的数值稳定在99%左右[5]。其优势为：钨矿分解率高、氟盐用量较少、分解时间短、废渣(CaF2)可回收利用、滤液纯净，是目前最为有效的分解方法之一。

2.2 白钨矿的浮选法

浮选方法对于白钨矿来说，是其中的一种精选工艺。其至关重要的一点就是白钨矿与脉石矿物的分离，从而尽可能提高白钨矿精矿的品位，具体分为常温浮选法和加温浮选法两种方法。通过查阅全国各大矿山的工业实际案例发现，常温浮选法适合用于石英脉矿山，而加温法则适合用于钨含量较低的矿山。

1)加温浮选法[6-7]：又称为“彼德洛夫法”，其过程为：将磨矿阶段所得得粗精矿先进行浓缩，待浓缩度介于60%至70%时，添加大量的硅酸钠，测定温度，当温度达到90℃以上时通过强烈搅拌，保温30分钟到一小时，最后将浓缩矿浆稀释，进入下一阶段的工艺。

其原理为：在大量的硅酸钠和高温的双重条件作用下，该矿石捕收剂膜的解析速度不同而呈现不同的可浮性，因此达到矿物的分离目的。

目前我国工业生产用的是基于“彼德洛夫法”的加温精选法，然后根据需要进行工艺调整，从大量的生产实例可知，其中一种加温精选法的改进就是在搅拌过程添加药剂、水玻璃，另一种是在高温搅拌后不脱药，直接稀释、精选，再进行常温浮选。

2)常温浮选法[8]：加温精选工艺虽然能将矿物很好地分离，得到功能工业所需的目标矿物，但需要在高温的条件下进行，不仅对厂区的工艺成本有着较高的要求，也对操作者的人身安全存在着较大的隐患，因此如今的许多新兴矿企对常温浮选进行研究，并投入大量的时间、资源和人力，也获得了许多有利的成果，发现了两种代表性的常温浮选方法。一种为利用碱性调整剂、三价铁离子金属盐两种活化剂和水玻璃抑制剂，用组合捕收剂代替单一捕收剂进行白钨矿的浮选。另一种则是在碱性调整剂调浆的基础上，通过水玻璃与大分子作用的抑制剂对矿石中的脉石矿物进行抑制，从而达到白钨矿被捕收的效果。

3 新药剂新工艺的发展

3.1 石灰法

“石灰法”浮选白钨的过程为：白钨矿中加入石灰，再添加碳酸钠调浆，白钨矿表面没有生成沉淀，萤石、方解石表面生成沉淀，可判断白钨矿优先被浮选出来。

通过文献发现，王彦杰[9]曾对湖南的钨矿用石灰法进行试验，其钨矿品位及回收率均高于70%；南方冶金学院深入研究“石灰法”的机理，指出待选矿石是因表面与Ca2+的选择性吸附，使方解石和萤石的表面电荷发生改变，由负变正，而后再次加入苏打搅拌，这时就会形成CaCO3沉淀，再用抑制剂水玻璃使白钨矿优先被浮选。

3.2 细粒技术

浮选技术的一个主要分支为细粒技术，其对于白钨矿来说有着重大意义。细粒技术主要分为高分子絮凝和疏水聚团分选，前者在我国还未被成熟应用于工业领域，因此对疏水聚团分选技术进行简单介绍。

疏水聚团分选技术过程：调整矿浆使脉石矿物和微细粒矿物呈完全分散状态，再选用具有选择性的捕收剂或活化剂对入选矿物表面进行疏水，及添加非极性油，使表面疏水的入选矿物聚集成团，再采取浮选法将其和其他矿物进行分离。

非极性油是疏水聚团分选技术中一种作为桥联介质的载体，根据其用量的不同，可以分为以下3类：

1)载体浮选：在已处理的矿浆中添加粗粒载体，使得矿浆中原本存在的微细粒矿物在具有选择性的活化剂或者捕收剂的作用下，黏附在粗粒载体上而形成聚团，再浮选法得到目标矿物。

2)剪切絮凝浮选：根据Warren[10]的观点，这是一种通过悬浮在活化剂中的微细粒目标矿物在外界施加剪切力作用下自发聚团后被浮选分离的方法。

3)油团聚分选：将被细磨后的目标矿石通过调整剂和捕收剂的处理后，向其中加入非极性油，被覆盖的油性颗粒相互粘粘形成球团，再通过浮选法将球团和其他颗粒分离。

4 结语

白钨矿有多种选矿技术，但是每种选矿技术均有利有弊，因此需根据进行处理的白钨矿的自身特性和该矿区选矿技术的实际情况做进一步改进，使选矿结果达到最大化，在保护环境不受污染的情况下提升矿厂的经济效益。