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复杂难选含钨铁矿选矿工艺研究 ① 王国生１，黄海威１，２，高玉德１，徐晓萍１ （１．广州有色金属研究院，广东 广州 ５１０６５０； ２．中南大学 资源加工与生物学院，湖南 长沙 ４１００８３） 摘 要 对某 ＷＯ３０．２３％、ＴＦｅ 品位 ２２．０９％的含钨铁矿进行了选矿工艺研究。 采用先浮选回收钨、浮选尾矿磁选回收铁的工艺，可 获得含 ＷＯ３６３．２４％、回收率 ８７．１４％、ＴＦｅ 含量为 ０．４８％的钨精矿和 ＴＦｅ 品位 ６２．０３％、回收率 ４１．６７％的铁精矿，钨和铁均得到了较 好的回收。 关键词 白钨矿； 磁铁矿； 浮选； 磁选 中图分类号 ＴＤ９５２文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１６．０２．０１４ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０１６）０２－００５０－０４ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｃｏｍｐｌｅｘ ａｎｄ Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ Ｓｃｈｅｅｌｉｔｅ⁃ｂｅａｒｉｎｇ Ｉｒｏｎ Ｏｒｅ ＷＡＮＧ Ｇｕｏ⁃ｓｈｅｎｇ１， ＨＵＡＮＧ Ｈａｉ⁃ｗｅｉ１，２， ＧＡＯ Ｙｕ⁃ｄｅ１， ＸＵ Ｘｉａｏ⁃ｐｉｎｇ１ （１．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｎｏｎ⁃ｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６５０， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｂｉｏ⁃ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂｅｎｅｆｉｃｉａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｓ ｏｆ ａ ｓｃｈｅｅｌｉｔｅ⁃ｂｅａｒｉｎｇ ｉｒｏｎ ｏｒｅ ｗｉｔｈ ＷＯ３ａｎｄ ＴＦｅ ｇｒａｄｅ ｏｆ ０．２３％ ａｎｄ ２２．０９％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ． Ｔｈｅ ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ ａ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｏ ｃｏｌｌｅｃｔ ｓｃｈｅｅｌｉｔｅ ａｎｄ ａ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｔｏ ｒｅｃｌａｉｍ ｍａｇｎｅｔｉｔｅ ｆｒｏｍ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｉｎ ａ ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｗｉｔｈ ＷＯ３ｇｒａｄｅ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ６３．２４％ ａｎｄ ８７．１４％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ａｎｄ ａｎ ｉｒｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｗｉｔｈ ＴＦｅ ｇｒａｄｅ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ６２．