湖南某白钨矿浮选试验研究.pdf

湖南某白钨矿浮选试验研究 ① 徐凤平１，２， 冯其明１， 张国范１， 石 晴１， 陈 伟１ （１．中南大学 资源加工与生物工程学院，湖南 长沙 ４１００８３； ２．湖南有色新田岭钨业有限公司，湖南 郴州 ４２３０００） 摘 要 对湖南某白钨矿开展了选矿试验研究，通过强化调浆⁃疏水聚团工艺，调整白钨矿表观粒径，可获得品位 １０．４４％、回收率 ８６．７２％的白钨粗精矿。 相比常规浮选，白钨粗选段选矿回收率提高了 ２．０９ 个百分点；微细粒级（－１０ μｍ）白钨矿回收率由 ６４．７４％ 提高至 ７５．８８％。 关键词 浮选； 疏水聚团； 白钨； 微细粒 中图分类号 ＴＤ９２３文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１６．０２．０１０ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０１６）０２－００３８－０３ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｃｈｅｅｌｉｔｅ ｆｒｏｍ Ｈｕｎａｎ ＸＵ Ｆｅｎｇ⁃ｐｉｎｇ１，２， ＦＥＮＧ Ｑｉ⁃ｍｉｎｇ１， ＺＨＡＮＧ Ｇｕｏ⁃ｆａｎ１， ＳＨＩ Ｑｉｎｇ１， ＣＨＥＮ Ｗｅｉ１ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｈｕｎａｎ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ Ｘｉｎｔｉａｎｌｉｎｇ Ｗｏｌｆｒａｍ Ｍｉｎｅ Ｃｏ Ｌｔｄ， Ｃｈｅｎｚｈｏｕ ４２３０００， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｔｈｅ ｏｒｅ ｄｒｅｓｓｉｎｇ ｔｅｓｔｓ ｏｆ ａ ｓｃｈｅｅｌｉｔｅ ｄｅｐｏｓｉｔ ｆｒｏｍ Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｏｒ ｐｕｌｐ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｎｄ ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ， ｔｈｒｏｕｇｈ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ａｐｐａｒｅｎｔ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｓｃｈｅｅｌｉｔｅ ｗａｓ ｒｅｇｕｌａｔｅｄ， ａｎｄ ａ ｓｃｈｅｅｌｉｔｅ ｂｕｌｋ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｗｉｔｈ ＷＯ３ｇｒａｄｅ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ １０．４４％ ａｎｄ ８６．７２％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｗａｓ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｓｃｈｅｅｌｉｔｅ ｒｏｕｇｈｉｎｇ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｃａｎ ｂｅ ｕｐ ２．０９ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｐｏｉｎｔ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｆｏｒ ｆｉｎｅ⁃ｇｒａｉｎｅｄ （－１０ μｍ） ｓｃｈｅｅｌｉｔｅ ｃａｎ ｂｅ ｒａｉｓｅｄ ｆｒｏｍ ６４．７４％ ｔｏ ７５．８８％． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ； ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ； ｓｃｈｅｅｌｉｔｅ； ｆｉｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ 钨是具有重要战略意义的稀有金属，广泛应用于 军工、矿山、能源和环保等领域。 钨在地壳中有 ２０ 余 种形态，目前只有黑钨矿、白钨矿和黑白钨矿具有工业 开发价值［１］。 随着黑钨矿资源的日渐枯竭，大力开发 白钨资源显得尤为重要。 白钨性脆，易过磨，从而产生 大量的微细粒级（－１０ μｍ）白钨矿，回收困难。 