福建某钨矿选矿试验研究.PDF

2 0 0 8 年第 6 期 有色金属 选矿部分 9 福建某钨矿选矿试验研究 任爱军 ，z 1 ． 北京科技大学 土木与环境工程学院，北京 1 0 0 0 8 3 ；2 ． 北京矿冶研究总院，北京 1 0 0 0 4 4 摘 要 福建某钨矿是花岗岩型和细脉型含钼的黑、白钨矿床。原矿含 w0 ． 2 5 ％，其中白钨矿中WO 占4 1 ． 3 5 ％、 黑钨矿 中WO 占 5 5 ．8 8 ％。采用钼浮选脱硫浮选黑白钨混合浮选钨粗精矿重选流程 ，获得钨精矿 1 含 WO ， 6 6 ． 6 6 ％、WO 3 回收率 7 4 ． 5 7 ％， 钨精矿 2 含 WO 3 3 9 ．2 4 ％、WO 3 回收率 1 6 ． 5 8 ％，同时获得钼粗精矿含钼 1 2 ． 2 1 ％、钼回收 率 7 7 ．6 3 ％。 关键词 黑钨矿；白钨矿；浮选；羟肟酸类捕收剂；硝酸铅 中图分类号T D 9 5 4 文献标识码A 文章编号 1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 8 0 6 0 0 0 9 0 5 自然界中已经发现 2 O 多种钨矿物，其中工业价 值最大的是白钨矿和黑钨矿 。黑钨矿 F e ，M n WO 是钨铁矿 F e WO 和钨锰矿 M n WO 所构成的一 系列连续固溶体类质同相混合物。白钨矿 C a WO 4 是钙的钨酸盐。黑钨矿和白钨矿的密度比较大，故 重选是钨的主要选矿方法之一 ，2 0 世纪 7 0 年代以 前这种方法占有统治地位。采用重选法的优点是显 而易见的，成本低、利于环保，但是由于重选设备 处理能力低 ，对细泥回收率不佳。7 0 年代以后，开 始了钨矿浮选的理论研究和工艺实践。相对于重选， 钨浮选有 明显的优点 ，设备配置简单 、处理量大 、 产品质量和回收率高；但是缺点同样突出，选矿成 本高、污染环境。磁选和电选也广泛应用在钨选矿 中，主要用于黑钨矿与白钨矿、黑钨矿与锡石、白 钨矿与锡石以及铁磁性物质的分离。近年来在钨矿 选矿药剂、浮选工艺等方面取得了很大的进展。其 中，钨钼铋复杂多金属矿选矿新技术柿竹园法， 是中国独创的新技术 ，采用主干全浮流程，用 自主 开发的高效螯合捕收剂浮选黑、白钨矿物和回收钨 细泥，用等可浮法确保铋、钼等硫化矿物充分回收 和分离，解决了黑白钨矿物同步浮选并与含钙矿物 分离的难题 ，是对世界钨选矿技术的重大突破 [ 1 ] 。 因此， 本文研究的福建某钨矿选矿试验采用浮选主 干流程进行钨矿物的回收。 1 矿石性质 原矿的主要化学成分分析结果和钨物相分析结 收稿 日期 2 0 0 8 0 8 - o 4 作者简介 任爱军 1 9 7 7 一 ，男 ，山西石楼人 ，工程师 。 果见表 1和表 2 。原 矿 中主要有用 矿物有 白钨矿 、 黑钨矿、辉钼矿，主要的脉石矿物有石英、钾长石、 钠长石 、黑磷云母 、白云母 、绢云母 、绿泥石 、萤 石、方解石、 磷灰石、角闪石、石榴石等。 表 1 原矿主要化学成分分析结果 T a b l e 1 An a l v s i s r e s u l t s o f ma j o r c h e mi c a l 堂盛 坌 丝 兰 垒 质量分数O ．2 5 0 ．0 1 7 O ．0 3 5 O ． 1 5 1 1 ． 7 0 7 0 ． 3 2 1 ． 4 7 表 2 原矿钨的化学物相分析结果 T a b l e 2 An a l y s i s r e s u l t s o f t u n g s t e n p h a s e ％ 原矿含 WO 0 ．2 5 ％，其中黑钨矿所含的WO 占 5 6 ． 8 8 ％、白钨矿占4 1 ．3 5 ％、钨铌锰铁矿中WO 占 1 ．7 7 ％。伴生钼品位 0 ．0 1 7 ％，以辉钼矿为主。伴生 铜品位为 0 ．0 3 5 ％，以黄铜矿为主。黑钨矿含量为 0 ． 1 9 ％，常呈厚板状 、柱状单独或与白钨矿连晶嵌 布在脉石中，黑钨矿粒度为 0 ．0 2 ～ 4 ．4 3 ra m 。白钨矿 含量为 0 ． 1 3 ％，常呈粒状单独或与黑钨矿连晶浸染 在脉石中，少数与黄铁矿、辉钼矿、铋矿物连生或 包裹它们，白钨矿粒度为0 ．0 2 ～ 3 m m 。