新型捕收剂SCA在河南某白钨选矿厂的应用研究①

2023-01-12张政权覃文庆周敬闽

矿冶工程 2022年6期

李卫，王旭，焦芬，张政权，覃文庆，周敬闽，张健

（1.中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙 410083；2.洛阳豫鹭矿业有限责任公司，河南洛阳 471500）

我国钨矿资源丰富，钨储量和产量均居世界第一。随着黑钨矿资源日渐枯竭，白钨矿逐渐成为具有经济开采价值的含钨矿物［1］。脂肪酸类捕收剂具有捕收能力强、来源广泛、生产成本低的优点，已被广泛应用于白钨矿浮选［2-5］。但脂肪酸类捕收剂存在水溶性差且对温度敏感的缺点，在低温环境下其捕收性能会大幅降低［6-7］。

河南某白钨选矿厂所用捕收剂为FX-6［8-10］，它是脂肪酸类捕收剂的一种，受气温降低和碱值长期过高的影响，该企业一、四季度综合回收率相对于全年综合回收率偏低，经济效益严重受损。开发耐低温高碱的新型白钨矿捕收剂对白钨选矿企业具有重要的现实意义，对促进白钨矿浮选技术进步也具有重大意义。

药剂复配法采用表面活性剂与捕收剂复配，通过产生协同效应提高捕收剂表面活性，是目前解决脂肪酸类捕收剂低温溶解性差问题的主要研究方向［11-13］。本文针对河南某白钨选矿厂面临的低温高碱矿浆条件，采用药剂复配法开发耐低温高碱的新型白钨矿捕收剂，为该企业提供技术支持，同时也为其他白钨选矿企业提供技术参考。

1 试验材料与方法

1.1 试验矿样

河南某白钨选矿厂所选矿石主要目的矿物为白钨矿，脉石矿物主要为石英、长石、云母、方解石等，含少量萤石、磷灰石等。试验所用矿样为选矿厂粗选车间入选原矿浆，其主要化学成分分析结果见表1，钨物相分析结果见表2。

表1 主要化学成分分析结果（质量分数） %

表2 钨物相分析结果

白钨矿解离度约70%，未解离的白钨矿主要与脉石矿物连生，少部分嵌布在脉石颗粒中。白钨矿粒径主要介于1～50μm之间，最大颗粒粒径可达80μm。

1.2 试验设备与药剂

试验所用主要设备为XFD型1.0 L挂槽浮选机。试验所用主要药剂包括分析纯H2SO4和NaOH，选矿厂现用抑制剂Y1和捕收剂FX-6，新型捕收剂SCA。其中Y1和FX-6取自选矿厂配药车间；新型捕收剂SCA为中南大学自主研发药剂，主要由FX-6与甜菜碱类表面活性剂复配而成。

1.3 试验方法

为保证原矿性质与生产现场一致，直接从粗选车间取原矿浆，均匀搅拌后分取矿浆以备试验使用。试验前通过冷冻或加温将矿浆调控至试验所需温度，试验时通过H2SO4或NaOH调节矿浆pH值，然后依次加入抑制剂和捕收剂后充气浮选。所取矿浆已经添加了碳酸钠，故试验时不再添加碳酸钠。试验所得精矿和尾矿分别烘干称量后制样化验并进行相关计算。试验原则流程见图1。

图1 浮选试验原则流程

2 试验结果与讨论

2.1 抑制剂Y1用量对白钨矿回收效果的影响

矿浆温度10℃、pH值10.50、捕收剂FX-6用量220 g／t条件下，进行一次粗选试验，考察抑制剂Y1用量对白钨矿回收效果的影响，结果见图2。

图2 抑制剂Y1用量对白钨矿回收效果的影响

由图2可知，随着抑制剂Y1用量增加，白钨粗精矿WO3品位不断上升；Y1用量低于30 g／t时，WO3回收率基本不受影响，但当其用量超过30 g／t后，WO3回收率开始下降。适宜的抑制剂Y1用量为30 g／t。

2.2 矿浆温度对白钨矿回收效果的影响

pH＝10.50、抑制剂Y1用量30 g／t、捕收剂用量220 g／t，考察了矿浆温度对新型捕收剂SCA和现场用捕收剂FX-6对白钨矿回收效果的影响，结果见图3。

图3 矿浆温度对白钨矿回收效果的影响

由图3可知，在广泛的温度范围内，使用SCA时的WO3回收率均明显高于使用FX-6时的回收率；随着温度降低，尤其当温度低于15℃后，使用SCA和FX-6的WO3回收率均大幅降低，但使用SCA比使用FX-6下降幅度要小，说明SCA比FX-6表现出更优的捕收性能和更强的耐低温性能。

2.3 pH值对白钨矿回收效果的影响

抑制剂Y1用量30 g／t、矿浆温度10℃、捕收剂用量220 g／t条件下，考察了pH值对新型捕收剂SCA和现场用FX-6对白钨矿回收效果的影响，结果见图4。

图4 pH值对白钨矿回收效果的影响

由图4可知，在广泛的pH值范围内，使用SCA的WO3回收率均明显高于使用FX-6的回收率；当pH值高于11.0后，使用SCA和FX-6的WO3回收率均明显降低，但使用FX-6降幅更大，说明SCA比FX-6表现出更优的捕收性能和更强的耐高碱性能。

2.4 捕收剂用量对白钨矿回收效果的影响

抑制剂Y1用量30 g／t、矿浆温度10℃、pH值11.0条件下，考察了捕收剂用量对白钨矿回收效果的影响，结果见图5。

图5 捕收剂用量对白钨矿回收效果的影响

由图5可知，随着捕收剂用量增加，使用SCA和FX-6的WO3回收率均呈现出先上升后保持不变的趋势。SCA用量超过220 g／t后，WO3回收率基本保持在75%左右；FX-6用量超过240 g／t后，WO3回收率才基本保持在72%左右。在更低的捕收剂用量条件下，使用SCA可以获得更高的WO3回收率，说明SCA可以在用量更少的情况下表现出比FX-6更优的捕收性能。

2.5 闭路试验

为了进一步对比SCA与FX-6对白钨矿的捕收性能，进行了粗选闭路试验，试验流程见图6，结果见表3。

图6 粗选闭路试验流程

表3 粗选闭路试验结果

由表3可知，经一粗两扫粗选闭路浮选，采用捕收剂SCA可获得WO3品位0.432%、WO3回收率79.95%的白钨粗精矿，相比捕收剂FX-6，在保证了粗精矿WO3品位的前提下，WO3回收率提高了4.53个百分点，浮选指标良好，具有进行工业应用的潜力。

2.6 新型捕收剂SCA的工业应用

在河南某白钨选矿厂进行了新型捕收剂SCA的工业应用。该企业白钨矿粗选车间处理量为18 000 t／d，分为3个系列，其中一系列和二系列工艺流程与设备配置一致，见图7。一系列添加新型捕收剂SCA，二系列添加现场用捕收剂FX-6，两个系列分别调试稳定后同时持续运行8天共24个班次。期间矿浆温度10～12℃，矿浆pH值10.7～11.0，累计生产指标见表4。