湖南某夕卡岩型白钨矿选矿试验研究

王洪岭，高玉德

（1．广东省资源综合利用研究所，广东 广州 510650；2.稀有金属分离与综合利用国家重点实验室，广东 广州 510650；3.广东省矿产资源开发和综合利用重点实验室，广东 广州 510650）

0 引言

钨作为一种重要的有色金属常用于电子、合金等领域[1-2]，目前钨资源的开采主要来自白钨矿与黑钨矿。中国有丰富的黑钨与白钨资源，但目前可供开发利用的钨资源主要以低品位白钨矿为主。白钨矿常与萤石、方解石、磷灰石等含钙矿物共存[3-4]，而从含钙脉石矿物中选取白钨矿资源最常用的方法为浮选[5-7]，常用脂肪酸类，如油酸、氧化石蜡皂等作为白钨矿浮选捕收剂，水玻璃作为含钙脉石矿物的抑制剂，但由于白钨矿中脉石组成及性质复杂多变[8-12]，导致白钨矿的浮选药剂制度、工艺可能不同[13-16]，因此，要针对矿石性质制定合理的药剂制度及工艺有利于白钨矿资源的高效回收。

湖南某夕卡岩型白钨矿石中钨品位较低，属于典型的高钙高硅型白钨矿。由于矿石性质复杂，矿山没有进行系统的白钨矿选矿试验研究，导致白钨矿还没有得到有效回收。因此，为有效提高该低品位白钨矿的回收利用，增加矿山经济效益，对该高钙高硅夕卡岩型白钨矿进行了原矿化学组成及性质分析，并在该基础上进行了白钨矿的选矿试验研究，以便为该矿石中白钨矿的开发利用提供技术支持，为类似低品位夕卡岩型白钨矿回收提供参考。

1 原矿性质

原矿取自湖南某夕卡岩型白钨矿石，矿物自动分析仪 MLA（Mineral Liberation Analyser）自动定量检测系统测定结果见表1。从表1中可知矿石中的钨矿物为白钨矿和少量黑钨矿；锡矿物为锡石；铋矿物主要为辉铋矿和少量自然铋；钼矿物为辉钼矿，其他金属硫化矿物含量较少，主要是黄铁矿，其次是少量至微量磁黄铁矿、辉铋矿、黄铜矿、闪锌矿；其他金属氧化矿物主要是少量至微量的褐铁矿、硬锰矿、金红石、锆石等；脉石矿物主要是大量的石榴石（包括钙铁榴石、钙铝榴石和少量锰铝榴石），其次是石英、萤石、方解石、透辉石-钙铁辉石、长石、云母、绿泥石、符山石、绿帘石、透闪石、葡萄石等。矿石的主要化学组成及钨物相分析结果分别见表2与表3。

表1 原矿矿物定量检测结果 w/%

表2 原矿多元素化学分析结果 w/%Tab.2 Resultsofchemicalanalysisofmultipleelementsoftherawore

表3 原矿钨物相分析结果 w/%Tab.3 Theresultoftheanalysisofthetungstenphaseoftherawore

由表2化学组成分析结果可知，WO3品位为0.26%，具有回收利用的价值，CaF2品位为20.31%，结合表1可知其主要为萤石矿物，也具有一定的回收价值，但本研究暂不考虑对萤石的回收，其他金属元素含量较低，故不考虑对其综合回收。表3进一步分析了钨的物相存在形式，物相分析结果表明，矿石中钨主要以白钨矿的形式存在，占了总钨的90%以上，黑钨矿与钨华占有率较少。由矿物组成分析可知，白钨矿回收的主要问题是与其他含钙矿物之间的分离，这也是影响白钨矿精矿浮选品位和回收率的难点问题。

2 试验结果及分析

磨矿细度关系到矿物的单体解离，并直接影响目的矿物的回收，因此，首先在显微镜下进行一组不同磨矿细度条件下矿物的单体解离度测定试验，测定结果表明，当磨矿细度为-0.074 mm占80.79%时，白钨矿的解离度达95.42%，可满足白钨矿浮选的解离度要求，因此后续试验研究过程中确定磨矿细度为-0.074 mm占80.79%。

