某复杂低品位白钨萤石资源综合回收试验研究

刘 铭，阳华玲，王长福，冯章标，朱超英

（长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南 长沙 410012）

钨和萤石具有特殊的物理、化学性能，被广泛应用于国防工业及国民经济各领域［1-4］，《全国矿产资源规划（2016—2020年）》首次将钨、萤石等24种矿产列入战略性矿产目录。我国白钨矿资源储量丰富，以钨多金属共伴生矿床为主，主要集中在我国江西、湖南等地［5-6］。在这些钨多金属矿中往往伴生丰富的萤石资源，由于钨、萤石资源禀赋性差，萤石品位低、脉石矿物组成复杂，加之受当时选矿技术水平限制，许多矿山企业仅回收了白钨矿资源，伴生萤石资源多随钨尾矿直接外排丢弃。随着我国钨、萤石资源开发利用的不断深入，特别是近年来萤石作为战略性矿产资源在新能源等领域应用的兴起，高效开发白钨矿资源的同时，综合回收伴生萤石资源已经成为国家开发利用的重点。湖南某矿山拥有丰富的白钨矿、萤石资源，储量分别达20万t和200万t以上，但因原矿性质复杂、资源禀赋性差，目前仅回收了钨资源，萤石未得到综合回收，造成大量萤石浪费。本文通过详细的选矿试验研究，以现场浮硫尾矿为研究对象，开展了某复杂低品位白钨萤石综合回收试验研究，显著提高了白钨矿选矿指标，并实现了伴生萤石资源高效综合回收。

1 矿石性质

取现场浮硫尾矿进行化学多元素分析、主要矿物含量分析及解离度分析，分析结果分别见表1～表3。

表1 矿石化学多元素分析结果 %

表2 矿石中主要矿物含量 %

表3 萤石和白钨矿的解离度分析结果 %

由表1～表3可知，矿样中可供选矿富集回收的主要组分是WO3和CaF2，含量分别为0.47%和6.08%，为达到富集目的矿物，需要选矿排除或降低的脉石矿物主要为透辉石、长石、云母、石榴石、方解石和白云石；白钨矿的解离度为89.52%，萤石虽然大部分为单体或嵌连关系较为简单的富连生体，但仍有15%左右以嵌连关系较为复杂的连生体存在，因此需要通过再磨才能使呈连生体产出的萤石得到较充分的解离。

2 选矿试验研究

2.1 试验方案

浮硫尾矿采用混浮工艺实现钨萤石的高效富集回收，钨萤石混合粗精矿采用彼得洛夫法，有效解析粗精矿表面的浮选药剂，实现白钨矿与萤石等矿物在精选过程中的高效分离，获得合格的钨精矿产品。白钨加温精选尾矿经浓缩脱药预处理后，通过磨矿-粗选实现萤石的高效富集回收，萤石粗精矿经多次精选作业获得合格萤石精矿产品，最终实现钨萤石的高效综合回收。

2.2 钨萤石混浮试验研究

2.2.1 捕收剂种类筛选试验

为了实现钨萤石同步高效富集回收，分别采用GYB（苯甲羟肟酸）、ZL（一种油酸皂捕收剂）、油酸、CYP-01（一种含有羧基、羟基、氨基等多种活性官能团的自制捕收剂）进行了粗选捕收剂种类筛选试验。粗选纯碱用量1 000 g／t，水玻璃用量2 000 g／t，ZN-1＃（一种含磷酸基团、金属盐的自制抑制剂）用量300 g／t，试验流程如图1所示，试验结果见表4。

图1 钨萤石混浮捕收剂种类试验流程

表4 捕收剂种类试验结果

由表4可知，当采用GYB作捕收剂，获得的粗精矿WO3品位为1.69%，CaF2品位仅7.61%，钨回收率76.33%，而萤石回收率仅27.23%，可见GYB对萤石的捕收能力很差；当采用ZL作捕收剂，获得的粗精矿WO3品位为1.41%，回收率达到88.47%，效果较好，但萤石品位及回收率不高；当采用油酸或CYP-01作捕收剂，粗精矿中钨、萤石回收率都较高，相对来说，采用CYP-01获得的粗精矿钨、萤石指标最优。综合考虑，捕收剂采用CYP-01药剂。

