江西某白鎢礦浮選工藝優化試驗

魏 輝

（江西都昌金鼎鎢鉬礦業有限公司）

鎢金屬被廣泛應用于航空航天、軍工能源和其他高精尖領域，其具有重大的經濟價值和戰略意義［1-2］。黑、白鎢礦是鎢礦物和鎢金屬的主要來源，現階段易采易選黑鎢礦資源日漸枯竭［3］，因此開發利用的重點轉向了白鎢礦。白鎢礦礦石以矽卡巖型為主，這類礦石嵌布粒度細，與脈石連生緊密，導致其開發難度較大［4-5］。浮選是目前回收白鎢礦的主要方法［6］，白鎢礦浮選工藝分為常溫浮選和加溫浮選［7］，如果礦石中含有其他硫化礦，同時含鈣脈石含量較高，則采用先常溫粗選除硫、預粗選白鎢、加溫精選抑制脈石，提高白鎢品位的浮選流程回收白鎢礦［8-9］。

江西某鎢礦床屬于細脈浸染型礦床（斑巖型），礦石中的白鎢礦嵌布粒度較細且與脈石連生關系復雜［10-11］，入選原礦大部分為風化礦，受風化礦礦石性質影響，導致難以將礦漿穩定調節至所需pH 值范圍（9.5 以上），即使將強堿弱酸鹽調整劑Na2CO3的用量增加至1 500 g/t 以上，現場生產礦漿pH 值最高也只能到達9。隨著礦石貧、細、雜、散等性質的不斷加劇，白鎢礦回收率的提高空間不斷降低，在現有選礦流程的條件下，利用傳統選礦藥劑難以有效提高白鎢礦的回收率［12］。如利用皂化脂肪酸類捕收白鎢礦時，其碳鏈較短，浮選性能相對較弱，部分細顆粒的白鎢礦不易被捕收上浮，需要加大捕收劑用量，這無疑增加了生產成本［13］。此外，使用傳統皂化捕收劑浮選時，浮選泡沫量較大，存在粗精礦礦漿濃度低、粗精礦在濃縮過程中不易澄清、細粒白鎢礦易在溢流水中流失等問題，最終導致浮選的白鎢礦回收率較低。綜上，生產現場的各種浮選藥劑用量大、浮選效率較低等問題亟待解決。

江西某鎢礦為了穩定礦漿pH 值，提高白鎢礦回收率，改善選礦指標，在不同浮選階段分別進行了調整劑、捕收劑和抑制劑的探索試驗，對浮選工藝技術進行了優化研究，提出了有效的試驗方案，以期為現場工藝流程改造及同類型資源的回收利用提供參考依據。

1 試驗及方法

1.1 試樣性質

試驗礦樣取自江西某鎢礦生產現場的皮帶樣，該礦石主要是斑巖型鎢鉬礦石，礦化呈細脈浸染狀賦存于斑巖體中，主要金屬礦物為白鎢礦、磁鐵礦、鈦鐵礦、輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等；非金屬礦物為螢石、方解石等；其中可回收的主要有用元素為鎢，WO3品位0.185%，螢石、方解石含量分別為0.64%和1.26%，其他脈石以石英為主。礦樣主要化學成分分析結果見表1。

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1.2 試驗儀器及藥劑

試驗設備包括浮選機（XFG型掛槽式浮選機）、烘箱、加熱攪拌器、燒杯等。捕收劑皂化油酸為菜油油酸（碘值為118）與碳酸鈉（質量比為5∶1）的皂化產品，ZL 取自生產現場，皂化油酸與ZL 質量的配比為1∶1，組合捕收劑為新型藥劑YS-34#+YS-135#，使用質量比為3∶2。調整劑為氫氧化鈉和碳酸鈉，抑制劑為硫化鈉、水玻璃，均為工業級。

1.3 試驗方法

由于硫化礦物的含量較低，故不進行輝鉬礦、黃鐵礦等硫化礦的浮選，直接浮選白鎢礦。因風化礦在磨礦細度為-0.074 mm67%時，存在大量次生泥，影響浮選指標，經試驗調整，試樣磨礦細度以-0.074 mm43%為宜。白鎢粗選段為1 粗1 精2 掃浮選流程，白鎢礦加溫精選試驗礦樣為粗選所得粗精礦，浮選試驗流程與現場浮選流程一致。

