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西藏某矽卡岩型白钨矿浮选工艺研究 ① 蒋素芳 (湖南有色金属研究院,湖南 长沙 410100) 摘 要 对西藏某矽卡岩型白钨矿进行了浮选工艺研究。 采用两段浮选工艺一段粗选获得高品位钨粗精矿,二段粗选进一步保 证钨回收率,两段粗选获得钨粗精矿合并,采用彼得罗夫法进行钨加温精选获得高品位钨精矿。 全流程闭路试验获得了含 WO3 64.32%、WO3回收率为 79.04%的钨精矿。 关键词 浮选; 白钨矿; 矽卡岩型; 彼得罗夫法; 两段粗选 中图分类号 TD923文献标识码 Adoi10.3969/ j.issn.0253-6099.2016.03.014 文章编号 0253-6099(2016)03-0055-05 Flotation Technology for Skarn Type Scheelite Ore from Tibet JIANG Su⁃fang (Hunan Research Institute of Nonferrous Metals, Changsha 410100, Hunan, China) Abstract Flotation technology for a skarn type scheelite ore from Tibet was studied. The roughing process was divided into two stages, namely, collecting high grade scheelite concentrate at the first stage and ensuring its recovery at the second stage. Then, the rough concentrates from both roughing stages were combined for heating cleaning by adopting Petrov method to prepare high grade scheelite concentrate. In the closed⁃circuit test, a scheelite concentrate with WO3 grade and recovery of 64.32% and 79.04% respectively was obtained. Key words flotation; scheelite; skarn type; Petrov method; two stages of roughing 根据 2002 年中国矿产资源年报公布的数据, 截至 2000 年底我国白钨矿保有储量为 3 698.74 万吨, 占全国钨矿总保有储量的 72.1%,其中工业储量为 165.38 万吨,占白钨矿总储量的 44.7%[1-3]。 我国钨矿床产主要产于前震旦系⁃下古生界变质 岩中的似矽卡岩型、矽卡岩型或动热变质型钨矿。 我 国钨矿的基本地质特征可概括为分布广、产地多、规模 大、品位高、伴生组分复杂、矿石类型繁多,特别以高度 发育的石英脉型钨矿床著称于世[4]。 我国是钨资源 大国,也是世界上最大的钨生产国,但随着黑钨矿资源 的枯竭,白钨矿的资源开发利用就显得尤为重要。 就 目前来讲,白钨矿粗选阶段追求的是最大限度地提高 粗精矿品位,而精选阶段最稳定的方法还是浓浆加温 法,使钨精矿能够达到市场需求的品位。 20 世纪80~90 年代,湖南柿竹园 200 t/ d 和 500 t/ d 多金属矿选厂对钨品位为 4%~6%的钨浮选粗精矿,经 浓密浓度达 60%~70%后,在特制的加温搅拌设备中加 热矿浆到 90 ℃,然后添加大量水玻璃(100 kg/ t),并 保温 60 min 以上,对处理好的矿浆经稀释脱药 1~2 次 后再进行常温浮选,最终可获得钨品位 65%以上的白 钨精矿,杂质含量满足要求,白钨精选作业回收率达 90%~95%。 