2.1 白钨矿粗选试验研究

由原矿性质可知，矿石中含有一定的硫化矿，因此，白钨矿粗选之前需进行预先脱硫试验，脱硫采用黄药类捕收剂。将脱硫后的尾矿进行白钨矿粗选试验研究，白钨矿粗选主要包括调整剂、捕收剂的种类及用量的控制，矿浆浓度以及后续的闭路试验的研究；粗选试验在3L浮选机中进行，给矿为1 kg，如有必要时可改变矿浆浓度。

2.1.1 白钨矿粗选碳酸钠用量

碳酸钠是白钨矿浮选过程中常用的调整剂之一，具有调节矿浆pH值和分散矿泥等作用[17]。因此，添加一定量的碳酸钠有利于白钨矿的浮选。在磨矿细度为-0.074 mm占80.79%，氢氧化钠用量100 g/t，抑制剂水玻璃用量5 000 g/t，捕收剂ZL用量240 g/t的条件下，考察碳酸钠用量对白钨矿浮选指标的影响，其试验结果见图1。从图1试验结果可知，碳酸钠用量增加，WO3的品位变化不明显，回收率呈上升趋势，当用量大于1 000 g/t时，WO3品位和回收率均呈下降趋势，综合考虑，碳酸钠用量为1 000 g/t。

图1 碳酸钠用量对白钨矿浮选的影响Fig.1 Effectofsodiumcarbonatedosageontheflotationofscheelite

2.1.2 白钨矿粗选氢氧化钠用量

氢氧化钠用于白钨矿浮选过程中，可以影响矿物表面的性质以及捕收剂的反应活性。因此，在磨矿细度为-0.074 mm占80.79%，碳酸钠用量1 000 g/t，抑制剂水玻璃用量5 000 g/t，捕收剂ZL用量240 g/t的条件下，考察氢氧化钠用量对白钨矿浮选指标的影响，其试验结果见图2。由图2试验结果可知，氢氧化钠用量增加至100 g/t时，WO3的品位增加显著，回收率基本保持不变，当氢氧化钠用量大于100 g/t时，WO3品位增加缓慢，但回收率下降显著，综合考虑，氢氧化钠用量为100 g/t。

图2 氢氧化钠用量对白钨矿浮选的影响Fig.2 Effectofsodiumhydroxidedosageontheflotationofscheelite

2.1.3 白钨矿粗选水玻璃用量

水玻璃是白钨矿浮选过程中常用的抑制剂，水解出的硅酸组分可以有效抑制方解石和萤石等含钙脉石矿物，但用量过多也会抑制白钨矿的浮选，因此，在白钨矿浮选过程中控制水玻璃用量对选矿指标具有重大影响。固定磨矿细度为-0.074 mm占80.79%，碳酸钠用量1 000 g/t，氢氧化钠用量100 g/t，捕收剂ZL用量240 g/t的条件下，考察了水玻璃用量对白钨矿浮选指标的影响，其试验结果见图3。由图3试验结果可知，随着水玻璃用量增加，WO3的品位呈增加趋势，而水玻璃用量大于5 000 g/t时，WO3回收率下降显著，其中白钨矿浮选指标在水玻璃用量为4 000 g/t和5 000 g/t时相近，综合考虑药剂成本，水玻璃用量为4 000 g/t。

图3 水玻璃用量对白钨矿浮选的影响Fig.3 Effect of water glass on the flotation of scheelite

2.1.4 白钨矿粗选捕收剂种类及用量

捕收剂关系到白钨矿的回收及在抑制剂作用下与含钙矿物的选择性分离，选取高效低毒的捕收剂是实现白钨矿浮选的关键。因此，在磨矿细度为-0.074 mm占80.79%，碳酸钠用量1 000 g/t，氢氧化钠用量100 g/t，水玻璃用量4 000 g/t的条件下，分别考察捕收剂731、ZL和733用量对白钨矿浮选指标的影响，其试验结果见图4～图6。由试验结果可知，捕收剂ZL、731和733均能有效浮选白钨矿，但ZL捕收剂捕收能力强、用量少、选择性好。731用量为ZL用量的2.67倍时，733用量为ZL用量1.5倍时，才能取得ZL的选矿回收率指标；而且粗精矿品位也更低。综合考虑白钨矿选矿指标，选取ZL为该白钨矿浮选捕收剂，其用量为240 g/t。

