钨细泥选矿工艺现状与研究.pdf

第3 4 卷 2 0 1 4 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM 哐T A L L I J R G I C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 4 A u g u s t2 0 1 4 钨细泥选矿工艺现状与研究① 李平，沈新春，管建红，李振飞，陈文熙，古吉汉 赣州有色冶金研究所，江西赣州3 4 1 0 0 0 摘要详细阐述了钨细泥选矿工艺现状及目前较为成熟的几种钨细泥回收工艺流程；以及对笔者在钨细泥选矿领域所做的研究 工作进行了介绍，并对钨细泥选矿技术今后的发展方向提了几点意见。 关键词钨细泥；离心选矿机；S L o n 高梯度磁选机；快速微细摇床 中图分类号T D 9 2文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 4 ．0 8 ．0 0 6 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 4 0 8 0 0 2 3 0 5 1 钨细泥选矿工艺现状 自2 0 世纪5 0 年代开始回收钨细泥以来，随着科 学技术的进步及选矿工作者不断攻关研究，钨细泥的 回收工艺经历了由最早的铺布溜槽回收工艺到刻槽摇 床及弹簧摇床回收工艺，再到以皮带溜槽、湿式强磁选 及离心选矿机等新型设备为主体设备的新工艺以及新 型药剂的研制而发展起来的浮选工艺J 。目前，钨细 泥回收的几种较为成熟的工艺流程有全重选工艺流 程、磁选．重选一浮选联合流程、重选一浮选- 重选联合流 程、浮选一重选联合流程和全浮选流程等。 1 ．1 全重选流程 全重选工艺流程使用的选矿设备主要是摇床、离 心选矿机和横流皮带等，主要为全摇床流程和分级- 摇 床一离心选矿机流程。2 。。 全摇床流程是指原次生泥浓缩分级后经摇床多次 选别，得到钨细泥精矿的流程，该流程的优点是操作简 单可靠，指标稳定，富集比高，缺点是钨细泥的回收率 低，回收率只有2 7 ％一3 5 ％，钨细泥中一0 ．0 3 7m m 粒级 的钨基本不能回收，为了提高钨的回收率，矿山对摇床 尾矿采用绒毯溜槽再回收一次，目前还有相当大一部 分的矿山企业在采用该工艺流程处理钨细泥。 分级．摇床一离心选矿机流程是指钨细泥浓缩后进 行分级， 0 ．0 3 7m m 粒级产品采用摇床选别，一0 ．0 3 7 m m 粒级产品采用离心选矿机选别，该流程的优点是 离心选矿机的应用弥补了摇床对于- 0 ．0 7 6m m 粒级钨 几乎不能回收的缺陷，提高了钨细泥中钨的回收率，回 收率可提高到4 6 ％～6 0 ％，不足之处是离心选矿机的 富集比要明显低于摇床，且离一t l , 选矿机操作更复 杂口] 。江西盘古山钨业有限公司㈡o 曾采用摇床- 离心 选矿机．皮带溜槽的单一重选流程分别处理钨细泥，对 含W O ，0 ．9 4 ％的钨细泥原矿，可获得钨精矿含W O ， 9 ．7 1 6 ％，回收率为6 1 ．0 5 ％。 1 ．2 磁选- 重选- 浮选联合流程 磁选一重选．浮选联合流程包括磁选一重选联合流程 和磁选．浮选联合流程两种，是指钨细泥经过湿式强磁 选机磁选后得到的钨粗精矿，粗精矿采用摇床、离心选 矿机或者浮选进行精选，该类流程的特点是大于0 ．