新疆某難選鎢錫礦石選礦工藝研究

胡紅喜 董天頌 張忠漢 張夢平 陳志強 羅傳勝

（1.廣東省資源綜合利用研究所；廣東廣州510650；2.稀有金屬分離與綜合利用國家重點實驗室，廣東廣州510650；3.廣東省礦產資源開發和綜合利用重點實驗室，廣東廣州510650）

鎢及其合金是現代工業、國防及高新技術領域中極為重要的功能材料。錫及其合金在原子能工業、航空工業、超導材料和醫療方面也有著重要的用途［1］。

鎢錫選礦常采用磁選、重選、浮選、電選、化學處理等方法中的一種或多種方法聯合獲得精礦［2］。由于鎢錫礦物密度大，實際選別中重選法應用居多，鑒于鎢錫礦物易于過粉碎，常采用階段磨礦、階段選別的選別工藝［3，4］。新疆某鎢錫礦礦床儲量可觀，具有較大的開發利用價值，但礦石礦物組成復雜，分選困難，為實現該鎢錫礦石的有效回收利用，開展了選礦工藝研究。

1 礦石性質

新疆某鎢錫礦石原礦樣粒度為-4 mm。對來樣進行化學多元素分析，原礦WO3、Sn含量分別為0.63%和0.24%，是回收的主要有價元素。其余SiO2、Al2O3、K2O、Fe含量分別為82.20%、9.98%、2.60%、1.10%，此外還含有少量的銅、鉛、鋅、銀等。

經MLA礦物自動定量檢測系統測定，礦石中的金屬礦物種類較多。鎢礦物以黑鎢礦為主，少量白鎢礦，以及微量銅鎢華等；錫礦物主要是錫石，其次是黝錫礦，還有少量羥錫鐵石和微量羥錫銅石。礦石中含有多種銀礦物和含銀礦物，包括螺狀硫銀礦、自然銀、碲銀礦、硫銀鉍礦等；其他金屬礦物含量較低，但是種類多，包括黃銅礦、孔雀石、磁黃鐵礦、輝鉬礦、黃鐵礦、輝鉍礦等。脈石礦物含量較高，以石英、云母、長石為主，少量電氣石、綠泥石和高嶺土等。礦石鎢、錫物相分析結果見表1。

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從表1可以看出：鎢主要以黑鎢礦的形式存在，92.76%的鎢存在于黑鎢礦中；錫主要存在于錫石中。

礦石黑鎢礦的嵌布粒度較粗，主要粒度范圍為0.04～2.56 mm，適合重選回收；錫石的嵌布粒度比黑鎢礦細，主要粒度范圍為0.01～0.64 mm，其中-0.04 mm占48%，需防止磨礦過程發生過粉碎。

2 選礦試驗研究

選礦試驗分為鎢錫粗選段試驗及鎢錫精選段試驗。

2.1 粗選段試驗研究

2.1.1 粗選磨礦粒度的選擇

選擇合理的入選粒度，使鎢錫礦物與脈石礦物實現充分單體解離，同時盡量減少鎢錫礦物的過粉碎［5，6］，是鎢錫礦物有效回收的重要前提。

對原礦分粒級進行單體解離度的測定：1～4 mm粒級黑鎢礦的單體解離度僅為33%，錫石的單體解離度僅為5%；0.8～1 mm粒級黑鎢礦和錫石的單體解離度分別為65.5%、65.9%，-0.63 mm以下各粒級黑鎢礦和錫石的單體解離度已接近90%～95%。因此，將原礦篩分成 1～4、0.8～1、0.6～0.8、0.4～0.6、0.2～0.4、0.1～0.2、-0.1 mm共7個粒級，各粒級分別進行重選試驗（1～4 mm粒級用跳汰選別，-1 mm以下各粒級用搖床選別），原礦篩分后各粒級重選試驗結果見表2。

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從表2可以看出：1～4 mm粒級的跳汰尾礦中WO3和Sn的含量都比較高，分別達到0.160%和0.058%；0.1～1 mm各粒級的搖床選尾礦中WO3和Sn的含量都比較低，-0.1 mm粒級搖床尾礦WO3和Sn含量略高，主要是含較多微細泥所致。

根據不同粒級物料的單體解離度及重選試驗結果，確定粗選磨礦粒度為-1.0 mm，采用磨機與振動篩閉路獲得。

2.1.2 粗選段選礦方案的選擇

粗選段采用2種流程進行比較。將原礦磨至-1.0 mm，磨礦產品經篩分和水力分級分成0.5～1.0 mm粗砂、0.075～0.5 mm細砂和-0.075 mm細泥，然后分粒級分別進行單一重選試驗、磁選—重選試驗。①單一重選流程。由于鎢礦物和錫石的密度均較大（一般為7.1～7.5 g/cm3、6.8～7.3 g/cm3），與云母、石英、長石、高嶺土等脈石礦物（一般小于3 g/cm3）有較大的密度差，適宜用重選法分選。分級后各產品均采用搖床選別，分別經1次粗選和1次中礦再選，獲得鎢錫粗精礦。②磁選—重選流程。由于原礦中鎢的價值占絕對優勢地位，主要回收的鎢礦物——黑鎢礦屬弱磁性礦物，可以通過濕式高梯度強磁選將其優先選入磁性產品中，獲得黑鎢粗精礦，絕大部分錫石為非磁性礦物，可通過重選回收錫石。各粒級產品先用濕式強磁選機（磁場強度為1.0 T）選出磁性產品，為鎢粗精礦；非磁性產品經搖床1次粗選和1次中礦再選，獲得錫粗精礦。粗選段原則流程分別見圖1、圖2，獲得的試驗結果見表3。