图4 731用量对白钨矿浮选的影响Fig.4 Effect of 731 dosage on the flotation of scheelite

图5 ZL用量对白钨矿浮选的影响Fig.5 Effect of ZL dosage on the flotation of scheelite

图6 733用量对白钨矿浮选的影响Fig.6 Effect of 733 dosage on the flotation of scheelite

2.1.5 白钨矿粗选矿浆浓度影响

浮选过程中矿浆浓度对目的矿物的回收也具有重要影响，浓度过低不利于矿物的回收，过高容易产生泡沫夹带。因此，在磨矿细度为-0.074mm占80.79%，碳酸钠用量1 000 g/t，氢氧化钠用量100 g/t，水玻璃用量4 000 g/t，捕收剂ZL用量为240 g/t的条件下，考察矿浆浓度对白钨矿浮选指标的影响，其试验结果见图7。由图7试验结果可知，矿浆浓度低时影响钨的回收率，浓度较高时影响钨粗精矿的品位；随矿浆浓度的提高，钨的回收率不断提高品位不断降低。综合考虑，浮选矿浆浓度控制在33%～37%较适宜。

图7 矿浆浓度对白钨矿浮选的影响Fig.7 Effect of pulp density on the flotation of scheelite

2.1.6 白钨矿粗选闭路试验

确定磨矿细度为-0.074mm占80.79%，碳酸钠用量1000g/t，氢氧化钠用量100g/t，水玻璃用量4000g/t，捕收剂ZL用量为240 g/t，矿浆浓度35%的条件下，进行一次粗选，两次精选，三次扫选的白钨矿粗选段闭路试验，其试验结果见表4。由表4试验结果可知，白钨矿粗选段可得到WO3品位9.06%，回收率为83.47%的钨精矿指标。精矿中其他组分为CaF2和CaCO3。

表4 白钨粗选段闭路试验结果 %Tab.4 Closed circuit test results of tungsten coarse flotation

2.1.7 白钨矿粗精矿加温精选

由粗选段钨精矿中组分含量可知，脉石主要还是以含钙矿物为主，采用常温浮选时，精选过程中很难控制钨精矿产率，影响白钨矿精矿的品位，因此，试验采用加温精选法。加温搅拌浓度为55%～60%，温度为90℃，搅拌时间为30min，水玻璃用量1000g/t，氢氧化钠用量50 g/t，捕收剂ZL用量80 g/t，经两次精选的开路试验可得到钨精矿WO3品位68.76%，作业回收率为88.28%的指标。

2.2 白钨矿浮选闭路试验

根据白钨矿浮选制定的药剂制度及工艺流程，进行白钨矿回收全闭路试验，试验流程见图8，试验结果见表5。

图8 白钨矿浮选闭路试验流程Fig.8 Flotation closed circuit test process for scheelite

由表5可知，在原矿进行脱硫的条件下，进行一次粗选三次扫选，两次精选的钨粗选，并将钨粗精矿加温处理进行两次精选两次扫选的闭路可得到钨精矿WO3品位65.26%，回收率为78.02%的闭路试验指标。

表5 白钨矿浮选闭路试验结果 %Tab.5 Results of flotation closed circuit test for scheelite

3 结 论

（1）湖南某夕卡岩型白钨矿中WO3品位为0.26%，主要金属矿物为白钨矿，矿石中含有少量的硫化矿，脉石矿物主要为石榴子石、萤石、方解石和石英等，属于典型的高钙高硅型白钨矿。

（2）试验采用预先脱除硫化矿，白钨矿粗选采用氢氧化钠和碳酸钠调节矿浆pH，水玻璃为抑制剂，ZL为捕收剂，控制矿浆浓度，并对粗精矿进行加温浮选，有效实现了白钨矿与脉石矿物的高效分离。

（3）在磨矿细度为-0.074 mm占80.79%条件下，预先脱硫后，一次粗选两次精选，三次扫选的白钨矿闭路粗选；在加温条件下，进行一次粗选，两次精选，两次扫选的精选闭路试验，最终得到了得到了钨精矿WO3品位65.26%，回收率为78.02%的试验指标，该工艺及其指标可以为类似夕卡岩型高钙白钨矿选矿试验及工业应用提供参考。

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