广东某低品位白钨矿选矿试验研究

罗仙平，李宇宏，周贺鹏，高 莉，王兆元,3

(1.江西理工大学资源与环境工程学院，江西 赣州 341000；2.江西省矿业工程重点实验室，江西 赣州 341000；3.赣州金环磁选设备有限公司，江西 赣州 341000)

广东某钨多金属矿矿物组成复杂，种类繁多。其中金属矿物主要有白钨矿、自然铋、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿等；非金属矿主要为石英、方解石、萤石、石榴石、绿泥石等。钨原矿品位仅0.15%，属复杂难选低品位钨多金属矿。由于原矿嵌布特征复杂，包裹连生等特征较为常见，白钨矿主要与脉石矿物连生镶嵌，部分充填于脉石粒间，现场原工艺先用丁基黄药浮硫化矿后采用碳酸钠作pH调整剂、水玻璃作抑制剂、731作捕收剂进行选钨，获得含铜17.56%，回收率58.08%的铜精矿；含硫38.21%，回收率60.09%的硫精矿；含钨53.10%、回收率59.10%的钨精矿。此工艺虽然简单，但钨品位和回收率均偏低，矿石中的钨矿物没有得到有效的回收。为进一步提高钨的选矿指标，进行了系统的矿石性质和选矿工艺研究。

1 矿石性质

原矿多元素分析见表1，钨物相分析见表2，原矿矿物组成及相对含量见表3。

工艺矿物学研究结果：矿物的嵌布特征较复杂，钨矿为矽卡岩型钨矿，以白钨矿为主，白钨矿占有率达85.23%。白钨矿嵌布粒度不均，在粗、中、细甚至微细粒级均有分布，主要粒级范围在0.01～0.10mm，属不等粒的复杂嵌布类型。白钨矿多呈浸染状、星散状、团粒状构造,主要与萤石、方解石、石榴石、阳起石等矿物连生镶嵌，也有部分充填于石英、绿泥石粒间，这些脉石矿物与白钨矿性质极为相似，对选矿造成不利影响。

表1 原矿化学多元素分析结果/%

表2 钨物相分析/%

表3 原矿矿物组成及相对含量/%

2 选矿方案的确定

由矿石性质可知，该矿石中含有较多易浮的金属硫化矿，对回收白钨有很大的影响，因此首先采用浮选工艺去除该部分硫化矿，脱硫试验中采用丁基黄药做捕收剂，试验研究发现，在丁基黄药用量在150g/t时，硫化矿基本脱除干净，化验分析得知，钨矿物在硫化矿中含量为0.018%，损失率为2.08%，因此，后续试验均在脱硫后进行。此外，白钨矿为矽卡岩型钨矿，嵌布粒度不均，方解石、萤石等含钙矿物占有量大，这些矿物与白钨矿浮游性质相当，根据现场生产经验，在常温精选中难以分离,需采取加温精选。因此原则流程为：优先硫化矿-常温粗选-加温精选。

3 试验结果与讨论

3.1 白钨粗选循环条件试验及结果

3.1.1 捕收剂种类及用量对白钨粗选的影响

探索性试验考察了油酸、731、GYB、GYR、(731 +油酸)、(GYB+GYR)等捕收剂对钨粗选的影响，结果表明各种捕收剂对该矿石都有一定的捕收作用，其中GYB、GYR的捕收能力和选择性都较差，获得的钨粗精矿品位和回收率都不高；油酸的捕收能力较强，但选择性较差，获得的钨粗精矿品位偏低；731的捕收能力较差，选择性较油酸要好；当油酸与731混用时效果较好，钨品位和回收率都较高，能够获得较好的钨粗精矿分选指标。因此选取(731+油酸)作钨粗选捕收剂。同时在此试验基础上考察了(731 +油酸)混合捕收剂的用量对钨粗选的影响，试验流程见图1，试验结果见图2。

图1 钨粗选试验流程

由图2可见，随混合捕收剂(731+油酸)用量的增加，粗精矿中钨的回收率逐渐升高。当捕收剂用量超过600g/t以后，回收率趋于平稳而精矿品位有所下降，因此捕收剂用量选为600g/t。

3.1.2 混合捕收剂(731+油酸)配比对钨粗选的影响

使用混合捕收剂(731+油酸)作为钨粗选的捕收剂，它们用量的配比对捕收剂能否发挥良好的协同效应起着至关重要的作用[1]。为此进行配比试验，固定捕收剂总用量为600g/t，试验流程同图1，试验结果见图3。