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從表3可知：單一重選方案錫回收率高于磁選—重選方案，由于強磁選將中等密度的弱磁性脈石隨黑鎢礦一起選入磁性產品中后，非磁性部分再重選錫時，由于缺少了中間礦物的隔離帶，錫石易損失于脈石尾礦中，進而降低錫的粗選回收率；磁選—重選方案的鎢回收率較單一重選稍高，對各粒級鎢的回收效果分別進行對比（表4），2種方案對粗砂和細砂物料的鎢分選回收效果十分接近；但對細泥物料，磁選—重選方案鎢回收率遠高于單一重選方案，這是由于細泥物料粒度較細（細泥中-0.025 mm粒級占70%），而強磁選的回收粒度下限比重選設備低，使得強磁選鎢回收率略高。但磁選—重選方案獲得的粗精礦（鎢粗精礦+錫粗精礦）WO3含量較低，僅為6.83%，若用重選提高其品位，必然會帶來鎢的損失，因此磁選—重選方案并未具有明顯優勢。

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從簡化流程、綜合回收鎢和錫的角度出發，粗選段選擇單一重選方案更合理。

2.1.3 粗選段優化試驗

在方案比較的基礎上，對單一重選方案進行優化。每個粒級先采用螺旋選礦機進行1次粗選1次掃選，螺旋粗選掃選精礦合并后采用搖床進行1次粗選、1次中礦再選，搖床粗選精礦與中礦再選精礦合并進入精選作業，粗選段優化后試驗流程見圖3，結果見表5。

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從表5可以看出，粗選段獲得的粗砂粗精礦WO3含量為25.04%、Sn品位為7.55%，對原礦回收率分別為19.42%、15.20%；細砂粗精礦WO3含量為18.99%、Sn品位為6.61%，對原礦回收率分別為64.43%、58.06%；細泥粗精礦WO3含量為7.61%、Sn品位為2.52%，對原礦回收率分別為2.21%、1.89%。粗精礦合計WO3含量為19.30%、Sn品位為6.51%，對原礦回收率分別為86.06%、75.15%。

2.2 精選段試驗

在重選粗精礦中，除黑鎢礦、錫石外，還含有褐鐵礦、電氣石、孔雀石、磁黃鐵礦、綠泥石等中等密度的礦物，這些礦物的磁性與黑鎢礦相近，為獲得高品質的精礦，需對粗精礦進行分級精選。

（1）硫化礦的脫除。礦石中存在少量硫化礦，可根據需要設脫硫作業（以硫酸銅作活化劑、丁黃藥作捕收劑、2#油作起泡劑經1粗1精浮選，粗選尾礦與精選尾礦合并為硫化礦產品）。粗砂粗精礦與細砂粗精礦的脫硫產品混合，然后篩分為+0.2 mm、0.075～0.2 mm 2個粒級分別進行黑鎢礦與錫石分離。

（2）黑鎢礦與錫石分離。可通過強磁選分離，黑鎢礦和錫石分別進入磁性和非磁性產品中；在強磁場作用下，黑鎢礦、褐鐵礦、電氣石、磁黃鐵礦、綠泥石會進入磁性產品中。①對+0.2 mm、0.075～0.2 mm物料，分別采用干式磁選機進行磁選以分離黑鎢礦與錫石，為減少磁選作業處理量，需先用重選法（采用搖床）先將黑鎢礦與其他中等密度礦物分開。②對-0.075 mm細粒物料，直接采用濕式高梯度強磁選機進行分選，然后對獲得的磁性、非磁性產品分別進行搖床重選得到黑鎢精礦、錫石精礦。

（3）中礦再磨再選。由于部分鎢、錫礦物嵌布粒度較細，因此+0.2 mm粒級還有部分鎢、錫礦物與其他礦物連生，需要再磨使有用礦物充分解離后進行選別。

按以上分選過程形成“脫硫—重選—磁選—中礦再磨—重選”精選工藝，試驗原則流程見圖4，結果見表6。

從表6可以看出：對WO3含量為19.30%、Sn品位為6.51%的粗精礦，經精選試驗，獲得的鎢精礦WO3含量為65.23%，對原礦回收率為78.04%；獲得的錫精礦Sn品位為42.40%，對原礦回收率為66.04%。另外還獲得了含Cu品位為7.53%、含Ag 670 g/t的硫化礦產品，可對其進行綜合回收。

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3 結語

新疆某鎢錫礦WO3含量為0.63%、Sn品位為0.24%，可回收的有價組分主要為WO3和Sn。礦石鎢、錫礦物種類多，且容易過粉碎；脈石礦物有褐鐵礦、電氣石、孔雀石、磁黃鐵礦、綠泥石等中等密度的礦物，且這些礦物的磁性與黑鎢礦相近，增加了鎢、錫分選的難度。針對該鎢錫礦石的特點，在礦石磨細至-1.0 mm條件下，采用粗選段分粒級（0.5～1.0 mm粗砂、0.075～0.5 mm細砂、-0.075 mm細泥）單一重選、精選段各粒級分別脫硫—脫硫后粗粒級（0.5～1.0 mm和0.075～0.5 mm）精礦合并后篩分（+0.2 mm、-0.2 mm），篩上（+0.2 mm）磁選—重選，重選尾礦再磨再選，篩下（-0.2 mm）磁選—重選，脫硫后細粒級（-0.075 mm）—磁選—重選的工藝流程進行選別。獲得的鎢精礦WO3含量為65.23%、對原礦回收率為78.04%，錫精礦Sn品位為42.40%、對原礦回收率為66.04%，實現了鎢、錫資源的有效回收。