０３％ ａｎｄ ４１．６７％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＴＦｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｏ ０．４８％． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｉｓ ｍｅａｓｕｒｅ， ｂｏｔｈ ｔｕｎｇｓｔｅｎ ａｎｄ ｉｒｏｎ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｃａｎ ｂｅ ｗｅｌｌ ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｓｃｈｅｅｌｉｔｅ； ｍａｇｎｅｔｉｔｅ； ｆｌｏｔａｔｉｏｎ； ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ 我国钨矿资源主要分为黑钨矿与白钨矿，其中黑 钨矿资源的开采利用程度较高，而占我国钨资源总储 量 ２／３ 以上的白钨矿资源禀赋较差，多为共生或伴生 矿［１－２］，钨品位低，开发利用难度大。 某多金属含钨铁矿中除钨、铁外，其他金属均未达 到工业品位要求，该矿石钨品位低、含铁质矿物多。 本 文对该含钨铁矿进行了选矿工艺流程试验研究，以期 综合回收钨、铁资源。 １ 矿石性质及试验方法 １．１ 矿石性质 某含钨铁矿中钨矿物为白钨矿，未见有黑钨矿；铁 矿物主要为磁铁矿，少量褐铁矿；金属硫化矿物有少量 黄铁矿和磁黄铁矿、黄铜矿、毒砂、辉铋矿等。 脉石矿 物主要为石榴石、透辉石⁃钙铁辉石，其次为角闪石、萤 石、粒硅镁石、绿泥石等。 原矿矿物组成见表 １，化学 多元素分析结果见表 ２。 表 １ 原矿矿物组成（质量分数） ／ ％ 白钨 矿 黄铁 矿 磁黄 铁矿 黄铜 矿 闪锌 矿 毒 砂 磁铁 矿 褐铁 矿 石 英 长 石 ０．３１９０．７３１０．９４０．０４０．００６０．０１３ １４．６０２ ０．５７９２．６３ ０．３５７ 云 母 透辉石⁃ 钙铁辉石 角闪 石 钙铝 榴石 钙铁 榴石 绿泥 石 萤 石 粒硅 镁石 其 他 总 计 １．７７４２０．８４３７．６２８２．８５８ ２５．９３５ ２．６９４６．７７５４．４３６６．８４ １００．００ 表 ２ 原矿化学多元素分析结果（质量分数） ／ ％ ＷＯ３ ＳｎＴＦｅ ＣａＦ２ ＣｕＰｂＺｎ ０．２３０．１６２２．０９７．２３０．００９２０．００５７０．０２１ ＳＭｏＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３ＭｇＯＣａＯ １．２１０．００５３３．４７３．６４６．１４２１．２１ 矿石中白钨矿结晶良好，晶形完整，部分白钨矿含 少量铁及多种矿物微细包裹体，与透辉石密切连生，嵌 布粒度较粗，主要粒度 ０．０４～０．３２ ｍｍ，有 ３ 种嵌布形 式① 大多数白钨矿呈自形晶粒状多粒或单粒嵌布在 ①收稿日期 ２０１５－１０－１８ 作者简介 王国生（１９５７－），男，福建人，教授级高级工程师，主要从事钨、钽铌矿选矿研究工作。 第 ３６ 卷第 ２ 期 ２０１６ 年 ０４ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３６ №２ Ａｐｒｉｌ ２０１６ 透辉石中，也见少数白钨矿呈它形粒状嵌布在透辉石 和角闪石中，局部透辉石被绿泥石、方解石交代，白钨 矿嵌布在透辉石残晶和绿泥石、方解石之间；② 自形 晶粒状白钨矿嵌布于透辉石与石榴石之间；③ 自形晶 粒状白钨矿嵌布于透辉石和角闪石中，并见白钨矿嵌 布于角闪石的蚀变产物 阳起石中。 以白钨矿形式存在的钨占原矿总钨量的 ９５．９８％， 分散于磁铁矿中的钨占原矿总钨的 ０．４１％，分散于石 榴石、透辉石等磁性脉石中的钨占原矿总钨的 ３．６１％， 分散于石英、萤石、方解石等非磁脉石中的钨占原矿总 钨的 ０．０８％。 