柿竹園黑白鎢混合精礦常溫浮選分離試驗研究①

黃偉生， 李文恒

（湖南柿竹園有色金屬有限責任公司，湖南 郴州424300）

鎢是一種非常重要的金屬，具有高熔點、高硬度和耐腐蝕等優良特性，因此被廣泛應用于各種領域，如機械、化工、航空航天等行業［1-2］。 自然界中，鎢主要以2 種礦物形式存在：黑鎢礦和白鎢礦。 相比于白鎢礦，黑鎢礦更易選別，但儲量相對較少。 在全世界可開采鎢資源總量中，黑鎢礦約占20%，白鎢礦約占70%，剩下的10%是黑白鎢混合礦。

黑、白鎢礦中由于元素種類不同，鎢冶煉時采用的方法也不同，考慮到黑白鎢共同冶煉的方法限制條件較多，也不如黑鎢與白鎢分別冶煉經濟高效，因此，在浮選過程中需要將黑鎢和白鎢精礦分離以供冶煉使用。 現在很多研究集中于鎢和脈石礦物的分離，如黑白鎢與螢石、方解石、石榴石、石英等分離［3-7］，而對黑白鎢分離研究較少。 常見的黑白鎢浮選分離是采用加溫的方法（彼得羅夫法），該方法需要加大量水玻璃抑制黑鎢礦，同時需在90 ℃左右保溫60 min，并在整個過程維持強攪拌，然后再常溫稀釋浮選，浮選后的精礦為白鎢礦，尾礦是黑鎢產品［8-10］。 但彼得羅夫法存在加溫成本高、工作強度高、工作環境較惡劣、加溫尾礦難以沉降造成鎢礦物損失等缺點。 因此，開發黑白鎢常溫浮選分離技術具有重要意義。

1 礦石性質及試驗方法

1.1 礦石性質

試驗樣品為湖南柿竹園多金屬選廠黑白鎢混合浮選精礦，其主要化學成分分析結果見表1。 該礦石主要目的礦物為白鎢礦和黑鎢礦，主要脈石礦物為石英、螢石和方解石等礦物。

表1 黑白鎢混浮精礦主要化學成分分析結果（質量分數）／%

1.2 試驗藥劑和設備

試驗所用藥劑有氫氧化鈉、水玻璃、硫酸鋁、CYW?29（由長沙礦冶研究院研制的新型浮鎢捕收劑）等工業級藥劑，試驗用水為選廠用水。 主要設備為XFD 系列浮選機以及過濾機和烘箱等。

1.3 試驗方法

取一定量的黑白鎢混合粗精礦加入浮選槽中，控制礦漿濃度35%左右，依次加入調整劑、抑制劑和捕收劑后浮選，得到浮選泡沫精礦（黑鎢精礦）和槽內尾礦（白鎢精礦）。 試驗指標要求：黑鎢精礦WO3品位不低于28%，白鎢精礦WO3品位不低于40%。

2 試驗結果

2.1 pH 值條件試驗

pH 值是浮選工藝中非常重要的影響因素，特別是螯合捕收劑體系。 采用氫氧化鈉調節礦漿pH 值，在抑制劑水玻璃用量200 g／t、硫酸鋁用量50 g／t，捕收劑CYW?29 用量200 g／t 條件下，探索了礦漿pH 值對黑白鎢礦浮選分離效果的影響，結果如圖1 所示。

由圖1 可得，當礦漿pH 值從8 提高至9 時，黑鎢精礦品位與回收率指標變化不明顯，pH 值繼續提高至11 時，黑鎢精礦品位和回收率卻呈現先下降后上升的趨勢，而白鎢礦的試驗指標趨勢卻恰恰相反。 綜合考慮黑白鎢礦品位和回收率，當礦漿pH 值為10 時，浮選分離效果較好，此時可得黑鎢精礦WO3品位32.11%、回收率32.99%，白鎢精礦WO3品位40.15%、回收率67.01%的2 種產品。

