浮選—磁選—重選聯合工藝分選某風化型黑白鎢細泥研究

王婷霞,李健民,劉坤,高承崗

西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900

鎢作為一種戰略性資源，在航空航天、材料制造、國家安全等領域，具有不可替代的作用[1-3]。鎢礦細泥往往具有粒度細、WO3品位較高和分選效果差等特點[4-5]，為此，不少專家學者進行了大量的探索與試驗。孫景敏等[6]對某浮金尾礦采用常溫浮選—加溫精選工藝，最終獲得WO3品位33.68%、回收率76.37%的良好指標。陳慧杰等[7]采用重選—磁選聯合工藝處理新疆某白鎢礦礦石獲得了良好效果。郭階慶[8]對行洛坑鎢礦采用脫泥—脫硫—常溫浮選—離心選礦機精選的工藝處理鎢細泥，使得精礦WO3回收率提高6.91%，藥劑及電費成本減少69.51%。鄧麗紅等[9]用重選預先富集—浮選—重選工藝處理江西某鎢礦細泥，有效回收了該鎢礦資源。

某風化型黑白鎢礦由于賦存深度較淺，部分礦石裸露于地表，礦石風化嚴重，原生礦泥含量高，且嵌布粒度微細，造成礦泥WO3品位遠大于塊狀礦石品位。原工藝流程并未單獨處理該礦泥，造成球磨過程泥化嚴重，浮選藥耗過大，選別指標不甚理想。為了有效回收該礦山選礦廠高頻振動篩下細泥中的鎢資源，特進行了一系列試驗研究。

1 樣品性質

該礦山原礦主要金屬礦物為白鎢礦和黑鎢礦，并伴生有少量黃銅礦、黃鐵礦和閃鋅礦等，主要脈石礦物為石英、云母和方解石等，礦石易泥化。本試驗樣品來源如圖1，取自該礦山選礦廠原礦高頻振動篩下細泥產品：堆積在條篩上的礦石經高壓水沖洗后，大塊礦石進入原礦作業流程，條篩底流礦漿則進入高頻振動篩，篩上粗顆粒給入原礦作業流程球磨機，篩下細泥進入濃密機進行濃縮，再經晾干、碾碎、混勻、縮分、研磨后進行化學多元素分析及鎢物相分析，分析結果分別見表1和表2。

圖1 試驗樣品來源

表1 樣品化學多元素分析結果 /%

表2 樣品鎢物相分析結果 /%

從表1和表2可以看出，該細泥中有用元素主要為WO3，其他元素均達不到回收標準；鎢物相分析表明，鎢主要以白鎢礦及黑鎢礦形式存在，在后續的選礦過程中要根據其不同性質考慮對其分別回收利用。

對該篩下細泥進行粒度分析，分析結果見表3。

表3 樣品篩析結果

由篩析結果可知，隨著粒級減小，WO3品位逐漸升高，-0.045 mm粒級WO3分布率為49.75%，粒度極細，給后續選別作業帶來一定難度。

2 試驗結果與分析

為了解決細泥對浮選指標及藥劑成本帶來的不利影響，根據礦石性質開發了該鎢礦石優先浮選獲得白鎢礦精礦、浮選尾礦高梯度預先磁選富集黑鎢礦和搖床精選產出最終黑鎢礦精礦的工藝流程。由于該礦山地處南方，常年多雨霧天氣，礦石含細泥較多，因此需對礦石預先洗礦，洗礦水進入濃密機濃縮，其底流為本試驗樣品，其原則工藝流程見圖2。

圖2 白鎢礦浮選工藝流程

2.1 白鎢礦浮選藥劑試驗

由于白鎢礦可浮性較好，一般考慮采用浮選工藝回收，本次試驗采用高速剪切攪拌桶+旋流微泡浮選柱的設備組合，高速剪切攪拌桶利用其剪切盤對礦漿進行強烈剪切攪拌，增加藥劑與白鎢礦顆粒的碰撞概率，強化白鎢礦礦化過程，從而增大白鎢礦與脈石礦物之間的可浮性差異，結合具有高回收率、高富集比、微細粒礦物高分選性的旋流微泡浮選柱，適于浮選回收微細粒白鎢礦，浮選產出的白鎢粗精礦返回原工藝流程進行加溫精選，以便產出最終合格白鎢礦精礦。