钨理论回收率 ９６％左右。 矿石中磁铁矿嵌布粒度较粗，主要粒级 ０．０４ ～ ０．３２ ｍｍ，呈铁黑色，半金属光泽，不透明，硬度 ５．５ ～ ６．５，密度 ５．２ ｇ／ ｃｍ３，分布不均匀，只在少数矿块中出 现。 有沿裂缝充填的块状磁铁矿，也有呈自形⁃半自形 粒状嵌布在透辉石中的粒状磁铁矿。 以磁铁矿矿物形式存在的铁占原矿总铁量的 ４６．０６％，以黄铁矿、磁黄铁矿等硫化物形式存在的铁 占原矿总铁的 ３．４７％，以褐铁矿、硬锰矿等氧化矿物形 式存在的铁占原矿总铁的 ２．５１％，赋存于石榴石、透辉 石等磁性脉石中的硅酸铁占原矿总铁的 ４７．１５％，分散 于石英、萤石、方解石等非磁脉石中的铁占原矿总铁的 ０．８１％。 从磁铁矿中回收铁，铁理论回收率 ４６％左右。 １．２ 试验方法及药剂 工艺矿物学研究表明，该矿石中主要回收矿物为 白钨矿及磁铁矿，可采用浮选工艺回收白钨矿、磁选工 艺回收磁铁矿。 由于该矿石中磁性矿物所占比例较 大，且铁主要分布于磁性矿物中，而钨主要分布在非磁 矿物中，说明有可能采用磁选脱除大量的磁性脉石，可 大幅度减少入浮选的矿量。 在探索试验的基础上，拟 采用浮选⁃磁选工艺回收钨和铁。 试验所用氢氧化钠、水玻璃和油酸钠均为化学纯 药剂；２＃油和 ７３１＃均为工业品；ＧＹ⁃２ 是主要含有长链 的烷基羟肟酸，ＺＬ 同时含有羟肟酸根和脂肪酸根，这 两种药剂均为自主研发的药剂。 ２ 试验结果与讨论 ２．１ 磨矿细度试验 原矿中钨与铁嵌布粒度较粗，且为原矿直接浮选， 同时考虑硫化矿的脱除，磨矿细度的选择应在保证钨、 铁及硫化矿与脉石矿物彼此之间充分单体解离的前提 下，尽量减少磨矿时间，达到降低磨矿成本的目的。 磨 矿细度试验流程见图 １，结果见表 ３。 结果表明，原矿 磨矿细度以－０．０７４ ｍｍ 粒级占 ８５％为宜。 -3 -3 63 A0g/t *23 *3 *  -43A0g/t 3 min9/6;4 2 min;0 * *23 8002500 150 2 min;0 D33 6 min 5 min 图 ２ 捕收剂种类试验流程 表 ４ 捕收剂种类试验结果 捕收剂 种类 产品 名称 产率 ／ ％ ＷＯ３品位 ／ ％ 回收率 ／ ％ 钨粗精矿１８．５４１．１４８９．２８ 油酸钠 中矿４．９５０．１５７３．２８ 尾矿７６．５１０．０２３７．４４ 浮硫尾矿１００．０００．２３７１００．００ 钨粗精矿３．２８３．０３４２．６３ ７３１＃ 中矿２．３５１．９２１９．３５ 尾矿９４．３７０．０９４３８．０２ 浮硫尾矿１００．０００．２３３１００．００ 钨粗精矿３．５７４．５１６８．３７ ＺＬ 中矿４．２８０．５５１０．０４ 尾矿９２．１５０．０５５２１．５９ 浮硫尾矿１００．０００．２３５１００．００ 钨粗精矿４．７６３．５６７２．１０ ＧＹ⁃２ 中矿３．４５０．６５９．５４ 尾矿９１．７９０．０４７１８．３６ 浮硫尾矿１００．０００．２３５１００．００ 由试验结果可知，与脂肪酸类捕收剂（油酸钠、 ７３１＃（氧化石蜡皂））相比，羟肟酸捕收剂（ＧＹ⁃２ 和 ＺＬ） 对白钨矿的选择性更好［４－５］。 在同等用量条件下，油 酸钠捕收能力较强，但选择性较差，而 ７３１＃选择性及 捕收能力均较差。 综合考虑，ＺＬ 比较适合作为白钨浮 选的捕收剂。 以 ＺＬ 为白钨捕收剂，进行了捕收剂用量试验，结 果见表 ５。 从表 ５ 可以看出，随着 ＺＬ 用量增加，钨粗 精矿品位下降。 适宜的 ＺＬ 用量为 ２５０ ｇ／ ｔ。 表 ５ ＺＬ 用量试验结果 ＺＬ 用量 ／ （ｇｔ －１ ） 产品 名称 产率 ／ ％ ＷＯ３品位 ／ ％ 回收率 ／ ％ 钨粗精矿３．５７４．５６８．３７ １５０ 中矿４．２８０．５５１０．０４ 尾矿９２．１５０．０５５２１．５９ 浮硫尾矿１００．０００．２３５１００．００ 钨粗精矿４．５７４．００７８．９２ ２００ 中矿６．４４０．２２６．１１ 尾矿８８．９９０．０３９１４．９７ 浮硫尾矿１００．０００．２３２１００．