大吉山钽铌钨矿细泥选矿工艺对比试验

吴江林　范　毅

(1.中国瑞林工程技术有限公司；2.江西大吉山钨业有限公司)



大吉山钽铌钨矿细泥选矿工艺对比试验

吴江林1范毅2

(1.中国瑞林工程技术有限公司；2.江西大吉山钨业有限公司)

摘要大吉山钽铌钨矿属贫、细、杂难选多金属钨矿石，原矿经碎磨分级、粗粒选别后产生的细泥产量为56.5%，细泥中钽和钨分别占原矿的49.05%和31.30%。为从该细泥中有效分选钽铌和钨，试验采用浮选、浮选—摇床、离心选矿机—浮选3种选矿流程进行对比试验。结果表明：①浮选流程钽铌钨混合精矿WO3、Ta2O5品位分别为26.60%、1.82%，回收率分别为77.22%、34.70%，指标较好，但存在药剂成本高、污染环境等缺点；②浮选—摇床重选流程混合精矿选别效果较差，且设备占地面积大，不利厂房设备布置；③离心选矿机—浮选流程混合精矿WO3、Ta2O5品位最高，分别为30.16%、1.85%，尽管回收率稍低，分别为71.60%、28.85%，但设备生产能力大，可实现环保节能生产。综合考虑，确定选择更加绿色环保、社会综合效益更好的离心选矿机—浮选联合流程作为该钽铌钨矿细泥的选矿工艺流程。

关键词钽铌钨矿细泥离心选矿机重选浮选

大吉山钨矿是我国重要的钨矿山之一，1958年投产，目前原矿处理能力已达到每年65万t。大吉山钽铌钨矿是大吉山钨矿纵深开采时遇到的矿中矿，原矿钨品位低，嵌布粒度细，属贫、细、杂难选多金属钨矿石。钽、铌、钨是国家战略性稀有资源，确定该矿石综合利用工艺对企业和国家都具有重要意义。

大吉山钽铌钨矿采用阶段磨矿—阶段选别工艺流程回收有价金属，原矿碎磨分级后，对粗粒级产品和细泥分别进行选别。原矿嵌布粒度细，细泥产率大，因此细泥综合回收是本项目的重点和难点。在处理钨、锡、钽铌矿等重矿物细泥时，国内外有很多选厂采用浮选、螺旋溜槽、摇床重选，但效果不明显。赣南某些选厂钨细泥选矿钨平均作业回收率为40%，最低仅22%，宜春钽铌矿次生泥采用螺溜—摇床重选流程选别，作业回收率仅11%，德国克哈德公司用“莫兹利旋流器—BM翻床—横流皮带溜槽”工艺对某钨细泥进行选别试验，作业回收率仅18%[4-5]。

经过前期的探索试验，采用浮选、浮选+摇床、离心选矿机+浮选3种选矿流程对该钽铌钨矿细泥进行选矿对比试验，最终确定了相对较为满意的综合回收方案。

1矿石性质

1.1矿石组成

大吉山钽铌钨矿属细粒钠长石白云母花岗岩多金属矿床，全部为原生矿石, 组成复杂。矿石呈浅白色块状，主要有用矿物为细晶石、铌钽铁矿、黑钨矿、白钨矿、绿柱石等，脉石矿物以石英、长石、云母为主。矿石主要化学成分分析结果见表1，矿物组成和钽、铌、钨分布情况见表2。

表1主要化学成分分析结果

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从表1、表2可以看出，该钽铌钨矿WO3、Ta2O5、Nb2O5是主要有价成分，品位分别为0.148%、0.014 4%、0.014%，均较低；赋存在黑钨矿和白钨矿中的钨占总钨的97.82%，以钽矿物形式存在的钽金属仅占总钽的57.51%，较为分散，加上钨矿物中含有的钽金属，钽金属回收率理论上可达68.74%；铌的分布情况与钽类似；脉石矿物主要为石英、长石和云母，合计占98.81%。

1.2细泥粒度分析

试验所用的细泥物料是通过碎磨分级和粗粒选别流程之后得到，细泥物料产率占原矿的56.5%，细泥中钽和钨的含量分别占原矿总含量的49.05%和31.30%。粒度分析结果见表3。

表2矿物组成和钽、铌、钨的分布

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表3　细泥粒度分析结果

从表3中可以看出钽和钨的金属分布主要集中在-0.030 mm粒级中，加强细粒级钽铌钨矿物的回收是选矿指标高低的关键。

2选矿流程对比试验

目前国内外对钽铌矿或者钨矿的细泥回收方法主要有浮选、螺溜和摇床重选，或者浮选-重选联合流程、离心选矿机等[1]。经过前期的探索试验，放弃了皮带溜槽、电选、强磁选等工业上成本高、技术不成熟或者选别效果差的方法，初步确定采用浮选、浮选+摇床、离心选矿机+浮选作为主要的对比方案。