2.2.2 钨萤石混浮段闭路试验

浮硫尾矿经钨萤石混浮粗选后，通过条件试验确定采用3次预精选获得混合精矿，为了保证钨萤石回收率，钨萤石混浮粗选后增加两次扫选作业。钨萤石混浮段闭路试验流程如图2所示，闭路试验结果见表5。

图2 钨萤石混浮段闭路试验流程

表5 钨萤石混浮段闭路试验结果 %

由表5可知，钨萤石混浮段闭路试验可获得产率 为 11.96%，CaF2品 位 40.70%、WO3品 位3.42%、钨回收率88.92%、萤石回收率82.09%的混合精矿。

2.3 钨萤石混浮精矿分离试验研究

钨萤石混浮精矿采用彼得洛夫法实现钨、萤石分离，通过加温高浓度搅拌后经四次空白精选获得合格钨精矿，钨加温精选尾矿回收萤石，为了保证钨回收率，增加两次精扫选，钨加温精选闭路试验流程如图3所示，闭路试验结果见表6。

图3 加温精选闭路试验流程

表6 加温精选闭路试验结果 %

由表6可知，加温精选闭路试验可获得产率4.80%，WO3品位66.47%、钨作业回收率93.02%的钨精矿，钨加温精选尾矿中CaF2品位43.00%，萤石作业回收率98.58%，钨萤石实现了高效分离。

2.4 钨精选尾矿萤石回收试验研究

2.4.1 萤石粗选试验

由于钨加温精选尾矿中含有大量水玻璃，萤石被强烈抑制，为了活化萤石，采用自然沉降进行浓缩脱药处理，自然沉降底流浓度为60%，然后通过磨矿擦洗，让萤石充分解离，同时让萤石矿物露出新鲜表面，通过高效浮选药剂实现粗选萤石活化与富集。在纯碱用量1 000 g／t，KG108药剂（一种含磷有机抑制剂）用量300 g／t，CYP-01捕收剂用量400 g／t条件下进行磨矿擦洗试验，试验流程如图4所示，试验结果见表7。

图4 萤石粗选试验流程

由表7可知，白钨加温精选尾矿经浓缩脱药后不擦洗获得的萤石粗精矿品位及回收率均不高，而适当磨矿擦洗后获得的萤石粗精矿指标明显得到提高，当磨矿细度-0.045 mm占74.56%时，获得的萤石粗选指标最优。

2.4.2 萤石粗精矿精选试验

钨加温精选尾矿经浓缩脱药预处理、磨矿擦洗后，在纯碱用量1 000 g／t，KG108药剂用量300 g／t，CYP-01捕收剂用量400 g／t条件下进行萤石粗选，获得的萤石粗精矿进行不同条件下的精选流程试验，试验条件及结果见表8。

表8 精选不同试验条件下的试验结果 %

由表8可知，采用水玻璃与FG-1药剂（一种无机盐，对碳酸盐及硅酸盐有较好抑制作用）获得的萤石精矿指标最优，可获得作业产率38.94%，CaF2品位94.04%、作业回收率61.35%的萤石精矿。而采用水玻璃与盐酸、酸化水玻璃在精选过程中有絮团，分选效果差，获得的精矿萤石品位和回收率低。

2.5 全流程闭路试验

通过试验确定了最佳工艺流程及药剂制度，在此基础上通过调整药剂制度进行了全流程闭路试验，全流程闭路试验流程如图5所示，闭路试验结果见表9。

图5 全流程闭路试验流程图

表9 全流程闭路试验结果 %

由表9可知，全流程闭路试验获得产率0.57%，WO3品位65.21%、钨回收率80.80%的钨精矿及产率2.98%，CaF2品位91.45%、回收率45.27%的萤石精矿，钨萤石实现高效综合回收。

3 结 论

1.湖南某复杂低品位伴生钨萤石矿中可回收的主要组分是WO3和CaF2，其含量分别为0.47%和6.08%，脉石矿物主要为透辉石、长石和云母，次为石榴石、方解石和白云石等。

2.采用“钨萤石同步浮选-钨加温精选-钨精选尾矿回收萤石”新工艺，全流程闭路试验可获得产率0.57%，WO3品位65.21%、钨回收率80.80%的钨精矿和产率2.98%、CaF2品位91.45%、萤石回收率45.27%的萤石精矿。

3.新技术实现了伴生萤石资源高效综合回收，减少了尾矿的排放量和环境污染，可缓解尾矿库库容压力，有利于延长尾矿库使用寿命，社会效益及环境效益显著。