００ 续表 ５ ＺＬ 用量 ／ （ｇｔ －１ ） 产品 名称 产率 ／ ％ ＷＯ３品位 ／ ％ 回收率 ／ ％ 钨粗精矿５．１５３．６５８１．０９ ２５０ 中矿５．７７０．２２５．４７ 尾矿８９．０８０．０３５１３．４４ 浮硫尾矿１００．０００．２３０１００．００ 钨粗精矿５．５８３．３１８０．１１ ３００ 中矿４．１９０．１９３．４５ 尾矿９０．２３０．０４２１６．４４ 浮硫尾矿１００．０００．２３１１００．００ ２．３ 钨粗精矿精选开路试验 分别采用常温法与加温法对白钨浮选的粗精矿进 行了精选试验，试验流程见图 ３，结果见表 ６。 6 min 5 min5 min 5 min5 min * 211 9/6;4 01 3 min;4 600/02 minZL 10 3003500/2500 1 h 22 D33 D3423 D32 3 min;4 300/02 minZL 10 2 D3123 *23 A0g/t D47,60 7g/t 4* ,0 42141 211 9/6;4 ZL 8002500 250 3 min 2 min 22 5 min 5 min 5 min 2 3 ZL 402 min ZL 202 min ZL 80 6 min 5 min 5 min 2 min;46003 min ;46003 min 7* 021 01 9/6;4 8002500 011 h 022 2303 5 min 5 min 02 ZL 102 min ZL 20 6 min 5 min 5 min 2 min ** *21 D32 D33 3 * *22 23 350 mT 150 mT 150 mT 150 mT 图 ４ 全流程试验流程 表 ７ 全流程试验结果 产品 名称 产率 ／ ％ 品位／ ％回收率／ ％ ＷＯ３ＦｅＷＯ３Ｆｅ 硫精矿０．８９０．０６１３０．２８０．２３１．２０ 钨精矿０．３８６３．２４０．４８８６．９４０．０１ 加温尾矿４．３９０．２０．８２４．４３０．１６ 溢流０．０１０．０１０．０００．０００．００ 铁精矿１５．１６６２．０３４１．６９ 铁中矿 ３０．５２４５．８９１．０４ 铁中矿 ２３．８４０．０２３０．１９８．４０５．１３ 铁中矿 １０．７２４３．６１１．３７ 磁选尾矿７４．９５１４．８７４９．３５ 给矿１００．０００．２３２２．０９１００．００１００．００ 采用浮选⁃磁选工艺全流程试验最终可获得钨品 位 ６３．２４％、铁品位 ０．４８％、钨回收率 ８６．９４％的钨精矿 和铁品位 ６２．０３％、回收率 ４１．６９％的铁精矿，钨与铁得 到了有效地分离及回收，选矿指标较好。 ３ 结 论 １） 采用脱硫⁃浮钨⁃磁选铁的工艺流程，最终可获 得钨品位 ６３．２４％、回收率 ８７．１４％的钨精矿和铁品位 ６２．０３％、回收率 ４１．６７％的铁精矿。 ２） 比较了白钨矿常温和加温精选的效果。 结果 表明，常温精选难以提高白钨精矿品位，且药剂耗量 大；而加温精选可有效提高钨精矿品位，并保持了较高 的回收率。 虽然加温精选在设备方面要求高于常温精 选，但加温精选可获得更好的浮选指标，且工艺成熟， 抗外界干扰能力强，能稳定生产。 参考文献 ［１］ 于 洋，孙传尧，卢烁十，等． 黑钨矿、白钨矿与含钙矿物异步浮选 分离研究［Ｊ］． 矿冶工程，２０１２（４）３１－３６． ［２］ 王明燕，贾木欣，肖仪武，等． 中国钨矿资源现状及可持续发展对 策［Ｊ］． 有色金属工程，２０１４（２）７６－８０． ［３］ 邱显扬，高玉德，韩兆元． 组合捕收剂对黑钨矿颗粒间相互作用的 影响研究［Ｊ］． 矿冶工程，２０１２（６）４７－５０． ［４］ 倪章元，顾帼华，陈 雄，等． ＺＬ 捕收剂浮选分离白钨矿与含钙脉 石矿物的研究［Ｊ］． 矿冶工程，２０１４（５）６２－６５． ［５］ 张 英． 白钨矿与含钙脉石矿物浮选分离抑制剂的性能与作用机 理研究［Ｄ］． 长沙中南大学资源加工与生物工程学院，２０１２． ３５第 ２ 期王国生等 复杂难选含钨铁矿选矿工艺研究