悬振锥面选矿机处理柿竹园白钨加温精选尾矿的试验研究

谢加文，肖文工，毛文明

(湖南柿竹园有色金属有限责任公司，湖南郴州 423037)

细粒物料的分选历来是选矿界的一大技术难题，其浮选、重选的指标往往都较差。针对细粒白钨加温精选尾矿分选存在的问题，湖南柿竹园有色金属有限责任公司(简称柿竹园)引进了新型专利高效微细粒重选设备——悬振锥面选矿机［1］，对白钨加温浮选尾矿进行综合回收试验研究。通过单机工业试验、扩大工业试验和摇床对比试验，均取得了较好的试验指标，并最终确定了针对该样品矿石合理的选矿工艺技术。

1 柿竹园多金属矿及试验矿样简介

1.1 柿竹园多金属矿生产流程及存在的问题

柿竹园钨锡多金属矿床地处南岭中段，以矿种多、规模大、矿体集中、共生组分丰富、成矿条件复杂而闻名于世，矿物多达143种，被誉为“世界有色金属博物馆”［2］。柿竹园多金属选矿厂由处理量分别为1 500 t/d和2 000 t/d的两个选矿厂组成，年处理能力达到110万t/a。柿竹园多金属选厂选矿工艺自2006年扩建以来已进行过多次技术革新，其中钨矿分选系统的工艺改进一直是研究的重点，特别是在供矿点变更以后，入选矿石性质发生较大变化，导致钨选矿指标长期不理想，为此做了大量试验研究，确定采用了柱机联合流程加强钨的分选效果［3］。

为了进一步提高钨的回收率，又提出了强磁分选黑白钨的新工艺，将黑钨与白钨分离进行单独系统浮选，应用后也取得了很好的效果［4］。目前，柿竹园多金属选厂的选矿工艺流程已经较为稳定，如图1所示。

图1 柿竹园多金属选厂的选矿工艺流程

柿竹园多金属选厂白钨加温精选尾矿中WO3品位仍有0.7% ～1.5%，以黑钨为主，少量的白钨，且以微细颗粒形态存在;同时，在钨粗选作业中锡也有一定的富集，加温精选时锡被抑制在尾矿中，锡的品位在0.4%～0.6%之间。该尾矿中的钨锡资源采用传统重选设备(摇床)难以有效回收。

长期以来，细泥黑钨和锡回收难、回收率低及回收成本高的问题一直未能很好地解决，分析其原因主要表现在三个方面:(1)由于柿竹园原矿中有价金属种类多，浮选工艺复杂，导致黑钨矿石表面受到大量其它药剂的干扰，受此影响，采用浮选工艺也很难实现细泥钨锡的高效回收［5］;(2)摇床作业虽然能得到较高品位的锡钨混合精矿，但是锡、钨在摇床尾矿中的损失量非常大，作业回收率低;(3)微细粒钨矿的分选难度大，始终没有大的技术突破［6］。

1.2 试验矿样

试验矿样为柿竹园多金属选矿厂白钨加温浮选尾矿，经分析，尾矿中WO3品位为1.10%，Sn品位为0.38%。

因白钨浮选尾矿中钨的品位仍然较高，且主要以黑钨矿和白钨矿形式存在，故是回收的主要目的矿物，锡石可作为综合回收的对象。主要脉石矿物为石英、方解石和萤石。

2 悬振锥面选矿机及分选原理

悬振锥面选矿机是昆明理工大学的发明专利，并授权云南德商矿业股份有限公司生产的新型专利微细粒重选设备。该机依据拜格诺剪切松散理论和流膜选矿原理研制，填补了国内外微细粒重选设备的空白。

图2为Φ4 m悬振锥面选矿机的结构。床身上带有振动和旋转机构，下层支架的带电机滚轮装在圆环形轨道上，下层支架固定有悬挂立柱，用悬挂钩和挂绳悬挂上层支架，上层支架上又装有与电机连接的偏心摆轮机构，床身的分选锥面坡度为3°～10°，锥面外圈有多圈15 cm宽的粗糙层，有利于捕获有用重矿物微细颗粒。

悬振锥面选矿机的低速自转、高频振动两大运动系统相互独立而又相互联系的结构设计，不但使两者的转速可分开调节，而且可以使两者的速度比处于最佳水平，保证了流膜的最佳松散－分层状态，使分选指标得以提高。

悬振锥面选矿机的分选锥锥面矿浆流动类似于圆锥选矿机的分配锥。

图2 Φ4 m悬振锥面选矿机的结构

当搅拌均匀的矿浆从分选锥面中心的给矿器进入圆锥盘面初选区时，矿浆流即成扇形铺展开向周边流动，在其流动过程中流膜由厚逐渐变薄，流速也随之逐渐降低，对细粒级矿物的回收十分有利。矿粒群在自身重力、旋回振动剪切斥力和洗涤水淘洗力作用下在圆锥盘面上适度的松散、分层。圆锥盘的转动将不同密度的矿物依次带进尾矿槽、中矿槽和精矿槽。