湖南某白钨矿山生产流程回收率 ８５．５０％，尾矿 ＷＯ３含量为 ０．０４５％，浮选给矿中微细粒级白钨占 １４．９５％，其回收率仅为 ６４．７４％，尾矿中微细粒白钨占 ４９．８５％。 要进一步提高该矿山白钨选矿回收率，需加 强微细粒级矿物回收技术研发。 对于微细粒级矿物的浮选回收，主要通过 ３ 种途 径，即调药、调粒和调泡［２－６］。 本文针对上述白钨矿， 通过强化调浆⁃疏水聚团工艺，调整矿物表观粒径，改 善浮选效果，达到提高选矿回收率的目的。 １ 矿石性质 对原矿进行化学多元素分析和 Ｘ 射线衍射分析 发现，矿样中可综合回收利用的有用矿物主要为白钨 矿。 脉石矿物主要为石榴石，次为石英、方解石、透辉 石、透闪石、绿帘石、绿泥石、萤石等，富钙脉石方解石 含量较多，而萤石含量较少。 化学多元素分析结果见 表 １。 表 １ 矿石化学多元素分析结果（质量分数） ／ ％ ＴＦｅＺｎＯＡｓＺｒＭｏＳｎ １０．１４６０．０３９０．１４２０．００１６０．００２４０．０１６ ＷＯ３ＰｂＯＢｉＭｎＯＮｉＣｏ ０．３１０．００３７０．００３９２．２３０．００６０．０６８ ２ 试验方法、设备及试剂 试验主要仪器设备包括浮选机（ＸＦＧ 型挂槽式浮 选机）、搅拌器（欧洲之星）、烧杯、秒表和自制搅拌 桨等。 ①收稿日期 ２０１５－１０－１１ 作者简介 徐凤平（１９８２－），男，江苏泰州人，博士研究生，主要从事选矿技术研究和生产管理工作。 通讯作者 冯其明（１９６２－），男，湖北天门人，教授，博士研究生导师，主要研究方向为浮选药剂理论及应用。 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 试验试剂 Ｎａ２ＣＯ３、Ｎａ２ＳｉＯ３均为工业级药剂；药剂 ＺＬ 由广州有色金属研究院研发，是含有羟肟酸根和脂 肪酸根的捕收剂［７］。 强化调浆⁃疏水聚团主要是通过强化流体力场的 剪切力和湍流耗散能，增大流场中白钨矿颗粒间的碰 撞概率以改善微细粒级白钨矿的浮选行为，提高微细 粒级白钨的回收率。 先添加调整剂进行强化调浆，使 微细粒目的矿物和脉石处于完全分散的状态，接着通 过捕收剂作用使目的矿物表面疏水，在确定了常规调 浆浮选工艺条件的基础上，再通过强烈搅拌调浆改变 矿浆物理力场，使得目的矿物在剪切力场中同相絮凝 成团，增大目的矿物的表观粒径，同时改变目的矿物表 面疏水性，最后通过常规浮选，实现目的矿物和脉石的 分离，进一步提高微细粒白钨的回收率［８］。 试验流程 如图 １ 所示。 B3A0g/t  /;5         D601;,m s-1 3.6 3.2 2.8 2.4 2.0 82 81 80 79 78 234567 *238 /;5         D40D1;,m s-1 3.6 3.2 2.8 2.4 2.0 86 84 82 80 78 43658971011 43658971011 *238 /;5         D401;,m s-1 3.25 2.75 2.25 1.75 86 84 82 80 78 *238 /;5         图 ２ 桨型及搅拌转速对微细粒白钨矿浮选的影响 1;0min 88.0 87.5 87.0 86.5 86.0 85.5 85.0 2.7 2.4 2.1 1.8 1.5 1.2 5101520 /;5 *238         图 ３ 搅拌时间试验结果 ９３第 ２ 期徐凤平等 湖南某白钨矿浮选试验研究 ３．３ 搅拌条件下 ＺＬ 用量试验 经过强化调浆，白钨矿浮选速率增大。 与常规调 浆浮选相比，强化调浆一次粗选回收率得到了提高，同 时，粗精矿产率增大，品位下降。 因而有必要在强化调 浆条件下，确定捕收剂 ＺＬ 用量，以期在保证回收率的 前提下，提高粗精矿的品位。 按图 １ 所示流程，加入捕 收剂 ＺＬ 后强力搅拌 １０ ｍｉｎ，捕收剂 ＺＬ 用量试验结果 见图 ４。 ZLA4g t-1 90 85 80 75 70 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 100200300400 /;5 *238         图 ４ 搅拌条件下捕收剂 ＺＬ 用量试验结果 由图 ４ 可知，在搅拌条件下，降低捕收剂用量，粗 选回收率下降幅度较大，故 ＺＬ 用量以 ４００ ｇ／ ｔ 为宜。 ３．４ 全流程试验 进行了强化调浆浮选闭路试验研究，并与常规调 浆浮选条件下的闭路试验结果进行了对比，工艺流程 如图 ５ 所示，结果见表 ２。 由表 ２ 可知，通过强化调浆⁃ 疏水聚团浮选，精矿回收率为 ８６．７２％，较常规调浆浮 选精矿回收率提高了 ２．０９ 个百分点。 