1.4 現場浮選工藝流程及選礦指標

現場白鎢浮選工藝流程、浮選藥劑制度見圖1，選礦廠生產指標見表2。

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由表2 可知，現場生產白鎢精礦WO3品位為50.50%，回收率較低，僅為83.47%；通過分析可知，白鎢礦粗選段中部分白鎢進入尾礦，這說明捕收劑選擇性較差，含鈣脈石沒有被有效地抑制，從而導致常溫粗選所得粗精礦中含鈣螢石、方解石含量較高，因此在白鎢加溫精選段含鈣脈石和捕收劑的脫附率較低，而且在大量水玻璃等抑制劑的作用下，部分白鎢礦與捕收劑作用變弱，進入尾礦2 中，最終導致白鎢礦精礦品位和回收率較低。

2 試驗結果與討論

2.1 白鎢礦粗選浮選條件試驗

2.1.1 調整劑NaOH用量試驗

為降低Na2CO3用量，添加NaOH 調整礦漿堿度。固定磨礦細度-0.074 mm43%，Na2CO3用量500 g/t，抑制劑水玻璃用量667 g/t，捕收劑皂化油酸+ZL 用量300 g/t，進行NaOH 用量試驗，試驗流程見圖2，試驗結果見圖3。

由圖3 可見，當NaOH 用量為100 g/t 時，可將pH值調節為所需值9.5，且此時白鎢粗選精礦WO3品位為1.45%，回收率最高，為93.57%；但NaOH 用量為50 g/t 時，WO3品位為1.59%，高于用量為100 g/t 時的1.45%，回收率為92.68%，且此時也滿足pH 值為9.5的要求；故NaOH用量選擇50 g/t。

2.1.2 捕收劑種類試驗

固定磨礦細度為-0.074 mm43%，Na2CO3用量500 g/t，NaOH 用量50 g/t，抑制劑水玻璃用量667g/t，捕收劑用量均為300 g/t，進行皂化油酸+ZL、YS-34#和YS-135#的捕收劑種類試驗，試驗流程見圖2，試驗結果見圖4。

由圖4 可見，在相同捕收劑用量的條件下，使用YS-34#浮選回收率為86.36%，WO3品位為1.71%，相較于皂化油酸+ZL 回收率降低，但WO3品位有所提升，說明捕收劑YS-34#的選擇性較高，但捕收能力不如皂化油酸+ZL；使用YS-135#浮選回收率為93.60%，WO3品位為1.26%，相較于皂化油酸+ZL，WO3品位降低，但回收率有所提升，說明捕收劑YS-135#的捕收能力較強，但選擇性不如皂化油酸+ZL；使用綜合捕收劑YS-34#+YS-135#，試驗得到的粗精礦WO3品位和回收率分別為1.37%和91.56%，WO3品位接近捕收劑皂化油酸+ZL，而且WO3回收率比捕收劑皂化油酸+ZL 高。再者由于捕收劑YS-34#在常溫條件下難溶于水，而YS-135#在常溫條件下可速溶于水，加入YS-135#能夠有效增加混合捕收劑的水溶性，進一步縮短配藥時間，節省時間成本，因此選擇組合捕收劑YS-34#+YS-135#。

2.1.3 捕收劑用量試驗

固定磨礦細度-0.074 mm43%，Na2CO3用量500 g/t，NaOH用量50 g/t，抑制劑水玻璃用量667 g/t，進行捕收劑YS-34#+YS-135#用量試驗，試驗流程見圖2，結果見圖5。

由圖5可見，隨著捕收劑YS-34#+YS-135#用量的增加，白鎢礦WO3品位下降，最高為4.04%，最低為3.18%，WO3回收率上升，最高為95.35%，最低為84.25%；從試驗結果來看，捕收劑用量越大回收率越高，但白鎢礦WO3品位會隨之下降，因此捕收劑用量不宜過高；當捕收劑用量400g/t 時，白鎢礦WO3品位為3.86%，回收率也保持在較高水平，為91.46%，因此捕收劑用量選擇400 g/t。

2.2 加溫精選條件試驗

白鎢礦與含鈣脈石礦物，如螢石和方解石的分離一直是世界性難題，其主要難點在于捕收劑缺乏選擇性和螢石、方解石的選擇性抑制［13］。常規的白鎢礦捕收劑如脂肪酸類、氧化石蠟皂等選擇性較差，浮選時表面同含鈣質點的螢石、方解石等脈石礦物也會大量上浮，影響白鎢礦精礦品位和回收率［14］。因此，對白鎢礦和含鈣脈石的分離主要在加溫精選段進行，目的是提高白鎢精礦的品位和回收率。經分析，加溫精選段的浮選試驗以礦漿濃度的調控，抑制劑的選擇和礦漿攪拌時間為主。