叶雪均[5]对两种不同类型的白钨矿,即白钨⁃方解 石、萤石型和白钨石英型进行了粗选试验研究。 结果 表明,石灰⁃碳酸钠法适合于白钨⁃方解石、萤石型矿石 的粗选,且为白钨矿的常温精选创造有利条件。 而碳 酸钠法适合于白钨⁃石英型矿石的粗选。 并推荐了偏 磷酸盐+水玻璃作为精选的抑制剂,该抑制剂不但具 有较强的选择性抑制作用和调节泡沫的作用,而且具 有较好的降磷效果。 1 矿石性质 西藏某白钨矿化学多元素分析结果见表 1,钨化 学物相分析结果见表 2,主要矿物组成及其相对含量 ①收稿日期 2015-12-02 作者简介 蒋素芳(1983-),女,湖南永州人,硕士,工程师,主要从事选矿工艺、矿产资源综合利用及选矿废水处理回用技术等研究工作。 第 36 卷第 3 期 2016 年 06 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.36 №3 June 2016 见表 3。 表 1 原矿化学多元素分析结果(质量分数) / % WO3ZnPbCuAsS 0.2330.0430.0550.0550.0441.96 MnTFeCaF2SiO2Al2O3MgO 1.5815.855.1360.363.830.84 CaOK2ONa2OAu1)Ag1)Re1) 1.531.291.480.101.0<2 1) 单位为 g/ t。 表 2 钨化学物相分析结果 钨的相WO3含量/ %分布率/ %备 注 钨华中的钨0.0073.04钨华 WO3H2O 白钨矿中的钨0.21091.31 白钨矿 CaWO4 黑钨矿中的钨0.0135.65黑钨矿(Fe,Mn)WO4 总钨0.230100.00 表 3 主要矿物组成及其相对含量 矿物名称相对含量/ %矿物名称相对含量/ % 白钨矿0.32石英42.5 闪锌矿0.06钾长石、斜长石5.1 方铅矿0.06云母4.5 毒砂0.10白云石、方解石5.3 磁铁矿2.8角闪石、绿帘石8.4 赤铁矿、褐铁矿14.0绿泥石1 金红石、钛铁矿1.3辉石、石榴子石3.5 萤石5电气石、磷灰石1.2 钨主要以白钨矿形式存在,约占原矿总钨的 91.31%, 其次为钨华和黑钨矿。 白钨矿多呈他形粒状,大多呈星点状或追随石英 脉以微脉状分布在石榴子石中,与石榴子石关系密切; 或者追随石英脉出现在矿石中;部分白钨矿中可见到 黄铁矿的包裹体,或与黄铁矿共生,大多数呈他形粒状 分布在石榴子石中,粒径较粗,基本是在 0.02~1 mm 之间。 脉石矿物主要是石英、绿帘石、萤石、石榴子石、方 解石等,其次为白云石、蛇纹石、角闪石、高岭石、透闪 石、透辉石、黑云母等;微量的磷灰石、电气石、炭质 物等。 2 浮选试验 白钨矿的浮选一般分成粗选预精选和精选两个阶 段[6-9]。 粗选预精选阶段追求的是最大限度地提高粗 精矿品位及回收率,而精选阶段的目的则是使钨精矿 能够达到市场需求的品位。 所以,对于白钨矿的浮选 通常是将粗选预精选阶段和精选阶段分开进行。 由于 加温浮选对白钨矿的选别作业比较稳定,故很多矿山 在暂时无法追求稳定的常温精选情况下,只能尽可能 地提高粗选作业产品白钨粗精矿的质量。 本文主要针对该脱硫后尾矿浮选回收白钨矿。 2.1 钨粗选磨矿细度试验 合理的磨矿细度是获得优异选矿指标的关键技 术参数。 为考察磨矿细度对钨浮选指标的影响,进 行了粗选磨矿细度试验,试验工艺流程见图 1,结果 见图 2。 