由于混合精矿的分离使用化学选择性浸出比物理分选方案处理流程简单，成本低。根据化学浸出对试验原料要求和对浸出药剂成本的考虑，要求选厂提供最终混合精矿中钽铌含量≥1%，供给后续选择性化学浸出继续处理。

2.1浮选流程

根据前期试验经验，试验选择碳酸钠作为pH调整剂、使用Pb(NO3)2作为活化剂。在捕收剂的选择上，广泛的探索了羟肟酸类药剂、胂酸类、CF类、浮锡灵、脂肪酸药剂，最终采用选择较好的以羟肟酸为主的混合捕收剂(G-102、G-103、G-105)[2-3]。最终的全浮选闭路试验流程及结果分别见图1和表4。

图1　全浮选工艺流程

表4浮选流程试验结果

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表4表明，细泥经1粗1精1扫脱硫+1粗2精1扫混合浮选，可获得WO3、Ta2O5品位分别为26.60%、1.82%，回收率分别为77.22%、34.70%的钽铌钨混合精矿。

2.2浮选—摇床重选流程

采用优先浮选脱硫—摇床重选联合流程进行回收钽铌钨试验，摇床采用6-S矿泥摇床。该流程是国内处理钨、锡、钽、铌矿细泥时常见流程，类似的还有采用螺旋选矿机、螺旋溜槽等设备配合摇床联合处理，但效果不显著。试验流程见图2，结果见表5。

表5表明，浮选—摇床重选联合流程试验可获得WO3、Ta2O5品位分别为13.58%、1.85%，回收率分别为18.85%、16.86%的钽铌钨混合精矿。

2.3离心选矿机—浮选流程

离心选矿机在60年代之后曾经在重选厂有较多的应用，但国产离心选矿机由于故障率高、处理量小的缺点，限制了其应用规模[5]。国外进口离心选矿机价格昂贵，一般用于回收粗粒金，可连续作业的离心选矿机在有色金属矿山选厂中尚无较多应用，迫使很多使用离心选矿机的选厂停用该设备[6]。近年来国内离心选矿机研发和应用取得巨大进展，已经在多家赤铁矿、钨矿选厂成功应用[7-9]。离心选矿机—浮选联合流程试验中采用的离心选矿机为国内应用效果较好SLon系列离心选矿机，试验流程见图3，结果见表6。

图2　浮选—摇床重选试验流程

表5浮选—摇床重选流程试验结果

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表6离心选矿机—浮选流程试验结果

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由表6可知，离心选矿机—浮选流程试验可获得WO3、Ta2O5品位分别为30.16%、1.85%，回收率分别为71.60%、28.85%的钽铌钨混合精矿。

3试验结果分析

试验结果表明，3种工艺流程均能产出合格的混合精矿，但各流程各具有优缺点。

(1)浮选工艺流程简单，钽、钨回收率均较高，流程所需的药剂种类多，用量大，浮选尾矿废水需较多的消石灰处理才能达标排放，成本较高。

图3　离心选矿机—浮选工艺流程

(2)浮选—摇床重选流程钽铌钨混合精矿WO3和Ta2O5品位不高，回收率很低。由于摇床处理量小，工业化建厂时对场地要求较大。考虑大吉山钨矿新建厂场地有限，该流程劣势更加明显。

(3)离心选矿机—浮选流程较为复杂，主要原因是上一作业的离心选矿机精矿经过浓缩后才能进入下一离心选矿机选别。该流程最终WO3、Ta2O5品位和回收率均较高，WO3品位为3种工艺流程的最高值。与浮选流程相比，混合精矿WO3、Ta2O5回收率偏低，但重选环保节能。综合考虑流程指标和矿区的可持续发展，决定采用离心选矿机—浮选工艺流程。

4结论

(1)针对大吉山细泥选别，离心选矿机—浮选流程与全浮选工艺流程相比，前者产出的混合精矿中WO3和Ta2O5回收率略低，但品位较高，且药剂成本较低，有利于环保；与浮选—摇床重选流程相比，不仅选别指标更好，且流程占地面积小，利于新建选厂的设备布置。考虑到社会综合效益的最大化，因此确定采用离心选矿机—浮选作为大吉山钽铌钨矿细泥的选矿工艺流程。

(2)近年来国产离心选矿机的研发和成功应用，为细粒级矿物分选提供了一种比螺旋溜槽、摇床等传统重选设备分选效果更好、处理量更大、效率更高的选择，在绿色无污染选矿生产中具有广阔的应用前景。对比试验对类似的重选厂细泥中有价成分的回收有较大的借鉴和参考意义。

参考文献

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[6]凌竞宏，A.Laplante，胡熙庚.国外离心选矿机的发展与应用[J].国外金属矿选矿，1998(5)：2-5.

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[9]罗伟英.SLon-1600离心选矿机在钨细泥回收中的应用[J].现代矿业，2015(8)：248.

(收稿日期2016-03-25)

吴江林(1982—)，男，工程师，330031 江西省南昌市红角洲前湖大道888号。