由图3可见，随731用量的增加，钨粗精矿中钨品位逐渐升高，回收率逐渐下降。当731与油酸配比在3∶2时，钨粗精矿中回收率最大，而钨的品位变化不大。因此，钨粗选捕收剂(731+油酸)的配比控制在3∶2，即731用量为360g/t，油酸用量为240g/t。

3.1.3 调整剂Na2CO3用量对钨粗选的影响

碳酸钠是白钨浮选最常用的调整剂，不仅可以调节钨浮选pH值，形成白钨矿易于上浮的碱性介质，改善矿物表面活性，并能消除矿浆中Ca2+、Mg2+等多种有害离子对白钨矿浮选的影响，此外，它与水玻璃混合使用具有正协同效应，可提高水玻璃的抑制性能[2]。因此，本次试验采用碳酸钠作钨粗选调整剂，并考察其用量对钨浮选指标的影响。试验流程同图1，731用量为360g/t，油酸用量为240g/t，试验结果见图4。

图2 731+油酸用量试验流程

图3 731与油酸的配比对钨粗选的影响

图4 调整剂Na2CO3用量对钨粗选的影响

由图4可知，碳酸钠的加入对钨粗选有明显的改善作用，随碳酸钠用量的增加，钨精矿品位和回收率都逐渐升高，当碳酸钠用量为2000g/t时，钨精矿指标较好，此后继续增加碳酸钠用量，钨精矿回收率反而下降。因此确定钨粗选碳酸钠用量为2000g/t。

3.1.4 抑制剂水玻璃用量对钨粗选的影响

在白钨浮选分离过程中，水玻璃是石英、方解石、萤石等脉石矿物的良好抑制剂，也是浮选矿泥的有效分散剂，且水玻璃用量对钨的浮选影响较大，水玻璃用量小时，脉石矿物得不到有效抑制，而用量过大时部分钨矿物也会被抑制[3]。因此，本次试验考察水玻璃用量对钨浮选指标的影响。本次试验采用水玻璃模数为2.4，试验流程同图1，Na2CO3用量为2000g/t，731用量为360g/t，油酸用量为240g/t，试验结果见图5。

图5 抑制剂水玻璃的用量对钨粗选的影响

由图5可见，随水玻璃用量的增加，钨粗精矿中钨品位上升明显，钨回收率逐渐降低。当水玻璃用量增大到7000g/t以后，钨粗精矿品位上幅有限，而回收率下降较多。因此，综合考虑钨品位和回收率，选取水玻璃用量为7000g/t。

3.2 钨加温精选条件对钨选矿指标的影响

白钨粗精矿的精选是白钨浮选的重点,合适的工艺及药剂制度是获得理想指标的关键。加温精选法(彼得洛夫法)是将粗精矿浓缩后通过添加大量水玻璃在高温条件下长时间进行强烈搅拌,再脱药浮选。其原理在于利用不同矿物表面吸附的药膜解析速度的不同, 达到白钨矿与脉石浮选分离的目的。该法适应性强，稳定性较好，可获得品位和回收率都较高的钨精矿，是白钨矿与萤石、石榴子石等含钙脉石矿物精选分离的有效方法[4-6]。结合该矿石性质及现场生产情况，本试验采用加温精选法。

在上述试验基础上，钨粗精矿品位2.66%，为此进行精选条件试验。由于入选品位低、脉石含量高，钨粗精矿直接加温精选后，即使精选次数达到5次，钨精矿品位仍没有大幅提高，达不到合格精矿要求。为此，将粗精矿常温精选两次后，将入选品位提高至6.53%后，再进行加温精选条件试验。试验将钨常温精矿浓度浓缩到55%左右，用氢氧化钠和碳酸钠调浆至pH值为12左右，进行一小时加温强搅拌，考察加温精选条件对钨精选指标的影响。

3.2.1 水玻璃用量对钨加温精选的影响

钨常温精矿品位达6.53%后，仍含有大量的萤石、石榴石等含钙矿物，经脂肪酸类捕收剂作用后，其可浮性与白钨矿较为相近，精选分离难度大。在加温搅拌中，水玻璃分解出大量胶态二氧化硅，利用矿物间表面吸附的捕收剂膜解析速度的不同，可以选择性解析萤石、方解石、白钨矿表面的捕收剂[7]，达到钨矿物与脉石矿物分离的目的。考虑加温精选中水玻璃用量对钨精矿品位和回收率影响较大，因此，进行钨加温精选水玻璃用量条件试验。试验流程如图6所示，试验结果见图7。