B3 63 A0g/t CuSO4 ,/A 2A 4* 4*23 80 60 25 3 min 2 min 1 min 3 min 2 min 1 min 3 min 2 min 1 min CuSO4 ,/A 2A 4 40 30 15 Na2CO3 ;4 733 * *23*3 1500 600 500200 pH ≈ 9.5 2 min 2 min 5 min2 min 图 1 粗选磨矿细度试验工艺流程 -0.074 mm40/4 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0 100 90 80 70 60 50 657075808590 23WO38 23WO3/;5 图 2 磨矿细度试验结果 由图 2 可知,随着磨矿细度提高,钨粗精矿中钨品 位逐渐降低,而回收率呈先升高后下降的趋势,当磨矿 细度-0.074 mm 粒级占 80%时,指标出现较大拐点,由 此确定适宜的磨矿细度为-0.074 mm 粒级占 80%。 2.2 粗选 pH 值对钨浮选的影响 固定粗选捕收剂 YSK 用量为500 g/ t,水玻璃用量 为 800 g/ t,以 Na2CO3为矿浆 pH 值调整剂进行试验, 粗选 pH 值对钨浮选的影响见图 3。 65矿 冶 工 程第 36 卷 pHD 0.18 0.15 0.12 0.09 0.06 0.03 0.00 50 40 30 20 10 0 7891011 3WO38 3WO3/;5 图 3 pH 值对钨浮选的影响 由图 3 可知,选择在 pH = 9~10 条件下进行钨浮 选较好,此时浮钨尾矿中品位及分布率均较低,故损失 于尾矿中的钨亦较少。 2.3 水玻璃用量对钨浮选的影响 捕收剂 YSK 用量 500 g/ t,碳酸钠用量 1 500 g/ t, 调节 pH 值至 9.5 左右,水玻璃用量试验结果见图 4。 ;4A4g t-1 8 7 6 5 4 3 2 1 100 90 80 70 60 50 2004006008001000 WO38 WO3/;5 图 4 水玻璃用量对钨浮选的影响 从图 4 可见,在强碱性条件下添加水玻璃可提高 粗精矿钨品位,但随着水玻璃用量增大,也会对白钨矿 产生一定的抑制作用,水玻璃用量以 800 g/ t 为宜。 2.4 钨粗选捕收剂条件试验 目前,脂肪酸类及其皂类是白钨矿浮选中最常用的 捕收剂。 在碳酸钠用量 1 500 g/ t,水玻璃用量 800 g/ t 条件下,进行了 733(500 g/ t)、油酸(300 g/ t)及 M1(600 g/ t,在加 M1 前加入300 g/ t 硝酸铅活化)、YSK(500 g/ t) 对白钨矿粗选浮选指标的影响,其中 YSK 为湖南有色 金属研究院自主研发的脂肪酸类新型高效白钨矿捕收 剂,其主要成分为改性油酸及其混合物。 捕收剂种类 试验结果见图 5。 由图 5 可知,油酸对该钨矿的选择 性较差,钨粗精矿钨品位比使用 YSK 时低;使用羟肟 酸类药剂 M1 为捕收剂时,钨粗精矿中钨回收率和品 位都远低于使用 YSK 时;而以 YSK 为捕收剂时获得 钨粗精矿指标最优。 因此,选择 YSK 为钨捕收剂。 ;0D3 90 75 60 45 30 15 0 YSKA WO3/;5 图 5 钨粗选捕收剂种类试验结果 为确定捕收剂最佳用量,对捕收剂 YSK 进行了用 量试验,结果见图 6。 由图 6 可知,随着 YSK 用量增 加,钨粗精矿中钨回收率逐渐增加,但 YSK 用量超过 500 g/ t 后,钨回收率增幅不大,粗精矿中钨品位明显 下降,因此 YSK 用量以 500 g/ t 为宜。 YSKA4g t-1 12 10 8 6 4 2 90 81 72 63 54 45 200300400500600700800 WO38 WO3/;5 图 6 捕收剂 YSK 用量试验结果 2.5 钨粗选段开路流程试验 综合以上钨粗选条件试验结果后,进行了钨粗选 开路流程试验。 