湖南某矿石综合回收黑钨和锑的选矿试验研究

陈志杰，张发明，林日孝，王洪岭

（广州有色金属研究院 广州粤有研矿物资源科技有限公司，广东 广州 510651）

0 引言

湖南某钨、锑多金属矿属石英脉黑钨矿床。由于黑钨矿嵌布粒度细，采用单一的重选选矿方法回收率低，导致有价金属流失严重，造成资源的严重浪费。为了提高黑钨回收率且得到合格的黑钨精矿，并综合回收锑，进行了本试验。通过选矿试验确立了“优先浮锑-黑钨浮选-重选精选”综合回收钨、锑的浮-重选矿工艺流程。试验用碳酸钠调浆、改性水玻璃为脉石矿物的抑制剂、硝酸铅为活化剂、以新型高效螯合剂GYF为主体的组合药剂作为黑钨矿捕收剂，取得了良好的选矿指标，使黑钨、锑得到综合回收。

1 原矿矿石性质

1.1 原矿多元素分析及物相分析

原矿多元素分析结果见表1，原矿中钨的物相分析结果见表2。

表1 原矿多元素分析

由多元素及物相分析结果可知：原矿中钨和锑含量较高，具有回收价值；矿石中钨主要以黑钨矿的形式存在，白钨矿及钨华的含量极低。

表2 原矿钨物相分析

1.2 矿物组成及嵌布粒度

矿物工艺学研究表明，矿石中矿物组成相对比较简单，主要有价矿物为黑钨矿、辉锑矿；主要脉石矿物为石英、方解石、白云石、萤石及少量磁铁矿。辉锑矿呈铅灰色，以柱或浸染状分布于脉石中；黑钨矿呈板或短柱状分布于脉石中。嵌布粒度测定结果显示，辉锑矿嵌布粒度较粗，但粒度大小分布不均匀，主要粒度范围在0.03～0.85mm之间；黑钨矿以微细粒状嵌布，但粒度大小均匀，粒度分布范围较窄，主要粒度分布范围在0.02～0.25mm之间，属微细粒均匀嵌布类型。

2 选矿试验

2.1 选矿原则流程的确定

矿石中有价矿物主要为黑钨矿及辉锑矿。辉锑矿经硝酸铅活化后的可浮性较好，可用黄药类捕收剂优先浮选回收。黑钨矿比重大，对嵌布粒度较粗的黑钨矿常采用重选回收，但对微细粒嵌布的黑钨矿，采用重选回收率低［1］。可在弱碱性介质中用高效螯合剂GYF进行黑钨矿浮选，然后对黑钨浮选粗精矿用重选精选产出合格的黑钨精矿。

2.2 磨矿细度试验

黑钨矿及辉锑矿均较脆，分选前将矿石中有价矿物磨细至基本单体解离，而又不过粉碎是保证黑钨、锑精矿品位和回收率的前提条件。因此，确定合适的磨矿细度是解决钨和锑回收的首要问题。磨矿细度试验工艺流程见图1，磨矿细度试验结果见图2。

图1 磨矿细度试验工艺流程

图2 磨矿细度与钨、锑粗精矿品位及回收率的关系

由图2结果可知，随磨矿细度的增加，钨、锑粗精矿品位不断下降，钨、锑回收率先增后降。因此，磨矿细度以-0.074mm占77％～82％为宜。

2.3 优先浮锑试验

辉锑矿经硝酸铅活化后，可用丁黄药浮选回收。经过条件试验确定最佳的药剂制度后，进行了矿石优先浮辉锑矿闭路试验。优先浮锑闭路试验工艺流程如图3，试验结果于表3。

2.4 回收黑钨矿试验

细粒级黑钨矿采用重选回收率低，是钨选矿的难题之一。随着科技的不断进步，对细粒级黑钨矿的选矿工艺进行了多次改进和完善，重、磁、浮等多种选矿方法相结合的综合工艺流程的出现，使黑钨精矿品位及回收率均不断提高。特别是新型高效螯合捕收剂的出现突破了细粒级黑钨矿浮选回收的难题［2］。

图3 原矿优先浮锑闭路试验工艺流程

表3 优先浮锑闭路流程试验结果

黑钨矿在弱碱性介质中浮选回收。采用碳酸钠调节pH值，以改性水玻璃抑制脉石矿物，用螯合捕收剂GYF为主体的组合药剂浮选回收黑钨矿，对浮锑尾矿进行了浮-重流程回收黑钨矿的选矿试验。

2.4.1 黑钨浮选条件试验

（1）碳酸钠用量试验

黑钨矿浮选需在弱碱性介质条件下进行，用碳酸钠作调整剂调节矿浆至合适的pH值可提高黑钨矿的可浮性。合适的碳酸钠用量是确保黑钨浮选精矿和回收率的重要条件。按图4试验流程进行碳酸钠用量条件试验，碳酸钠用量与黑钨粗精矿品位及回收率关系如图5。