0 1 m m 的钨矿物都可以在湿式强磁选机的作业中有效回 收，能够大量抛尾，最终仅有5 ％一6 ％的矿量，减少了 后续作业的处理量，大大降低了后续作业的成本，其中 磁选一重选联合流程具有流程结构简单、操作方便、指 标理想、对环境基本无污染和选矿废水可反复使用等 优点；缺点是用此流程处理富含硫化矿和白钨矿的钨 细泥时，硫化矿和白钨矿得不到有效回收，而且磁选后 的浓度低，需要浓缩脱水后才能进入精选，影响了选矿 效益，增加了成本。 赣州有色冶金研究所与浒坑钨矿∞o 采用S Q C - 4 - 1 8 0 0 型磁选机和6 A 浮选机组成的磁选．浮选联合流 程，处理浒坑钨细泥，对含W O ，0 ．3 2 ％的钨细泥原矿， 最终得到钨精矿含W O ，3 5 ．4 1 ％，综合回收率为 7 3 ．5 8 ％。柿竹园野鸡尾选厂- 6 1 以磁选一浮选联合流程 为黑钨细泥回收工艺，磁选机采用的是湿式高梯度强 磁选机，采用该工艺后黑钨的指标得到了显著的提高， 工业试验获得黑钨精矿平均品位为3 5 ．9 0 ％，比试验前 提高了1 2 ．6 5 个百分点，回收率提高了6 ．1 4 ％。湖南 有色金属研究院“ 1 采用强磁选机对某低硫原生钨细 泥中的钨进行磁选富集，获得磁选粗精矿分级成 O ．0 3 7m m 和- 0 ．0 3 7m m 两个粒级分别上摇床重选， ①收稿日期2 0 1 4 0 7 1 0 作者简介李平 1 9 6 4 - ，男，上海人，教授级高级工程师，研究室主任，主要从事选矿技术研究工作。 万方数据 矿冶工程第3 4 卷 可获得钨综合精矿含W O ，2 6 ．2 7 ％，回收率为7 9 ．9 9 ％。 张念1 针对西南某钨矿选厂细泥中钨主要为黑钨矿 的特征，选择S L o n 脉动高梯度磁选机进行粗选、离心 机精选的磁选一重选联合流程进行钨的回收，对含W O ， 1 ．4 2 ％钨细泥原矿，最终可获得钨精矿含W O ， 4 3 ．5 2 ％，回收率为4 8 ．8 0 ％。付广钦一。等采用S S S - I 型高梯度磁选机粗选、浮选精选的磁选一浮选联合流程 处理湖南某钨矿以黑钨为主的钨细泥，细泥中含W O ， 4 ．6 8 ％，最终可获得钨精矿含W O ，4 3 ．0 1 ％，回收率为 8 1 ．1 6 ％。 1 ．3 重选- 浮选- 重选联合流程 重选．浮选．重选联合流程是指采用离心选矿机先 进行预先富集，抛弃大量尾矿获得钨粗精矿后，通过浮 选脱硫再进行黑白钨混合浮选，黑白钨混合精矿再用 摇床重选法精选，或者黑白钨混合精矿先浮选白钨矿， 浮选白钨后的尾矿摇床回收黑钨矿。该类流程适应于 黑白钨共存的钨细泥，可使细泥中的钨金属得到有效 回收，离心选矿机的应用提高了浮选的人选品位，减少 了浮选给矿量和浮选药剂的用量；不足之处是该流程 结构比较复杂，黑钨矿回收率相对低。 肖良刨等采用离心机选矿机重选抛尾、浮选精选 的联合流程处理某钨细泥，含W O ，0 ．2 5 ％的钨细泥原 矿，最终可获得含W O ，3 4 ．7 4 ％的钨精矿。宁化行洛坑 钨矿选矿厂1 j 采用脱泥．脱硫常温浮选一离心选矿机精 选工艺代替原有脱硫一黑白钨混合浮选．浮、磁、重选黑 白钨分离复杂工艺，有效提高了钨细泥系统作业回收 率，同时使药剂成本和电费减少了6 9 ．