试验时,考虑到粗选作业可直接获得 部分高品质的钨粗精矿,因此采取两段粗选,第一段钨 粗选获得钨粗精矿 1(含 WO3大于 7%),品位较高,可 直接进入加温精选(为确保钨粗精矿 1 品位,可通过 调整 YSK 用量和浮选时间实现),第二段钨粗选获得 钨粗精矿 2,经粗精选后并入钨粗精矿 1,这样不但可 以减少精选矿量,还缩短了部分高品质钨粗精矿在精 选流程中的时间,有利于粗选钨回收率的提高。 试验结果表明,钨两段粗选开路工艺流程,第一段 粗选可得到含 WO310.51%的钨粗精矿 1,第二段粗选 产品经过二次精选,可获得含 WO36.98%的钨粗精矿 2,钨粗精矿 1 和粗精矿 2 合并后,钨总粗精矿含 WO3 9.68%,WO3作业回收率为 75.55%、对原矿回收率为 68.20%。 经过二次扫选后,尾矿中的钨作业损失率降 至 13.57%,对原矿为 12.25%。 由于钨扫精矿 2 含 75第 3 期蒋素芳 西藏某矽卡岩型白钨矿浮选工艺研究 WO3仍有 0.57%,较尾矿仍有较高富集比,因此在钨 粗选闭路试验中,可增加一次钨扫选,这样钨粗选回收 率更有保证。 2.6 钨粗选段闭路流程试验 在开路流程试验的基础上,进行了脱硫和钨粗选 闭路流程试验。 闭路试验工艺流程与药剂用量见图 7,结果见表 4。 Na2SiO3 YSK 5 min 3 min 2 min 3.5 min 3.5 min *2 *22*1 *23 *2 *232 YSK 2 min 2 min *3 3 3.5 min 423 42 2 min *231 *21 B3 63 A0g/t CuSO4 ,/A 2A 4* 80 50 30 3 min 2 min 1 min 3 min 2 min 1 min CuSO4 ,/A 2A 4 40 30 15 2 min 3 min 2 min Na2CO3 Na2SiO3 YSK 1500 800 400 5 min *1 2 min 3 min 3 min 2 min Na2SiO3 YSK 300 200 150 200 Na2SiO3 1003 min Na2SiO3 YSK 3 min 2 min 150 150 4 min 3.5 min -0.074 mmC80 图 7 钨粗选段闭路试验工艺流程 表 4 钨粗选段闭路试验结果 产品名称产率/ %WO3品位/ %WO3回收率/ % 脱硫精矿1.060.311.41 钨粗精 11.489.33 8.05 59.37 钨粗精 20.895.9122.61 钨尾矿96.570.0416.61 硫尾矿100.000.233100.00 由表 4 可知,脱硫精矿中钨损失率为 1.06%,钨总 粗精矿含钨 8.05%,粗精矿钨总回收率为 81.98%;尾 矿钨品位为 0.04%,损失率为 16.61%。 2.7 钨精选药剂种类及用量试验 将钨粗选作业所得钨粗精矿 1 和钨粗精矿 2 合并 进行钨精选试验,钨总粗精矿含钨 8%左右,脉石主要 为萤石、矽卡岩型硅酸盐和碳酸盐矿物。 精选试验进 行了药剂种类及用量、矿浆温度、搅拌时间、矿浆浓度、 浮选时间、钨精选开路流程试验和闭路流程试验。 将钨总粗精矿浓缩至浓度 50%左右,固定搅拌温度 70 ℃,搅拌时间 1 h,捕收剂 YSK 用量 70 g/ t,采用 1 粗 3 精 2 扫工艺流程对加温搅拌药剂添加种类及用量进 行考察,工艺流程见图 8,结果见图 9。 070 11 h HNY1 HNY2 Na2SiO3 2* 3 21 22 D3 23 23 YSK70 *23A0g/t 723WO38 23WO3/;5 图 9 钨加温搅拌药剂种类及用量试验结果 A Na2SiO31 000 g/ t; B HNY1220 g/ t,Na2SiO31 000 g/ t; C HNY1220 g/ t,HNY267 g/ t,Na2SiO31 000 g/ t; D HNY1 220 g/ t,HNY267 g/ t,Na2SiO32 500 g/ t; E HNY1220 g/ t,HNY2 67 g/ t,Na2SiO35 000 g/ t 由图 9 可知,HNY1 和 HNY2 的添加有利于提高 钨精选 WO3回收率和品位,且免去了浮选前的脱药环 节,可简化钨精选流程,便于操作。 