黑钨矿、白钨 矿均以粗粒嵌布为主，粗、中、细不均匀嵌布，绝 大部分易解离，当原矿磨矿细度为 一 7 4 m粒级占 7 0 ％时 ，黑钨矿 、白钨矿的单体解离度可达到 1 0 有 色 金属 选矿部分 2 0 0 8 年第 6 期 9 6 ． 8 ％。同时 ，伴生矿物辉钼矿粒度为 0 ． O 1 ～ 0 ． 3 mm， 黄 铜 矿 粒 度 是 0 ． 0 1 ～ 0 ． 8 m m， 黄 铁 矿 粒 度 是 0 ． 0 1 ～ 2 mm，铅铋银矿物粒度是 0 ． 0 0 5 0 ． 3 ra m。铁 闪 锌矿 、闪锌矿粒度是 0 ． 0 1 5 ～ 0 ．6 m m，均 以中粒嵌布 为 主 ，也 均 易解 离 。确定 选 矿试 验磨 矿细 度 为 一 7 4 m粒级 占7 0 ％。 2 选矿 工艺研 究 2 ． 1 方案的选择 该钨矿氧化矿与硫化矿共生 、黑钨矿与 白钨矿 共生 、白钨矿与碳酸盐及萤石共生 ，各矿物之间可 浮性差异不等，辉钼矿价值较高、天然可泽I生 较好， 要提前单独回收；其他硫化矿会影响最终钨精矿的 品位，应在钨浮选之前尽量脱除；黑钨矿与白钨矿 可浮性差异较大 ，需要添加调整剂增加可浮性 ，实 现黑、白钨混合浮选；萤石、方解石等含钙镁矿物 与 白钨矿可浮性相近 ，采用高选择性 的捕收剂获得 WO ， 品位尽量高的钨粗精矿；最终获得 WO 品位大 于 6 2 ％的钨精矿还需实现黑 、白钨矿与萤石 、方解 石等含钙镁矿物的分离 。厦门钨业可以处理黑 、白 钨混合精矿，因此，不需要进行黑钨矿与白钨矿的 分离 。按照充分 回收各有用矿物和厦门钨业对钨 精矿要求的原则，设计了该钨矿的选矿原则流程， 见图 1 。 给 矿 黑、白钨混合精矿 重选尾矿 图 1 试验方案原则工艺流程 F i g ．1 P ri n c i p a l fl o ws h e e t o f e x p e rime n t p l a n 该工艺流程的特点是 原矿进入分选作业前磨 细到各种目的矿物基本单体解离的细度，优先浮选 辉钼矿得到钼粗精矿 ；钼浮选尾矿 回收硫化矿 ，得 到硫化矿产品；脱硫尾矿进入钨浮选，黑、白钨混 合浮选得到钨粗精矿；钨粗精矿重选获得最终黑、 白钨混合精矿。 2 ． 2 钼、硫浮选 辉钼矿天然可浮性好 ，采用非极性捕收剂和起 泡剂回收。选钼尾矿进行脱硫浮选，采用黄药作为 硫浮选的捕收剂，尽量将所有的硫化矿一同脱除。 钼浮选 ，水玻璃为抑制剂 ，煤油为捕收剂 ，B K 2 0 5 为起泡剂；硫浮选， 水玻璃为抑制剂，丁基黄药为 捕收剂 ，B K 2 0 5为起泡剂 。钼浮选 、硫浮选闭路试 验流程见图 2 。试验结果列于表 3 。钼浮选 、硫浮选 尾矿为钨浮选给矿。 表 3 钼浮选、 硫浮选试验结果 T a b l e 3 E x p e ri me n t r e s u l t o f c l o s e d c i r c u i t mo l y b d e n u m a n d s u l f i d e fl o t a t i o n t e s t o f ％ 表 3 试验结果表明，钼浮选一次粗选 、三次扫 选、四次精选 ，可以获得钼品位 1 2 ．2 1 ％，硫品位 2 5 ． 6 4 ％的钼粗精矿 ，其中铜品位为 1 0 ． 4 0 ％。硫浮选 一 次粗选，一次扫选，两次精选，可以获得硫品位 2 5 ． 1 8 ％的硫化矿精矿。钼粗精矿和硫化矿精矿损失 钨回收率仅为 0 ．5 9 ％。钼、硫浮选可以有效地脱除 大部分硫化矿，消除硫化矿对黑白钨浮选的影响。 2 - 3 黑、白钨混合浮选 钼、硫浮选尾矿进行黑、白钨混合浮选。白钨 矿浮选的捕收剂主要为脂肪酸及其皂类，例如，油 酸 、油酸钠 、氧化石蜡皂等。近年来 ，以苯 甲羟肟 酸和C F 亚硝基苯胲胺盐为代表的螯合捕收剂也 开始推广应用于白钨矿浮选，但一般都与脂肪酸及 其皂类混合使用 ，并适量添加硝酸铅作活化剂 ，以 发挥这类捕收剂选择性强的优势。黑钨矿浮选性能 不如白钨矿 ，需要高选择性的捕收剂 ，主要包括胂 酸类、膦酸类、两性捕收剂、螯合类 羟肟酸类 、 C F 、8 羟基喹啉等以及少量脂肪酸捕收剂 [ 2 - 6 ] 。 本次试验采用脂肪酸类捕收剂 B K 4 2 8 和螯合剂类捕 收剂 B F 组合使用进行黑、白钨常温混合浮选。