图4 碳酸钠用量试验工艺流程

图5 碳酸钠用量与钨粗精矿品位及回收率的关系图

由图5试验结果可知，随Na2CO3用量的增加，钨粗精矿品位和回收率开始均在增加，但用量过多时WO3回收率下降。碳酸钠用量以2 000g·t-1为宜。（2）改性水玻璃用量试验

水玻璃是硅酸盐矿物的有效抑制剂。通过改性可强化水玻璃对脉石矿物的抑制作用，节省水玻璃的用量。按一粗一扫试验流程，固定碳酸钠2000g·t-1，硝酸铅1 000g·t-1，GYF800+400g·t-1，ZL200+80g·t-1，进行了改性水玻璃的用量试验，试验结果如图6。

图6 碳酸钠用量与钨粗精矿品位及回收率的关系图

由图6可知，增加改性水玻璃用量可提高钨粗精矿品位，当改性水玻璃用量增加至2 500g·t-1后，WO3回收率显著下降。改性水玻璃的用量以1 800～2 500g·t-1为宜。

（3）硝酸铅用量试验

硝酸铅是黑钨矿的有效活化剂。添加适量的硝酸铅，可活化部分可浮性较差的黑钨矿，从而提高黑钨矿的浮选回收率。按一粗一扫的试验流程，固定碳酸钠2 000g·t-1，改性水玻璃1 800g·t-1，GYF600+300g·t-1，ZL120+60g·t-1，改变硝酸铅用量进行硝酸铅用量试验。硝酸铅用量与黑钨粗精矿品位及回收率关系如图7。

由图7可知，黑钨回收率随硝酸铅用量的增加而提高，表明硝酸铅对黑钨矿有活化作用，合适的硝酸铅用量可以提高钨回收率，但用量过大时，脉石也被活化，降低了黑钨精矿品位。硝酸铅用量以1 000g·t-1为宜。

图7 硝酸铅用量与钨粗精矿品位及回收率的关系图

（4）捕收剂用量试验

GYF高效螯合捕收剂系广州有色金属研究院开发的GY系列选矿药剂之一。其对黑钨矿的选择性捕收效果好，但药剂价格相对较贵。为减少浮选的药剂成本，通过与少量捕收能力强的改性脂肪酸类捕收剂ZL组合用药，可大量减少GYF捕收剂的用量。按一粗一扫的选矿流程，固定碳酸钠2 000g·t-1，改性水玻璃1 800g·t-1，硝酸铅1 000g·t-1，进行捕收剂用量试验。捕收剂的用量与黑钨粗精矿品位及回收率关系如图8。

图8 捕收剂用量与钨粗精矿品位及回收率的关系图

由图8试验结果可知，随捕收剂用量的增加，黑钨回收率增加，钨粗精矿品位下降。综合考虑，GYF用量以1 050g·t-1，ZL用量以210g·t-1为宜。

2.4.2 黑钨浮选闭路试验

根据条件试验确定的最佳条件，进行黑钨浮选闭路试验。试验流程如图9，结果于表4。

表4 黑钨浮选闭路流程试验结果

图9 黑钨浮选闭路试验工艺流程

2.5 黑钨粗精矿重选精选

对黑钨浮选粗精矿采用摇床重选精选，产出合格的黑钨精矿。通过云锡式快速细泥摇床得到黑钨精矿、黑钨次精矿及重选尾矿。黑钨浮选粗精矿重选试验流程如图10，结果于表5。

图10 黑钨粗精矿重选精选流程

表5 浮选黑钨粗精矿重选试验结果

3 结论

（1）该多金属矿中可回收的有价矿物主要有黑钨矿和辉锑矿。通过优先浮辉锑矿，浮锑尾矿以自制的GYF高效螯合剂作捕收剂浮选回收黑钨矿效果较好，回收率高。

（2）采用“优先浮锑-黑钨浮选-重选精选”的选矿工艺流程。对含WO30.86％、Sb0.51％的原矿，获得了含Sb 24.60％的锑精矿，Sb回收率92.11％和含WO355.46％的黑钨精矿，WO3回收率77.41％。同时可产出含WO32.45％的重选尾矿，可返回黑钨浮选工段或作为钨中矿另外处理。

（3）浮选-重选联合选矿工艺对本矿石所获得的选矿指标较高，工艺流程稳定性好，药剂制度简单，生产可操作性强，对同类型的微细粒嵌布黑钨矿的回收具有借鉴意义。

［1］付广钦，何晓娟，周晓彤.黑钨细泥浮选研究现状［J］.中国钨业，2010，25（1）：22-25.

［2］朱建光，朱玉霜.黑钨与锡石细泥浮选药剂［M］.北京：冶金工业出版社，1983，1-6.