B3A0g/t 3 1522 4013 382 3 min 5 min 5 min 42, 6 min 28, 6 min 16, 3.5 min 6 min 6 min 5 minZL39 3 6 min 84110 min 图 ５ 闭路试验流程 表 ２ 闭路试验结果 技术 方案 产品 名称 产率 ／ ％ ＷＯ３品位 ／ ％ ＷＯ３回收率 ／ ％ 精矿２．５０１０．４４８６．７２ 强化调浆浮选尾矿９７．５００．０４１１３．２８ 原矿１００．０００．３０１１００．００ 精矿２．４１１０．９５８４．６３ 常规调浆浮选尾矿９７．５９０．０５１５．３７ 原矿１００．０００．３１２１００．００ 对强化调浆及常规浮选所得尾矿进行了粒级分 析，结果见表 ３。 表 ３ 尾矿粒级分析结果 工艺 粒级 ／ ｍｍ 产率 ／ ％ ＷＯ３品位 ／ ％ ＷＯ３分布率 ／ ％ 粒级回收率 ／ ％ 强 化 调 浆 浮 选 ＋０．４５１．２１ ０．０２０．６３１６．３８ －０．４５＋０．３０４．９５０．０２ １．８８２４．５２ －０．３０＋０．１５１５．７５０．０４ １５．４５３．１０ －０．１５＋０．０９２０．０５０．０３ １５．８４７７．０２ －０．０９＋０．０７４３．８２０．０６ ５．４６７９．６１ －０．０７４＋０．０４０２１．０３０．０２ １１．７３９３．１４ －０．０４０＋０．０２０１７．９４０．０１ ２．２０９９．０３ －０．０２０＋０．０１０５．０１０．０１ ０．６２９９．０８ －０．０１０１０．２４ ０．１８４６．１９７５．８８ 合计１００．０００．０４１１００．００ 常 规 浮 选 ＋０．４５１．１６ ０．０２０．４４２１．４５ －０．４５＋０．３０４．７９０．０２ １．８１２．６９ －０．３０＋０．１５１４．５６０．０２ ６．４１４６．２６ －０．１５＋０．０９１９．０３０．０９ ３０．４６４２．６９ －０．０９＋０．０７４６．６８０．０５ ６．７１６６．４９ －０．０７４＋０．０４０１７．４５０．０１ １．６０９８．７５ －０．０４０＋０．０２０１７．１１０．０１ １．５７９９．０８ －０．０２０＋０．０１０５．４９０．０１ ０．５０９８．９９ －０．０１０１３．７３ ０．２５０．５０６４．７４ 合计１００．０００．０５４１００．００ 对比发现，常规调浆条件下，尾矿中 ５０．５０％的金属 损失在－０．０１ ｍｍ 粒级中；强化调浆条件下，－０．０１ ｍｍ 粒级回收率得到了显著提高，达到了 ７５．８８％，与常规调 浆浮选工艺相比（６４．７４％），提高了 １１．１４ 个百分点， 这是实现总回收率提高的主要原因。 ４ 结 语 １） 原矿白钨品位为 ０．３１％，采用强化调浆⁃疏水聚 团工艺，可获得品位 １０．４４％、回收率 ８６．７２％的白钨粗精 矿，较常规调浆工艺回收率提高了 ２．０９ 个百分点，其中 －０．０１ ｍｍ 粒级回收率提高了 １１．１４ 个百分点。 ２） 强化调浆⁃疏水聚团试验研究仅为探索阶段， 对过程的相关影响因素尚未进行系统研究，还需进一 步开展研究工作。 （下转第 ４３ 页） ０４矿 冶 工 程第 ３６ 卷 精矿中。 故此，脉动冲次选为 ５０ ｒ／ ｍｉｎ。 ３．４ 给矿浓度对石英砂再除铁效果的影响 给矿浓度直接影响着处理量的大小，浓度过高，除 铁效果差；浓度过低，生产效率低。 为给现场提供合适 的给矿浓度参考，固定磁场强度为 １．８ Ｔ，脉动冲次为 ５０ ｒ／ ｍｉｎ，磁介质棒直径为 １．５ ｍｍ，进行了给矿浓度条 件试验，结果见图 ５。 -37, 0.0087 0.0084 0.0081 0.0078 0.0075 100 98 96 94 92 90 20253035 /4 5         图 ５ 给矿浓度对石英砂再除铁效果的影响 由图 ５ 可见，随着给矿浓度增大，石英砂含铁量及 产率均逐渐增大，说明该石英砂在较稀的矿浆浓度下 可获得相对较好的选别指标。 给矿浓度为 ２０％时，相 比给矿浓度为 ２５％，石英砂含铁量及产率相差并不明 显，为了保证现场生产的处理量，给矿浓度定为 ２５％。 ３．５ 综合试验 该石英砂含铁 ０．０１２％，物料粒度－６５０＋１０９ ｍｍ，通 过条件试验，确定在磁场强度为 １．８ Ｔ、磁介质棒直径为 １．５ ｍｍ、脉动冲次为 ５０ ｒ／ ｍｉｎ、给矿浓度为 ２５％的条件 下，可获得相对较好的指标，此时石英砂含铁 ０．００７７％， 作业产率为 ９２．７７％。 ４ 工业试验 在小型试验的基础上，江西某石英砂公司于 ２０１５ 年 ３ 月正式引入 ２ 台 ＳＬｏｎ（１．８ Ｔ）立环脉动高梯度磁 选机，经 ３ 个月连续生产，指标稳定。 原流程（即弱磁 选＋ＳＬｏｎ（１．３ Ｔ）机一次强磁选别流程）与现流程（即 弱磁选＋ＳＬｏｎ（１．３ Ｔ＋１．８ Ｔ）机一粗一精强磁选别流程） 现场生产平均指标对比见表 １。 