碳 酸钠为 p H调整剂 ，水玻璃为抑制剂 ，硝酸铅 为活 化剂。钨浮选药剂用量试验流程见图 3 。 2 0 0 8 年第 6 期 任爱军 福建某钨矿选矿试验研究 1 1- 原矿 原生矿 硫化矿产品 图 2 钼浮选 、硫浮选闭路试验流程 F i g ．2 F l o ws h e e t o f c l o s e d c i r c u i t t e s t o f mo l y b d e n u m a n d s u l fi d e fl o t a t i o n 2 ． 3 ． 1 碳酸钠用量试验 试验流程如图 3 ，碳酸钠用量变化 ，其它条件 给矿 钼、硫 浮选 尾矿 3≥ 碳酸钠1 0 0 3 水玻璃5 0 0 3； 硝酸铅6 0 0 BF 2 0 0 BK4 2 8 5 O 钨 粗 选 钨粗精矿 尾矿 图 3 钨浮选药剂用量试验流程 F i g ．3 F l o ws h e e t o f t e s t f o r r e a g e n t d o s a g e o n t u n g s t e n o r e flo t a t i o n 矿 不变。试验结果如图 4所示 。 从图 4可知 ，p H调整剂碳 酸钠 在钨 浮选 中起 着关键的作用。不添加碳酸钠时，矿浆 p H为 8 ．5 ， 图 4 碳酸钠用量试验结果 F i g ．4 E x p e r i me n t r e s u l t o f Na 2 CO 3 d o s a g e 1 2 有色金属 选矿部分 2 0 0 8 年第 6 期 精矿 WO ， 品位和 WO 回收率都很低 ；随着碳酸 钠用量的增加，精矿 WO ， 品位升高；碳酸钠用量 在5 0 0 ～ 1 0 0 0 t ，精矿 WO 回收率在 7 5 ％以上 ；碳 酸钠用量在 l O 0 0 t 以上 ，精矿 回收率迅速下 降。 钨浮选碳酸钠的最佳用量为 1 0 0 0 t 左右，矿浆 p H 为 9 ． 5 。 2 ． 3 ． 2 水玻璃与硝酸铅用量试验 试验流程同图 3 ，水玻璃与硝酸铅用量变化， 其它条件不变。试验结果如图 5所示。 薄 匮 趋 Ⅱ 旨 硝酸铅用量／ g t 图 5 水玻璃与硝酸铅用量试验结果 F i g ．5 E x p e r i me n t r e s u l t o f wa t e r g l a s s a n d P b NO 3 d o s a g e 从图 5可知 ，固定水玻璃用量 ，随着硝酸铅用 量的增加，精矿 WO ， 品位降低，WO ， 回收率增加。 要获得相似的浮选指标，不同的水玻璃用量需对应 不同的硝酸铅用量，即高的水玻璃用量需对应高的 硝酸铅用量。但是水玻璃用量小于 5 0 0 t 时 ，无法 获得较高品位的钨精矿。确定钨粗选水玻璃用量为 5 0 0 g ／ t ，硝酸铅用量为 6 0 0 t 。 2 ． 3 ． 3 闭路试验 采用一次粗选、三次扫选、三次精选进行钨浮 选闭路试验，B F和 B K 4 2 8 用量的比例需根据泡沫 现象调整，B K 4 2 8 用量降低的幅度较B F 要大一些。 闭路试验流程见图6 ， 试验结果列于表4 。 表 4 钨浮选闭路试验结果 T a b l e 4 E x p e r i me n t r e s u l t o f c l o s e d c i r c u i t t e s t o f t u n g s t e n o r e flo t a t i o n ％ 表 4试验结果表明，钨浮选一次粗选 、三次扫 选、三次精选闭路流程， 采用 B F 和 B K 4 2 8 组合捕 给矿 钼、 硫浮选尾矿 碳酸钠1 0 0 0 水玻璃5 0 0 硝酸铅6 0 0 BF 1 4 0 BK4 2 8 3 7．5 霸 业 6 业 6 钨粗精矿 5 0 o 3 o o 1 7 ． 5 尾矿 图 6 钨浮选 闭路试验流程 F i g ．6 F l o ws h e e t o f c l o s e d c i r c u i t t e s t o f t u n g s t e n o r e flo t a t i o n 收剂，碳酸钠 p H调整剂，水玻璃抑制剂以及硝酸 铅活化剂 ，可以获得 WO 品位 6 ． 