5 1 ％，使经济效 益差的状况得到了改善。陈亮亮和熊大和‘1 引采用 S L o n ①l6 0 0m m 离心机在现场处理钨细泥浮选粗精 矿，当离心机给矿品位为5 ．0 8 7 ％一1 5 ．0 1 ％范围时，最 终可获得钨精矿含W O ，1 2 ．9 4 ％～2 0 ．3 3 ％，回收率为 7 9 ．5 8 ％～9 5 ．2 0 ％。 邓丽红、周晓彤等引采用重选一浮选一重选联合流 程对江西某大型钨矿山的钨细泥进行了小型试验和工 业试验研究，流程为离心机一次粗选、一次精选，粗选 尾矿经摇床一次扫选，摇床精矿与离心机精矿合并为重 选预富集粗精矿，重选预富集精矿浮选脱除硫化矿后的 尾矿经一粗两精三扫流程进行黑白钨混合浮选，黑白钨 混合浮选精矿用改进型的“彼德洛夫”法加温精选后得 到白钨精矿，加温精选尾矿经摇床回收黑钨精矿，小型 闭路试验可获得黑钨精矿含W O ，3 8 ．7 6 ％，回收率为 3 2 ．5 2 ％，白钨精矿含W 0 35 5 ．3 8 ％，回收率为2 9 ．8 2 ％， 总钨精矿含W O ，4 5 ．2 6 ％，回收率为6 2 ．3 3 ％，工业试验 获得总钨精矿含W O ，5 1 ．1 4 8 ％，回收率为6 2 ．5 2 ％，其 中白钨精矿含W O ，6 5 ．4 3 ％，回收率为3 1 ．4 0 ％，黑钨精 矿含W 0 34 1 ．9 0 ％，回收率为3 1 ．1 2 ％。 1 ．4 浮选- 重选联合流程 浮选- 重选联合流程是采用浮选浮脱硫后黑白钨 浮选，浮选粗精矿采用离心选矿机精选的工艺流程。 周晓文4 0 等采用该工艺流程处理福建某黑白钨共生 钨细泥，在钨细泥原矿含W O ，0 ．1 9 ％时，可获得细泥钨 精矿含含W O ，2 2 ．2 9 ％，回收率为6 5 ．3 2 ％的技术指标。 1 ．5 浮选工艺流程 浮选法是细粒嵌布矿物的有效回收方法，但是对 于微细粒矿物，由于其具有细粒矿泥在粗粒矿物表面 覆盖或包裹影响粗粒矿物浮选行为、细粒矿物比表面 能大、微细粒脉石难以抑制、细粒矿物粒径小与气泡碰 撞几率小、微细粒矿物易发生互凝和细粒矿物防止气 泡兼并能力强等特点，用常规浮选法回收时机械夹杂 严重，致使精矿品位和回收率都不高，是目前微细粒级 矿物浮选分选面临的普遍性问题，为了优化细粒级分 选效果，随着科学技术的进步选矿研究者提出了全泥 浮选、选择性絮凝．浮选、载体浮选和微泡浮选等浮选 新工艺‘1 5 ] 。 2 钨细泥相关研究工作 2 ．1 钨细泥生产工艺技术调查研究 2 0 0 7 年赣州有色冶金研究所对江西钨业集团有 限公司七个钨矿山的十一座以黑钨为主的重选厂的钨 细泥生产工艺技术进行了调查研究，调查研究表明，各 选厂钨细泥大多数采取集中归队、单独处理的方法，但 是采用的工艺流程较简单，大部分采用的工艺流程较 为简单，浓缩、分级，摇床一粗一扫，摇床尾矿绒毯溜槽 回收，当时只有铁山垅杨坑山选厂采用脱硫一离心选矿 机一浮选一磁选的流程。根据各选厂钨细泥调查资料归 纳，钨细泥具有以下特点 1 产率、钨金属占有率高低不一。平均产率为出 窿原矿的8 ．8 5 ％，钨金属占有率为1 1 ．3 0 ％。 2 品位比出窿原矿高。平均出窿原矿品位 0 ．2 5 ％，而原、次生细泥平均品位为0 ．3 2 ％。 3 粒度较细，粒级范围宽。