提高某鎢多金屬礦選礦回收率試驗(yàn)研究①

胡 振，黃神龍，周賀鵬

（1.江西理工大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000；2.湖南有色黃沙坪礦業(yè)有限公司，湖南 桂陽(yáng) 424400）

湖南某鎢多金屬礦礦區(qū)內(nèi)矽卡巖型鎢鉬螢石礦礦床資源儲(chǔ)量豐富，礦區(qū)內(nèi)鎢礦石主要以白鎢礦為主，黑鎢含量極少，而且礦區(qū)內(nèi)白鎢礦與螢石、方解石等含鈣礦物緊密共生，大大增加了浮選過(guò)程中的分離難度，鎢回收率僅50%，螢石回收率僅40%，資源綜合利用效率低。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)選礦廠采用脂肪酸及其衍生物作為捕收劑，采用“彼得羅夫法”加溫精選工藝來(lái)獲得合格精礦產(chǎn)品，但該工藝操作復(fù)雜、能耗大、生產(chǎn)成本高，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境差。近年來(lái)，基于“金屬離子配位調(diào)控分子組裝”原理開(kāi)發(fā)出了高選擇性選鎢捕收劑，其成功應(yīng)用可顯著減少水玻璃用量，取代白鎢加溫工藝，為鎢資源高效綜合利用提供了新的解決方案［1］，實(shí)現(xiàn)了常溫精選條件下鎢和螢石回收率大幅度提升。

1 礦石性質(zhì)

湖南某鎢多金屬礦礦石以鎢、鐵、螢石為主，伴生鉬、鉍等有價(jià)元素，其主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）／%

該鎢多金屬礦主要礦物種類(lèi)為白鎢礦、螢石、磁鐵礦，主要脈石礦物為硅酸鹽，少量方解石，含有一定輝鉬礦，原礦礦物類(lèi)型及種類(lèi)見(jiàn)表2。

表2 原礦礦物類(lèi)型及種類(lèi)

磨制礦石光片，在顯微鏡下測(cè)定該礦石中白鎢礦的嵌布粒度，結(jié)果如表3所示。可見(jiàn)白鎢礦粒度較均勻，主要粒度范圍0.04～0.35 mm，屬細(xì)-微細(xì)粒均勻嵌布類(lèi)型。

表3 白鎢礦嵌布粒度分析結(jié)果

2 選鎢試驗(yàn)研究

2.1 苯甲羥肟酸鉛配合物的浮選性能

苯甲羥肟酸屬于螯合捕收劑，能與大多數(shù)金屬離子發(fā)生螯合反應(yīng)，從而生成穩(wěn)定的難溶化合物，苯甲羥肟酸作捕收劑時(shí)，在4.7＜pH＜13.7區(qū)間，金屬定位離子為Ca2＋，有利于苯甲羥肟酸靜電吸附，達(dá)到最佳浮選效果［2－4］。苯甲羥肟酸對(duì)白鎢礦有一定捕收作用，但捕收能力較弱，增加Pb、Ca、Fe、Al、Cu等金屬離子對(duì)白鎢礦有活化作用，以硝酸鉛活化效果最為顯著。在pH＝6～10條件下，Pb2＋與苯甲羥肟酸濃度比1∶2～2∶1范圍內(nèi)，配合物體系下白鎢礦具有較好的可浮性，同時(shí)對(duì)方解石具有較強(qiáng)的捕收作用，但對(duì)螢石沒(méi)有捕收能力或捕收能力極弱，因此，在以苯甲羥肟酸鉛配合物為捕收劑時(shí)，白鎢礦和螢石的可浮性差異得到明顯提高，有利于實(shí)現(xiàn)白鎢礦和螢石的高效分選。

2.2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

碳酸鈉用量300 g／t、鹽化水玻璃用量300 g／t（水玻璃與硫酸鋁之比2∶1）、活化劑硝酸鉛用量800 g／t、捕收劑苯甲羥肟酸用量700 g／t，按圖1所示流程考察了不同磨礦細(xì)度條件下的選鎢指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表4。

圖1 浮選試驗(yàn)流程

表4 磨礦細(xì)度對(duì)選鎢的影響

考慮磨礦成本，選定磨礦細(xì)度－0.074 mm粒級(jí)占74.84%，此時(shí)可獲得鎢粗精礦品位2.22%、作業(yè)回收率82.16%的較理想指標(biāo)。

2.3 選鎢條件試驗(yàn)

2.3.1 pH值調(diào)整劑碳酸鈉用量試驗(yàn)