悬振锥面选矿机的运行成本低，维修方便，且易于操作及管理。通过变频器控制转动和振动，两者能独立调整，可根据矿浆变化情况进行及时调整，保证回收效率，适用于嵌布粒度细的重矿物，以及比重差异大但综合品位低、粒度细或过磨等造成流失的尾矿资源的再开发利用。单台悬振装机功率小，仅0.75 kW。目前，悬振锥面选矿机已在细粒锡矿和铁矿的重选回收中应用［7，8］。

3 选矿试验

3.1 悬振锥面选矿机单机工业试验

受柿竹园委托，云南德商矿业股份有限公司联合昆明理工大学，对柿竹园多金属选厂白钨加温精选尾矿展开了悬振锥面选矿机重选试验研究。在前期采用Φ1 m试验机探索试验取得较好的技术指标基础上，又采用Φ4 m悬振锥面选矿机代替原有的重选设备摇床，进行了单机一次重选工业试验。试验流程如图3所示，试验结果见表1。

图3 白钨加温尾矿悬振锥面选矿机单机试验流程

表1 悬振锥面选矿机单机重选试验结果 %

从表1结果可以看出，通过悬振锥面选矿机一次选别，可以获得钨锡混合精矿WO3品位10.50%，回收率51.84%;Sn品位2.96%，回收率41.80%的良好选矿指标。由此可见，悬振锥面选矿机不但能大幅度提高黑钨精矿的品位和回收率，而且还能实现伴生金属锡的高效回收。

3.2 悬振锥面选矿机与摇床重选单机对比工业试验

摇床为常规的细粒重选设备。柿竹园多金属选厂的白钨加温精选尾矿原采用摇床重选流程回收残余钨，指标较低。图4为摇床结构示意图。

图4 摇床结构示意图

为了比较悬振锥面选矿机和摇床的效果，进行对比试验(其中摇床选择选别效果最佳的一台摇床为试验摇床)。为了更直观地对比，悬振选矿机试验采用一粗一精两次选别(中矿返回到给矿)，使精矿品位和摇床精矿品位基本处于同一水平，其试验结果分别见表2、表3。

表2 白钨加温尾矿悬振锥面选矿机试验结果 %

表3 白钨加温尾矿摇床试验结果 %

由表2和表3可知，单台悬振选矿机试验中通过一粗一精选别，可获得精矿WO3品位22.20%，回收率68.04%;Sn品位4.50%，回收率41.83%的试验指标;单台摇床试验通过试验可获得精矿中WO3品位为15.23%，回收率为32.64%;Sn品位为3.51%，回收率为24.77%的试验指标。

对比试验结果表明，在控制精矿品位基本处于同一水平前提下，悬振选矿机的钨、锡回收率均明显高于摇床，在前者钨品位高6.97%和锡品位高0.99%的前提下，回收率有大幅提高，WO3回收率提高36.40%，Sn回收率提高17.06%。

综上可知，针对细粒白钨加温精选尾矿的处理，悬振选矿机的重选效果要明显优于摇床。本试验的结果，可作为新工艺工业改造设计的依据。

4 结语

1.柿竹园多金属选矿厂细粒白钨加温精选尾矿中有价金属主要为黑钨矿和锡石，粒度非常细，浮选和传统的重选设备均难以回收。采用新型专利微细粒重选设备——悬振锥面选矿机进行了单机工业试验，获得了良好选矿指标，钨锡混合精矿WO3品位10.50%，回收率51.84%;Sn品位2.96%，回收率41.80%。

2.为了与原生产工艺比较效果，进行悬振选矿机和摇床重选对比试验。试验结果表明，在悬振选矿机精矿品位稍高于摇床精矿的前提下，回收率要远高于后者，WO3回收率提高36.40%，Sn回收率提高17.06%。

3.对细粒白钨加温精选尾矿的处理，悬振选矿机的重选效果明显优于摇床。本试验结果可作为新工艺工业改造设计的依据。

［1］ 杨波，段希祥，罗雪梅，等.悬振锥面选矿机［P］.中国专利:CN201375921Y，2010－06－16.

［2］ 程细音，祝新友，王艳丽，等.柿竹园钨锡多金属矿床矽卡岩中碱交代脉研究［J］.中国地质，2012，(4):1 023－1 033.

［3］ 陈克锋，李晓东，石志中，等.柱机联合浮选在柿竹园钨粗选作业中的应用研究［J］.有色金属(选矿部分)，2012，(2):58－60.

［4］ 曹登国，石志中，李晓东，等.黑白钨强磁分选在柿竹园钨浮选回收中的应用［J］.中国钨业，2014，(3):17－20.

［5］ 于洋，李俊旺，孙传尧，等.黑钨矿、白钨矿及萤石异步浮选动力学研究［J］. 有色金属(选矿部分)，2012，(4):16－22.

［6］ 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，2011，(10):89 －96.

［7］ 杨波，肖日鹏，刘杰，等.悬振锥面选矿机回收细粒锡石试验研究［J］.矿冶，2014，(2):73－76.

［8］ 朱运凡，杨波，卢琳.云南大红山铁尾矿再选新工艺研究［J］.矿冶，2012，(1):35 －38.