一0 ．0 7 6m m 的含量为 7 0 ％～8 0 ％，其中一0 ．0 1m m 的含量1 0 ％左右，有的选厂 细泥分级脱泥效果差，有跑粗现象。 4 钨矿物以黑钨为主，黑、白钨共生。 5 有价元素多，细泥中普遍含有一定量的钼、铋， 有的含有较高的铜或铅锌，还有的含有锡，这些元素是 细泥处理时可供综合回收的主要元素。 6 矿物组成复杂，但钨矿物与主要脉石矿物之间 比重差较大。钨细泥中几乎都含有黑钨矿、白钨矿、钨 华三种钨矿物，但各选厂钨矿物的含量不同，大部分细 万方数据 2 0 1 4 年0 8 月李平等钨细泥选矿工艺现状与研究 泥中伴生有辉钼矿、辉铋矿、黄铜矿、黄铁矿等硫化矿， 有些细泥含有锡石。钨矿物与石英、云母、长石 占 7 3 ％～9 1 ％ 等主要脉石矿物的比重差较大，此乃钨细 泥的选别当前以重选为主之先决条件。 各选厂钨细泥回收工艺流程及技术指标见表1 。 表1各选厂钨细泥回收工艺流程及技术指标／％ 其中大吉山选厂细泥段2 0 0 7 年进行了流程改造， 工业试验获得总钨精矿含W O ，5 1 ．1 4 8 ％，回收率为 6 2 ．5 2 ％，其中白钨精矿含W O ，6 5 ．4 3 ％，回收率为 3 1 ．4 0 ％，黑钨精矿含W O ，4 1 ．9 0 ％，回收率为3 1 ．1 2 ％。 2 ．2 钨细泥钨选矿试验研究 根据钨矿山钨细泥生产工艺技术调查研究结果， 确定对小龙选厂、铁山垅上平选厂、荡萍半边山选厂、 下垄樟斗坑口选厂、下垄左拔坑口选厂、漂塘大龙山选 厂和漂塘大江选厂的钨细泥进行小型选矿试验研究， 提高钨细泥的回收率。 鉴于目前离心选矿机、S L o n 立环脉动高梯度磁选 机是钨细泥粗选的高效细粒级选别设备，同时考虑到 钨细泥都含有一定量的白钨矿，因而，浮选回收伴生硫 化矿后的尾矿，进行采用S L o n 立环脉动高梯度磁选机 和离心选矿机作为粗选设备流程考察试验。磁选粗选 精矿、离心选矿机粗选精矿分别采用快速微细摇床精选 探索试验。对细泥原矿、磁选粗选精矿和离心选矿机粗 选精矿进行了黑、白钨混合浮选探索。最终确定最佳的 试验流程方案进行全流程试验，试验结果见表2 。 表2 各选厂钨细泥钨回收试验结果 从表2 可知，离心选矿机、S L o n 立环脉动高梯度 磁选机和快速微细摇床在钨细泥选矿工艺中的应用能 有效的改善钨的选矿指标，钨精矿的品位最高可以提 高4 4 ．0 3 个百分点，回收率最高可以提高3 6 ．4 6 个百分 点，效果非常显著，为钨矿山钨细泥的流程改造提供了 技术支撑。 万方数据 矿冶工程 第3 4 卷 2 ．3 黑白钨混合浮选药剂探索试验研究 以大吉山钨细泥粗精矿为研究对象，进行黑白钨 混合浮选捕收剂探索试验，试验分别在弱碱性和弱酸 性两种矿浆条件下进行了氧化石蜡皂7 3 1 和7 3 3 、油 酸、烷基羟肟酸钠、烷基羟肟酸、苯甲羟肟酸、十二胺、 十八胺、椰油胺、C F 、D A 、T W - 7 0 5 、T W - 7 0 6 等药剂用 量试验及各种捕收剂相互组合探索试验。试验结果表 明，弱酸性矿浆条件下黑白钨浮选的指标更好，并且研 制出两种黑白钨混合浮选的高效捕收剂z h - 2 和z h - 3 ， 黑白钨混合浮选捕收剂分别为z h - 2 和z h - 3 时的实验 室小型闭路试验结果分别见表3 和表4 。 