2.1.1 碳酸鈉用量試驗

碳酸鈉創造的堿性環境有利于白鎢礦浮選，而且對碳酸鹽類脈石礦物有一定的抑制作用。在固定捕收劑731用量300 g/t和水玻璃用量3 000 g/t的條件下，進行碳酸鈉用量試驗，結果如圖3所示。由圖3可以看出，白鎢精礦品位及回收率均隨著碳酸鈉用量增加先升高后降低，因此，最終選定碳酸鈉用量為3 000 g/t。

圖3 碳酸鈉用量對白鎢礦浮選的影響

2.1.2 水玻璃用量試驗

水玻璃主要用來抑制硅酸鹽礦物，且對礦泥具有一定的分散作用，在固定捕收劑731用量300 g/t和碳酸鈉用量3 000 g/t的條件下，進行水玻璃用量試驗，結果如圖4所示。由該圖可看出，白鎢礦精礦WO3品位隨碳酸鈉用量增加而升高，回收率則相反，因此，最終選定水玻璃用量為2 000 g/t。

圖4 水玻璃用量對白鎢礦浮選的影響

2.1.3 731捕收劑用量試驗

731是一種最常用的浮選白鎢礦的陰離子捕收劑，具有價格便宜、來源廣泛的特點，在我國有著廣闊的應用市場。在固定碳酸鈉用量2 000 g/t和水玻璃用量3 000 g/t的條件下，進行731用量試驗，結果如圖5所示。由該圖可看出，隨著731用量的增加，精礦品位逐漸降低，回收率則先升高后降低，因此，最終選定731用量為400 g/t。

圖5 731用量試驗對白鎢礦浮選的影響

2.2 黑鎢礦選礦試驗

黑鎢礦天然可浮性較差，采用浮選法回收率較低，由于其具有弱磁性且相對密度較高，因此本次試驗對黑鎢礦回收采用磁選—重選聯合工藝，即磁選預富集產出黑鎢礦粗精礦、搖床精選產出合格黑鎢礦精礦的工藝，工藝流程如圖6。

圖6 黑鎢礦選礦工藝流程

2.2.1 磁場磁感應強度試驗

白鎢礦浮選后的尾礦仍含有弱磁性的黑鎢礦，采用SLon強磁機經一次磁選產出磁選黑鎢礦粗精礦和可拋棄的尾礦，由于粗精礦品位較低，仍需進一步精選作業，且磁選主要考慮回收率的提高，磁選試驗礦漿固體質量濃度保持在25%～30%之間，磁場磁感應強度試驗結果如圖7，最終選定磁場磁感應強度為1.0 T。

圖7 磁場強度試驗結果

2.2.2 搖床精選試驗

由于黑鎢礦粒度極細，因此搖床操作應采用高沖次和小沖程，礦漿固體濃度保持在20%～25%。磁選后的黑鎢粗精礦經搖床一次精選后即得到最終黑鎢精礦，試驗結果如表4。

表4 搖床精選結果

2.3 選礦閉路試驗

在最終確定的各項優化條件的基礎上，進行了全流程閉路試驗，試驗流程如圖8，試驗結果如表5。

圖8 閉路試驗工藝流程

表5 閉路試驗結果

3 結語

(1)該礦石由于風化程度嚴重，造成礦石含泥量大，其產率約占總礦量的15%～20%。選礦廠原工藝流程未單獨處理篩下細泥，因此造成選礦廠藥耗過高，浮選指標不穩定。

(2)由篩下細泥的物相分析結果可知，原礦中含有白鎢礦及黑鎢礦，由于兩者性質差異較大，因此考慮采用不同工藝對其進行綜合回收。

(3)根據該篩下細泥的性質，研發了礦石洗礦—細泥濃縮—白鎢礦浮選—浮選尾礦磁選預富集—磁選精礦搖床精選的選礦工藝，閉路試驗取得了白鎢粗精礦WO3品位5.04%、回收率71.80%，該產品可返回選礦廠原加溫精選作業處理，以便產出合格的白鎢礦精礦；黑鎢精礦WO3品位52.41%、回收率20.86%，綜合回收率92.66%的良好指標。