水玻璃用量过大会 降低钨精矿回收率,对精矿品位提高不大。 根据试验 结果,选择水玻璃用量 1 000 g/ t、HNY1 用量 220 g/ t、 HNY2 用量 67 g/ t 为宜。 85矿 冶 工 程第 36 卷 2.8 钨精选搅拌温度试验 在采用“彼得罗夫法”进行钨加温精选过程中,温 度十分重要,温度高会增加加温的成本,温度低则可能 影响精选效果。 固定加温搅拌药剂用量,搅拌时加温 温度试验结果见图 10。 09, 80 70 60 50 40 30 100 90 80 70 60 50 40 30 3020405060708090100 23WO38 23WO3/;5 图 10 钨精选搅拌温度试验结果 由图 10 可知,当温度达到 70 ℃ 时,钨精矿含钨 61.13%,对原矿钨回收率为 67.12%,随着加温温度提 高,钨精矿中钨品位和回收率略有提高,但总体来说指 标变化不大,根据经验,70 ℃ 已经可以满足钨加温精 选的要求,而这个温度也是生产现场可以达到的。 2.9 钨精选段闭路试验 综合以上条件试验以及开路试验后,进行了钨精 选闭路流程试验,加温温度为 70 ℃,搅拌时间为 1 h, 钨精选闭路试验工艺流程与药剂用量见图 11,试验结 果见表 5。 试验结果表明,搅拌温度 70 ℃ 条件下,钨 粗精矿经过 3 次精选,可获得作业回收率为 95.34%、 品位为 64.32%的钨精矿。 070 11 h HNY1 HNY2 Na2SiO3 220 67 1000 YSK YSK 40 YSK 30 70 6 min 4 min 3 min 2 min 3 min 4 min 2 min *23 A0g/t 72* 211 22 2 23 23 23 2 min 图 11 钨精选段闭路试验工艺流程 表 5 钨精选段闭路试验结果 产品名称产率/ % WO3品位/ %WO3回收率/ % 钨精矿12.5264.3295.34 钨精尾87.480.454.66 给矿100.008.44100.00 2.10 全流程闭路试验结果 综合以上各段闭路试验的最优条件,进行了全流 程闭路试验,结果见表 6。 表 6 全流程闭路试验结果 产品名称产率/ %WO3品位/ %WO3回收率/ % 脱硫精矿1.060.311.39 钨精矿0.2964.3279.04 钨精尾2.010.453.83 尾矿96.640.03815.74 原矿100.000.236100.00 由以上试验结果可知,经全流程闭路试验可获得 含 WO364.32%、WO3回收率 79.04%的钨精矿。 3 结 语 1) 西藏某钨矿中的钨主要以白钨矿形式存在,约 占总钨的 91.31%。 脉石主要为矽卡岩型硅酸盐和碳酸 盐矿物,常温浮选时,与白钨矿分离困难。 根据矿石性 质,对脱硫尾矿以自主研发的新型高效环保药剂 YSK 为白钨矿捕收剂,采用两段粗选分别获得钨粗精矿 1 和 钨粗精矿 2,然后合并加温精选工艺,全闭路试验可获 得钨精矿 WO3品位 64.32%、WO3回收率 79.04%的试 验指标。 2) 采用闪速浮选+两段粗选+加温精选工艺回收白 钨矿,同时加温精选采用针对性脉石抑制剂 NHY1、 NHY2 和水玻璃组合,高效抑制萤石、硅酸盐、碳酸盐类 脉石,有效分离出高品质钨精矿产品,试验工艺流程合 理,指标稳定,有利于该技术在同类型矿山的推广应用。 参考文献 [1] 李日清. 对我国钨矿形式的分析[J]. 冶金经济分析,1992(4)15-39. 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