以硝酸鉛為選鎢活化劑，在pH＜4和pH＞12時(shí)，白鎢礦回收率很低，在pH＝4～12范圍內(nèi)，白鎢礦具有良好的可浮性。按圖1所示流程，在磨礦細(xì)度－0.074 mm粒級(jí)占74.84%、抑制劑鹽化水玻璃用量300 g／t、活化劑硝酸鉛用量800 g／t、捕收劑苯甲羥肟酸用量700 g／t條件下，進(jìn)行了pH調(diào)整劑碳酸鈉用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 pH值調(diào)整劑碳酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可見(jiàn)，碳酸鈉用量200 g／t時(shí)，白鎢礦粗精礦品位1.39%，回收率達(dá)到84.30%；隨后繼續(xù)增大碳酸鈉用量，鎢回收率逐步下降。綜合考慮，選擇碳酸鈉用量200 g／t。

2.3.2 抑制劑鹽化水玻璃用量試驗(yàn)

碳酸鈉用量200 g／t，其他條件不變，進(jìn)行了抑制劑鹽化水玻璃用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 抑制劑鹽化水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可見(jiàn)，隨著鹽化水玻璃用量增大，WO3品位呈逐漸升高再降低的趨勢(shì)，與之對(duì)應(yīng)的鎢回收率先減小后增大再趨于穩(wěn)定。選定鹽化水玻璃用量600 g／t，此時(shí)WO3品位2.10%、回收率84.06%。

2.3.3 活化劑硝酸鉛用量試驗(yàn)

有研究表明，苯甲羥肟酸和硝酸鉛在一定的摩爾配比范圍內(nèi)，形成的配合物對(duì)含鎢礦物具有較強(qiáng)的捕收作用［4］。在中性或弱堿性條件下，硝酸鉛在礦漿中水解后形成Pb2＋和PbOH＋，這些離子能在鎢礦物表面產(chǎn)生化學(xué)或物理吸附，使礦物表面電性由負(fù)變正，起到活化作用，促進(jìn)鎢礦物與捕收劑作用，提高分選效果。抑制劑鹽化水玻璃用量600 g／t，其他條件不變，進(jìn)行了活化劑硝酸鉛用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 活化劑硝酸鉛用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖4可知，隨著硝酸鉛用量增大，WO3品位和回收率均呈逐漸升高再降低的趨勢(shì)。選定硝酸鉛用量800 g／t，此時(shí)WO3品位1.89%、回收率83.86%。

2.3.4 捕收劑苯甲羥肟酸用量試驗(yàn)

活化劑硝酸鉛用量800 g／t，其他條件不變，進(jìn)行了捕收劑苯甲羥肟酸用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 捕收劑苯甲羥肟酸用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖5可見(jiàn)，隨著苯甲羥肟酸用量增大，WO3品位和回收率都有明顯升高，而當(dāng)苯甲羥肟酸用量超過(guò)900 g／t后，WO3品位下降而回收率緩慢升高。選擇苯甲羥肟酸用量800 g／t，此時(shí)WO3品位1.94%、回收率82.42%。

2.4 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開(kāi)路試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行了鎢浮選閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖6，結(jié)果見(jiàn)表5。

圖6 閉路試驗(yàn)流程

表5 閉路試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過(guò)一粗五精二掃、中礦順序返回的閉路流程，可獲得鎢精礦品位44.23%、鎢回收率73.52%的技術(shù)指標(biāo)。

3 結(jié) 論

1）傳統(tǒng)脂肪酸及脂肪酸衍生物選擇性差，難以實(shí)現(xiàn)白鎢礦與螢石、方解石等含鈣礦物的高效分離；增加抑制劑水玻璃用量雖然可以提高可浮性差異，但其用量過(guò)大也會(huì)抑制粗顆粒或難選鎢礦物，極大阻礙了鎢回收率進(jìn)一步提升。苯甲羥肟酸及其金屬鹽配合物對(duì)白鎢礦體現(xiàn)出了較強(qiáng)的選擇性捕收能力，有利于鎢與螢石伴生資源的高效浮選分離。苯甲羥肟酸體系中，硝酸鉛提高了捕收劑對(duì)鎢礦物的有效吸附，鹽化水玻璃能減弱對(duì)白鎢礦的抑制，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)方解石的抑制作用，可以實(shí)現(xiàn)白鎢礦與方解石的高效浮選分離。本工藝一方面取消了傳統(tǒng)工藝中大量使用的水玻璃和脂肪酸，極大提高了鎢回收率，同時(shí)避免了螢石在選鎢階段被強(qiáng)烈抑制，保持了螢石的良好可浮性，有利于后續(xù)資源進(jìn)一步高效回收。

2）在磨礦細(xì)度－0.074 mm粒級(jí)占74.84%條件下，以碳酸鈉作pH調(diào)整劑、鹽化水玻璃作抑制劑、硝酸鉛作活化劑、苯甲羥肟酸作捕收劑，采用一粗五精二掃、中礦順序返回的選鎢閉路流程，得到鎢精礦鎢品位44.23%、回收率73.52%。以鎢常溫精選工藝取代加溫精選，鎢回收率有效提升，通過(guò)使用高選擇性捕收劑，大大降低了水玻璃抑制劑用量，廢水易于沉降和處理，對(duì)礦山選礦經(jīng)濟(jì)效益提升和可持續(xù)發(fā)展具有顯著成效。