2.2.1 礦漿濃度對比試驗

保證合適的粗精礦礦漿濃度是加溫精選過程中捕收劑脫附的重要條件之一，它影響白鎢精礦的最終品位［15］。粗精礦礦漿濃度對比試驗結果見圖6。

由圖6 可見，隨著礦漿濃度的提升，精礦WO3品位上升；當礦漿濃度為67%時，達到最大值63.21%，但回收率最高僅為65.38%，這說明礦漿濃度在一定范圍內增加有利于捕收劑從脈石礦物表面脫附，脈石礦物被抑制，白鎢精礦品位提高，但有部分白鎢礦也被抑制進入尾礦，導致白鎢精礦回收率較低；故加溫精選前將礦漿濃縮至67%后，還需將抑制劑和攪拌時間調節至合適范圍，以提高白鎢精礦的回收率。

2.2.2 水玻璃和硫化鈉用量試驗

為進一步優化藥劑制度，提高白鎢精礦回收率，針對加溫精選流程中抑制劑水玻璃和硫化鈉進行了一系列的浮選對比試驗，試驗結果見圖7。

由圖7 可見，未加硫化鈉時，隨著水玻璃用量的加大，脈石礦物被有效抑制，精礦WO3品位呈升高趨勢；當水玻璃用量為140 kg/t 時，回收率較120 kg/t 用量時稍有降低，這是由于過高濃度的水玻璃也會抑制部分白鎢礦使其回收率下降，水玻璃用量120 kg/t時的精礦品位也保持在31.31%，因此水玻璃用量選擇120 kg/t。

在水玻璃用量為120 kg/t 的基礎上加入硫化鈉，試驗結果見圖8。

由圖8 可見，添加硫化鈉后，WO3精礦品位和回收率進一步提升，在硫化鈉用量為2 kg/t 時，品位和回收率最高，分別為32.59%和84.56%，但精礦品位相較于前述試驗結果下降很多，這是因為抑制劑也將白鎢礦部分抑制，犧牲了部分白鎢精礦品位以提升回收率；故硫化鈉的最佳用量分別為2 kg/t，但須將攪拌時間調控至合適范圍，以再度提升白鎢精礦的品位。

2.2.3 礦漿攪拌時間對比試驗

白鎢礦加溫精選中礦漿濃縮后的攪拌時間也是決定白鎢精礦品位的重要因素［16］。粗精礦礦漿攪拌時間對比試驗結果見圖9。

由圖9 可見，在攪拌時間為0～20 min 時，精礦品位及回收率隨著攪拌時間延長而增加；當攪拌時間超過20 min 后，因為攪拌時間過長，白鎢礦表面的捕收劑也因機械攪拌作用而脫附，導致精礦品位和回收率下降；故攪拌時間選擇20 min。

2.3 白鎢礦全流程閉路試驗

在上述條件試驗及開路試驗的基礎上進行全流程閉路試驗，粗選采用Na2CO3+NaOH為調整劑，粗選和掃選均采用YS-34#+YS-135#為組合捕收劑，加溫精選礦漿濃度濃縮至67%，以水玻璃和硫化鈉為抑制劑，攪拌時長20 min，閉路試驗流程同圖1，試驗結果見表3。

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由表3可知，白鎢精礦WO3品位和回收率從原來的50.50%和83.47% 提高至55.56%和95.69%，為下一步浮選工藝流程改進奠定了基礎。

3 結 論

（1）江西某白鎢礦生產現場加入NaOH 與Na2CO3搭配使用，有效調節了礦漿pH 值，同時大大降低了Na2CO3用量，組合捕收劑YS-34#+YS-135#能使白鎢礦迅速上浮，有利于縮短浮選時間，增加白鎢礦的浮選回收率。

（2）WO3品位0.185%的江西某白鎢礦經過1 粗1精2 掃和加溫后4 次精選，可將白鎢精礦WO3品位和回收率分別提高至55.56%和95.69%；解決了礦漿pH 值調整困難、藥劑用量大及浮選效率低等問題，為同類型白鎢礦浮選提供了參考。