表 １ 现场指标对比结果 流程产率／ ％含铁量／ ％除铁率／ ％ 原流程８２．４５０．０１２６０．００ 现流程７６．２７０．００７６７４．６７ 由表 １ 可知，增加一段 ＳＬｏｎ（１．８ Ｔ）立环脉动高梯 度强磁选，石英砂精矿在产率下降并不明显的情况下， 含铁量由平均 ０．０１２％降至 ０．００７６％。 在给矿含铁量 低的情况下，含铁量降幅达到 ０．００４４ 个百分点，说明 现场生产效果非常显著，获得了较好的经济效益和社 会效益。 ５ 结 论 １） 江西某石英砂精矿平均含铁 ０．０１２％，通过小型 再除铁试验，确定了最佳试验条件为磁场强度 １．８ Ｔ、 磁介质棒直径 １．５ ｍｍ、脉动冲次 ５０ ｒ／ ｍｉｎ、给矿浓度 ２５％，在此条件下，获得了含铁 ０．００７７％、作业产率 ９２．７７％ 的石英砂精矿。 ２） 现场生产指标表明，增加一段 ＳＬｏｎ（１．８ Ｔ）立环 脉动高梯度强磁选，石英砂精矿含铁量降幅明显，说明 ＳＬｏｎ（１．８ Ｔ）立环脉动高梯度磁选机适用于低含铁量石 英砂的除铁提纯，能创造较好的经济效益和社会效益。 参考文献 ［１］ 丁亚卓． 低品位石英矿提纯制备高纯度石英的研究［Ｄ］． 沈阳东 北大学资源与土木工程学院，２０１０． ［２］ 徐龙华，董发勤，王 振，等． 某低品位长石矿无氟无酸选矿工艺 试验研究［Ｊ］． 矿冶工程，２０１５（４）２７－３０． ［３］ 熊大和． ＳＬｏｎ 立环脉动高梯度磁选机大型化研究与应用［Ｊ］． 有 色金属（选矿部分），２０１１（ｚ１）１６３－１６７． ［４］ 李 勇，王玉连，秦炎福，等． 石英砂除铁方法的研究［Ｊ］． 安徽科 技学院学报，２００８，２２（２）３５－３８． ［５］ 丁 利，陈禄政，黄建雄，等． 棒介质层数对高梯度磁选指标的影 响［Ｊ］． 矿冶，２０１４，２３（１）９－１３． ［６］ 范志坚，余新阳，黄会春，等． Ｓｌｏｎ 立环脉动高梯度磁选机在非金 属除铁中的应用［Ｊ］． 矿业工程，２００４（１）４１－４３． 􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎 （上接第 ４０ 页） 参考文献 ［１］ 胡岳华，冯其明． 矿物资源加工技术与设备［Ｍ］． 北京科学出版 社，２００６． ［２］ 王淀佐． 浮选理论的新进展［Ｍ］． 北京科学出版社，１９９２． ［３］ Ｒｕｂｉｏ Ｊ，Ｃａｐｐｏｎｉ Ｆ， Ｒｏｄｒｉｇｕｅｓ Ｒ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ｅｎｈａｎｃｅｄ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｌｆｉｄｅ ｆｉｎｅｓ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ ｏｉｌ ｅｘｔｅｎｄｅｒ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｊ］． Ｉｎｔ Ｊ Ｍｉｎｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ，２００７，８４（１／４）４１－５０． ［４］ 刘文刚，魏德洲，周东琴，等． 螯合捕收剂在浮选中的应用［Ｊ］． 国 外金属选矿，２００６，４３（７）４－８． ［５］ Ｌｉｕ Ｑ，Ｗａｎｎａｓ Ｄ， Ｐｅｎｇ Ｙ Ｊ． Ｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇ ｔｈｅ ｄｕａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｒ ｄｅｐｒｅｓｓａｎｔｓ ｉｎ ｆｉｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｆｌｏａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｉｎｔ Ｊ Ｍｉｎｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ，２００６，８０ （２／４）２４４－２５４． ［６］ 黄光耀，冯其明，欧乐明，等． 利用微泡浮选柱从浮选尾矿中回收微细 粒白钨矿［Ｊ］． 中南大学学报（自然科学版），２００９，４０（２）２６３－２７６． ［７］ 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． ［８］ 邱冠周，胡岳华，王淀佐． 颗粒间相互作用与细粒浮选［Ｍ］． 长 沙中南工业大学出版社，１９９３． ３４第 ２ 期李宇宏 江西某石英砂精矿再除铁试验研究