表3z h - 2 捕收剂闭路试验结果 表4z h - 3 捕收剂闭路试验结果 2 ．4 钨细泥现场流程改造试验研究 根据钨细泥钨选矿试验研究的试验结果，确定最 佳的工艺流程方案对现场工艺流程进行了改造，并且 取得了较好的经济和社会效益。 赣州有色冶金研究所与铁山垅钨矿就合作开展 “上坪选厂细泥综合回收新工艺研究”达成一致。采 用浮选脱硫- S L o n 立环脉动高梯度磁选一快速微细摇床 为细泥钨回收工艺的组合流程，利用2 0 0 8 年年终检修 期间对选厂细泥流程进行工艺改造，2 0 0 9 年2 月改造 后的细泥选别流程正式投入运行。改造后的工艺流程 运转稳定后获得综合回收指标为当细泥给矿含W O ， 0 ．2 1 2 ％、C u0 ．0 4 2 ％、M o0 ．0 2 3 ％、B i0 ．0 3 7 ％时，获得细 泥钨精矿W O ，3 1 ．1 3 ％，回收率4 5 ．5 3 ％；获得硫化矿精 矿含c u3 ．0 4 ％、M o3 ．5 4 ％、B i1 ．4 3 ％，回收率分别为 3 5 ．6 7 ％、7 6 ．0 2 ％、1 9 ．0 1 ％。细泥工艺改造后，按上坪选 厂年处理1 8 0 0 0t 细泥原矿量，细泥原矿钨品位0 ．2 2 ％， 铜品位0 ．0 4 2 ％、钼品位0 ．0 2 3 ％、铋品位0 ．0 3 7 ％计算，年 可增钨精矿7 ．0 9 1t ，铜金属量1 ．1 7t ，钼金属量2 ．3 6t ，铋 金属量0 ．3 9t ，年新增税利6 9 ．1 8 万元。 赣州有色冶金研究所与江西漂塘钨业有限公司就 合作开展“大龙山细泥流程改造研究”达成一致。于 2 0 1 1 年1 2 月对大龙山选厂细泥工艺进行了改造，改 造后的浮选脱硫．S L o n 高梯度强磁选机- 快速微细摇床 细泥工艺流程于2 0 1 2 年2 月进行生产试运行。经过 流程工艺参数优化后获得综合回收指标为当细泥给 矿含W O ，0 ．2 5 6 ％、M oo ．0 4 ％时，获得细泥钨精矿品位 3 0 ．2 6 ％，回收率为5 4 ．3 5 ％；获得钼粗精矿含M o 1 ．0 9 ％，回收率为3 4 ．1 l ％。改造前，细泥给矿品位为 W O ，0 ．2 6 8 ％、M o0 ．0 2 2 ％，可获得钨精矿对细浮作业的 产率为0 ．1 0 ％，W O ，回收率为7 ．3 4 ％，精矿品位W O ， 1 9 ．3 5 ％，中矿返砂量为2 0 4 ．0 4k g ／h ，对细浮作业的产 率为7 ．3 7 ％，金属占有率为W O ，2 6 ．3 2 ％，品位W O ， 0 ．8 0 ％。对比可知钨的品位和回收率比流程改造前得 到了明显地提高。 赣州有色冶金研究所采用浮选脱硫．离心机一粗 两精工艺流程对江西下垄钨业有限公司细泥段进行流 程改造，于2 0 1 4 年6 月完成了现场新厂房的建设及设 备安装工作，之后经过半个多月的现场调试工作，改造 后的工艺流程已达到正常运转状态。另外，采用浮选 脱硫一离心机一粗三进工艺流程对江西漂塘大江选厂 细泥段进行流程改造，目前正处于地基浇灌和设备安 装阶段。 3 钨细泥选矿发展展望 随着钨矿床采掘的延深，在开采、运输和选矿过程 中，即使在各工序采取必要措施，也避免不了细泥的产 生，因此加强钨细泥的回收，研究更为有效的钨细泥回 收工艺和设备将一直是钨矿选矿的重要课题之一，根 据国内外对钨细泥选矿研究现状，就今后钨细泥的发 展方向提几点个人意见 1 加强钨细泥高效价廉环保的浮选药剂的研究 及推广。 