2.2 抑制劑試驗

2.2.1 抑制劑配比試驗

相較于傳統的單一水玻璃，改性水玻璃具有更好的選擇性，經前期探索，鹽化水玻璃（即水玻璃和硫酸鋁的混合物）對黑白鎢礦分離具有更好的選擇性。 因此，采用氫氧化鈉調節礦漿pH ＝10，捕收劑CYW?29用量200 g／t、水玻璃用量200 g／t，通過改變硫酸鋁用量，探索不同水玻璃和硫酸鋁配比的組合抑制劑對黑白鎢混合精礦浮選分離效果的影響，結果如圖2 所示。由圖2 可得，當硫酸鋁用量增加時，黑鎢礦品位和回收率都先減小后增加，而白鎢礦品位和回收率卻恰恰相反。 綜合考慮黑白鎢礦品位和回收率，當硫酸鋁用量為50 g／t 時（水玻璃和硫酸鋁配比4 ∶1），浮選分離效果較好，此時可得黑鎢精礦WO3品位33.07%、回收率36.58%，白鎢精礦WO3品位43.03%、回收率63.42%。

2.2.2 抑制劑用量試驗

除了組合抑制劑配比對浮選具有影響外，其用量對于黑白鎢礦浮選分離也有重要影響。 采用氫氧化鈉調節礦漿pH＝10，捕收劑CYW?29 用量200 g／t，固定抑制劑水玻璃和硫酸鋁配比為4 ∶1，探索抑制劑用量對黑白鎢礦浮選分離效果的影響，結果如圖3 所示。 由圖3 可得，當組合抑制劑用量增加時，黑鎢礦品位變化不明顯，回收率逐漸下降，而白鎢礦品位呈現下降趨勢，回收率逐漸增加。 綜合考慮黑白鎢礦品位和回收率以及對白鎢精礦品位的要求，當水玻璃用量為200 g／t（水玻璃和硫酸鋁配比為4 ∶1）時，浮選分離效果較好，此時可得黑鎢精礦品位32.58%、回收率34.71%，白鎢精礦品位42.93%、回收率65.29%。

圖3 抑制劑用量對黑白鎢礦浮選分離效果的影響

2.3 捕收劑用量試驗

CYW?29 是一種新型環保螯合型鎢礦捕收劑，藥劑溶解性能較好，對于黑鎢礦具有較好的選擇性。 采用氫氧化鈉調節礦漿pH ＝10，組合抑制劑中水玻璃用量200 g／t、硫酸鋁用量50 g／t，考查了捕收劑CYW?29用量對黑白鎢礦浮選分離效果的影響，結果如圖4 所示。 由圖4 可得，當CYW?29 用量增加時，黑鎢礦品位呈現先降低后上升的趨勢，回收率逐漸遞增，而白鎢礦品位在CYW?29 用量200 g／t 時較高，回收率則隨CYW?29 用量增加呈現逐步下降的趨勢。 綜合考慮黑白鎢品位和回收率，當CYW?29 用量200 g／t 時，白鎢精礦具有相對較高的品位，此時可得黑鎢精礦品位31.21%、回收率39.56%，白鎢精礦品位41.07%、回收率60.44%。

圖4 捕收劑用量對黑白鎢礦浮選分離效果的影響

2.4 實驗室浮選閉路流程試驗

在條件試驗基礎上，進行了實驗室浮選閉路流程試驗，試驗流程為一粗一精兩掃、中礦順序返回，試驗結果見表2，浮選閉路試驗流程見圖5。 由表2 可見，閉路試驗得到了黑鎢品位30.30%、回收率35.67%和白鎢品位40.34%、回收率64.33%，較好地實現了2 種產品的浮選分離。

表2 浮選閉路流程試驗結果

圖5 浮選閉路試驗流程

2.5 工業試驗指標

在實驗室試驗基礎上，采用與實驗室相一致的浮選工藝流程進行工業試驗。 連續2 個月的工業試驗累計技術指標為：白鎢精礦品位40.78%、回收率74.56%，黑鎢精礦品位33.31%、回收率25.44%。 工業試驗指標與實驗室試驗結果基本接近，且圓滿達到了試驗預期要求。

3 結 論

1） 采用一粗一精兩掃浮選流程，粗選中加入氫氧化鈉將礦漿pH 值調至10，然后加入組合抑制劑（水玻璃和硫酸鋁比例為4 ∶1）與浮選捕收劑CYW?29，實驗室浮選閉路試驗可獲得黑鎢精礦品位30.30%、回收率35.67%，白鎢精礦品位40.34%、回收率64.33%的指標。

2） 連續2 個月工業試驗獲得的技術指標為：白鎢精礦品位40.78%、回收率74.56%，黑鎢精礦品位33.31%、回收率25.44%，在工業上成功實現了黑白鎢常溫浮選分離。