图6 钨加温精选水玻璃和硫化钠用量条件试验流程

由图7可知，随钨加温精选水玻璃用量的增加，钨精矿钨品位逐渐升高，钨回收率逐渐降低，当水玻璃用量为2000g/t时，钨精选指标较好。此后继续增加水玻璃用量，钨品位升高不明显，而钨回收率下降较严重。因此，钨加温精选水玻璃用量为2000g/t较合适。

3.2.2 硫化钠用量对钨加温精选的影响

从矿石性质可知，试样中含有一定量的硫化矿，虽然进行了脱硫处理，但仍有少量的硫化矿存在，影响钨精矿的品位。在加温精选过程中，加入适量的硫化钠可强化脉石矿物的抑制，同时又可有效抑制硫化矿。本试验考察了加温精选硫化钠用量对钨浮选指标的影响，试验流程如图6所示，试验结果见图8。

由图8可见，随硫化钠用量增加，钨精矿品位逐渐升高、回收率逐渐降低，且钨精矿中杂质硫的含量逐渐减少，当硫化钠用量为200g/t时，钨精矿指标较好。因此，后续确定硫化钠用量为200g/t。

3.2.3 加温后脱药与不脱药对比试验

白钨加温精选脱药是将加温搅拌后的矿浆经加水搅拌清洗脱水过程后,再进行浮选。不脱药则是加温搅拌后直接稀释浮选。传统的加温精选法脱药工艺复杂，脱水脱药过程中钨的损失量多,回收率偏低[8]。为此在确定上述加温条件后,进行脱药与不脱药的对比试验。对比试验结果见表4。

图7 水玻璃用量对钨加温精选的影响

图8 硫化钠用量对钨加温精选的影响

表4 加温后脱药与不脱药对比试验结果/%

由表4可知，矿浆经脱药后的钨回收率明显比不脱药低, 不脱药不仅可以简化流程, 降低生产成本,还可以大大提高钨的精选回收率。故确定采用不脱药工艺。

3.3 白钨矿选矿工艺全流程闭路试验

在上述条件试验及开路流程试验的基础上，进行了白钨矿选矿工艺全流程闭路试验。试验流程见图9，试验结果见表5。

表5 小型试验闭路产品中钨的分布统计/%

图9 白钨矿选矿工艺全流程闭路流程

由表5可见，在回收铜、硫的基础上，采用新工艺可获得含钨60.35%、回收率为66.33%的钨精矿。相比现场原工艺获得含钨53.10%、回收率59.10%的钨精矿，新工艺钨品位提高了7.25个百分点，回收率提高了7.23个百分点。同时，钨常温浮选尾矿中还有29.38%钨未能得到有效回收，这与矿石的性质有关。原矿含钨品位低，仅为0.15%左右，属低品位难选钨多金属矿。由工艺矿物学可知，钨矿物还有部分以黑钨矿的形式存在，在加温精选时，黑钨矿表面吸附的捕收剂容易脱落而进入加温精选尾矿中；矿石中脉石矿物种类复杂，主要以萤石、石榴石、方解石、阳起石为主，这些脉石矿物与白钨矿性质极为相似，对选矿造成不利影响。

4 结论

1)广东某钨多金属矿，矿物组成复杂，种类繁多。钨原矿品位仅0.15%，嵌布特征复杂，包裹连生等特征较为常见，脉石中含钙矿物多，属复杂难选低品位钨多金属矿。

2)使用混合捕收剂(731+油酸)作为钨粗选的捕收剂，钨加温精选时加入抑制剂硫化钠，提高了钨精矿回收率和品位。同时加温后不进行稀释脱药，减少钨的损失率，而且简化了流程。

3)根据该矿石特点，采用“优先硫化矿-常温粗选-加温精选”工艺，可获得含钨60.35%、回收率为66.33%的钨精矿。相比现场原工艺获得含钨53.10%、回收率59.10%的钨精矿，新工艺钨品位提高了7.25个百分点，回收率提高了7.23个百分点。

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