2 强化湿式强磁选机、离心选矿机、快速微细摇 床和射流浮选机等细泥回收高效设备的推广应用。 3 积极研究和引进新型高效细泥选别设备。 4 强化选冶联合流程的研究工作 5 强化浓缩设备的研究，避免微细粒钨金属跑 万方数据 2 0 1 4 年0 8 月 李平等钨细泥选矿工艺现状与研究 溢流。 6 加强钨细泥的技术检测工作。 参考文献 [ 1 ] 邱显扬，董天颂．现代钨矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出版社， 2 0 1 2 ． [ 2 ]黄万抚，张小东．钨矿细泥选矿工艺发展[ J ] ．有色金属科学与工 程，2 0 1 4 ，4 5 5 4 5 7 ． [ 3 ] 艾光华，李晓波．微细粒黑钨矿选矿研究现状及展望[ J ] ．矿山机 械，2 0 1 I 1 0 8 9 9 2 ． [ 4 ]贺政权，刘树贻．盘古山钨细泥的脉动高梯度磁选试验[ J ] ．江西 有色金属。1 9 9 0 4 3 2 3 7 ． [ 5 ] 刘国瑞．S Q C - 4 1 8 0 0 型磁选机选别钨细泥[ J ] ．有色金属 选矿 部分 ，1 9 8 5 4 5 - 7 ． [ 6 ]高湘海，肖宏，雷晓明．磁选- 浮选联合流程在黑钨细泥回收中 的应用研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 3 4 2 4 2 6 ． [ 7 ]骆任，魏党生，叶从新．采用磁选一重流程回收某原生钨细泥中 [ 8 】 [ 9 ] [ 1 0 ] [ 1 2 ] [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] 的钨试验研究[ J ] ．湖南有色金属，2 0 1 l ，2 7 3 5 - 6 ． 张念．西南某钨矿选矿厂细泥黑钨回收工艺研究[ J ] ．有色金 属科学与工程，2 0 1 1 ，2 5 7 7 7 9 ． 付广钦，周晓彤，邓丽红，等．从湖南某矿钨细泥中回收钨的选矿 试验研究[ J ] ．材料研究与应用，2 0 1 3 ，7 2 1 2 2 一1 2 5 ． 肖良，刘龙飞，李伟英．某原生钨细泥选矿的试验研究[ J ] ．有 色金属科学与工程，2 0 1 2 ，3 1 8 卜8 4 ． 郭阶庆．行洛坑钨矿钨细泥选别工艺改造[ J ] ．金属矿山，2 0 1 1 6 9 7 1 0 0 ． 陈亮亮，熊大和．S L o n 0 1 6 0 0 m m 离心机分选细泥浮选粗精矿的 试验研究[ J ] ．中国钨业，2 0 1 0 ，2 5 6 4 6 4 8 ． 邓丽红，周晓彤，罗传胜，等．江西某钨矿钨细泥选矿新工艺应用 研究[ J ] ．矿产综合利用，2 0 1 0 1 8 一l O ． 周晓文，陈江安，袁宪强，等．离心机用于钨细泥精选的工业应用 [ J ] ．有色金属科学与工程，2 0 1 l ，2 3 6 2 6 6 ． 胡文英，余新阳．微细粒黑钨矿浮选研究现状[ J ] ，有色金属科 学与工程，2 0 1 3 ，4 5 1 0 2 1 0 7 ． 万方数据