9 1 ％、WO 回收率 9 1 ． 3 8 ％的黑、白钨混合粗精矿。 2 ． 4 钨粗精矿重选 黑、白钨混合粗精矿中主要脉石矿物为方解石 和萤石等含钙、镁矿物。采用重选脱除脉石矿物， 获得黑、白钨混合精矿。重选设备选用刻槽床面的 摇床。重选试验的原则为 窄级别入选、多次扫选、 中矿单独再选。将黑、白钨混合粗精矿分级为 7 4 、 一 7 4 3 8 和 一 3 8 m三个粒级，每个粒级单独选别 ， 一 次粗选得出精矿、中矿和尾矿，精矿两次精选得 出最终钨精矿 1 ，尾矿多次扫选得出最终尾矿，中 矿与精选尾矿和扫选精矿合并单独选别得出最终钨 精矿 2 和最终尾矿。钨浮选粗精矿重选全流程试验结 果列于表 5 。钨粗精矿重选试验所用给矿为通过简 化的闭路流程生产所得的粗精矿 ，因此给矿品位较 闭路试验钨粗精矿低 了一些。 钠 铅 疆 醐 醐 蝴 黻l苦 钠 铅 孔 酸酸 、 一 碳硝 } 若 选一 ● ● ● ● 一 4 箬 2 0 0 8 年第 6 期 任爱军 福建某钨矿选矿试验研究 1 3 表 5 钨浮选粗精矿重选试验结果 T a b l e 5 E x p e r i me n t r e s u l t o f g r a v i t y s e p a r a t i o n f o r c o nc e n t r a t e i n t u n g s t e n o r e flo t a t i o n ％ 表 5 试验结果表明，钨浮选粗精矿重选作业 ， 高品位钨精矿 1 WO ， 品位 6 6 ．6 6 ％，低品位钨精矿2 WO 2 品位 3 9 2 4 ％，总精矿 WO 回收率合计为 8 3 ．1 9 ％。 3结 论 1 该钨矿是花岗岩型和细脉型含钼的黑、白钨 矿床。矿样中的主要矿物为黑钨矿、白钨矿、辉钼 矿 、黄铁矿、黄铜矿 、闪锌矿 、石英 、萤石 、碳酸 盐、绿泥石等。原矿含 WO 。0 ．2 5 ％，其中黑钨矿所 含的 WO 3 占 5 6 ． 8 ％，白钨矿 占 4 l _ 3 5 ％。 2 影响矿物分选的主要 因素是 氧化矿与硫化 矿共生 、黑钨矿与 白钨矿共生 、白钨矿与碳酸盐及 萤石共生 。确定的选矿方案为钼浮选脱硫浮选一 黑 、白钨混合浮选钨粗精矿重选工艺。 3 钼 浮 选 得 到 钼 品位 1 2 ． 2 1 ％、钼 回 收 率 7 7 ．6 3 ％的钼粗精矿；脱硫浮选得到硫品位 2 5 ． 1 8 ％、 硫回收率 7 5 ．6 8 ％的硫化矿产品；黑白钨混合浮选得 到 WO 3 品位 6 ． 9 1 ％、WO 。 回收率 9 1 ． 3 8 ％的黑白钨混 合精矿；黑白钨粗精矿重选得到 WO ， 品位 6 6 ．6 6 ％、 WO 。 作业 回收率 7 4 ．5 7 ％的钨精矿 1和 WO 品位 3 9 ．2 4 ％、WO 3 作业回收率 1 6 ．5 8 ％的钨精矿 2 。全流 程钨总精矿 WO ， 回收率为 8 3 ．2 9 ％。 参考文献 [ 1 ]孙传尧， 程新朝， 李长根． 钨铋钼萤石复杂多金属矿综合 选矿技术一 柿竹园法[ J ] ．中国钨业， 2 0 0 4 ， 5 8 1 3 ． [ 2 ]林海清． 钨矿石选矿 ， 当代世界的矿物加工技术与装备一 第十届选矿年评 [ M] ． 北京 科学出版社， 2 0 0 6 ， 1 2 4 1 2 7 ． [ 3 ]孙伟， 胡岳华．钨矿回收工艺研究进展E J ] ． 矿产保护与 利用 ， 2 0 0 0 1 4 2 4 6 ． [ 4 ]孙伟， 胡岳华．钨矿浮选药剂研究进展． 矿产保护与利用 ， 2 0 0 0 3 ， 4 2 ～ 4 6 ． [ 5 ]程新朝．钨矿物和含钙矿物分离新方法及药剂作用机理 研究 1 ． 钨矿物与含钙脉石矿物浮选分离新方法一 c F法研 究[ J J ．国外金属矿选矿， 2 O o 0 6 2 l 一 2 5 ． [ 6 ]程新朝．钨矿物和含钙矿物分离新方法及药剂作用机理 研究 2 ． 钨矿物与含钙脉石矿物浮选分离新方法一 药剂在 矿物表面作用机理研究[ J ] ．国外金属矿选矿， 2 0 o 0 7 1 6- 21 ． S CI ENTI FI C RES EARCH ON M I NERAL PROCES S I NG T ECHNoLoGY FOR A CERTAI N TUNGS TEN oRE I N F UJ I AN REN Aij u n 。 ． C i v i l a n d E n v i r o n n e n t En g i n e e r i n g S c h o o l ，U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y B e ij i n g ， B e ij i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h i n a ； 2 ． B e ij i n g G e n e r a l Re s e a r c h I n s t i t u t e of Mi n i n g＆ Me t a l l u r g y ， Be ij i n g 1 0 0 0 4 4，C h i n a ABS TRACT T h e o r e ，d e a l t w i t h i n t h i s p a p e r ，i s a c e r t a i n t u n g s t e n o r e i n F u j i a n p r o v i n c e ，C h i n a ．T h e d e p o s i t ， c o n t a i n i n g s c h e e l i t e ，w o l f r a mi t e a n d m o l y b d e n i t e ，i s g r a n i t i c a n d j o i n t v e i n t y p e ．T h e c o n t e n t o f W0 3 i n t h e r u n - o f - mi n e o r e i s 0 ． 2 5 ％ ，i n wh i c h s c h e e l i t e h a v e t h e p e r c e n t a g e o f 4 1 ． 3 5 ％ ，a n d w o l f r a mi t e h a v e t h e p e r c e n t a g e o f 5 5 ． 8 8 ％ ．T h e fl o w s h e e t u s e d i n t h e t e s t i s mo l y b d e n i t e fl o t a t i o n， s u l fi d e fl o t a t i o n ， t u n g s t e n o r e fl o t a t i o n， a n d g r a v i t y s e p a r a t i o n for c o n c e n t r a t e i n t u n g s t e n o r e fl o t a t i o n ．T h e e x p e r i me n t r e s u l t s h o w e d t h a t t h e gra d e o f fi r s t t u n g s t e n c o n c e n t r a t e i s 6 6 ． 6 6 ％W 03 ，a n d t h e r e c o v e r y i s 7 4 ． 5 7 ％ ， a n d t h e gra d e o f s e c o n d t u n g s t e n c o n c e n t r a t e i s 3 9 ． 2 4 ％W O 3 ， a n d t h e r e c o v e ry i s 1 6 ． 5 8 ％ ， i n a d d i t i o n， t h e gra d e o f mo l y b d e n i t e c o n c e n t r a t e i s 1 2 ． 2 1 ％Mo，a n d t h e r e c o v e ry i s 7 7 ． 6 3 ％ Ke y wo r ds wo l f r a mi t e ；fl o t a t i o n；h y d r o x i mi c a c i d；l e a d n i t r a t e