饒宇歡, 王勇平

(1.贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司，江西 贛州 341000; 2.江西理工大學(xué)，江西 贛州 341000)

1 概述

內(nèi)蒙古某鎢礦由于長期開采，原礦品位下降，特別是石英礦脈邊緣地帶有大量的云英巖礦，但鎢品位僅為0.1%左右。原有生產(chǎn)工藝采用單一重選流程，成本較高，處理量很少，且尾礦中細(xì)粒鎢礦物無法有效回收。因此，降低生產(chǎn)成本，回收尾礦中的鎢，將是該礦山面臨的一個(gè)重要研究內(nèi)容。根據(jù)試樣性質(zhì)，原礦品位低、顆粒比較細(xì)是影響該試樣的主要原因。因此，為了盡量不改動(dòng)原有的工藝流程，采用預(yù)先富集的高效設(shè)備，將是我們研究的重點(diǎn)。SLon立環(huán)脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選機(jī)具有背景場強(qiáng)高、介質(zhì)不易堵塞、處理量大、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是可以處理該礦的一個(gè)有效途徑。該機(jī)利用導(dǎo)磁不銹鋼棒在磁場中產(chǎn)生的高梯度強(qiáng)磁力回收細(xì)粒弱磁性礦物，其將磁力和脈動(dòng)流體力有機(jī)地結(jié)合起來，并采用轉(zhuǎn)環(huán)立式旋轉(zhuǎn)、反沖精礦，并配有礦漿脈動(dòng)結(jié)構(gòu)，顯著地提高了高梯度磁選的選礦效率[1]。

當(dāng)任何磁性礦物置于磁場中時(shí)，受到的磁場力大小為：

f=m·x0·H·grad·H

其中，m為礦粒質(zhì)量；x0為礦物的比磁化系數(shù)；H為磁場強(qiáng)度；grad·H為磁場梯度。在高梯度磁選過程中，當(dāng)?shù)V物受到的磁力大于流體力、重力，還有磁性顆粒和非磁性顆粒之間的表面力時(shí)，磁性礦物就被吸附到磁介質(zhì)上，非磁性礦物穿過磁介質(zhì)而排出，從而達(dá)到富集礦物的目的[2]。

黑鎢礦屬于弱磁性礦物，在一定的磨礦細(xì)度下，可以通過調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度和變換分選介質(zhì)，使黑鎢礦能較好地吸附在磁介質(zhì)表面上，實(shí)現(xiàn)與脈石礦物的分離。

2 試樣性質(zhì)

2.1 試樣多元素分析

試樣多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1。

2.2 試樣性質(zhì)

2.2.1 試樣礦物組成

試樣中金屬礦物有黑鎢礦、白鎢礦、輝鉬礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、毒砂、錫石、方鉛礦、褐鐵礦、獨(dú)居石等。非金屬礦物以石英為主，次為白云母、斜長石、鉀長石、螢石、石榴石、鋯石等。

2.2.2 試樣礦物嵌布特征

黑鎢礦呈柱狀、粒狀，多數(shù)與石英、白云母、長石呈規(guī)則或不規(guī)則狀毗鄰連生。微量的黑鎢礦被白云母包裹，個(gè)別黑鎢礦被黃鐵礦交代。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果/%

3 試驗(yàn)研究

根據(jù)試樣工藝礦物學(xué)研究的內(nèi)容分析，黑鎢礦物與石英、長石呈填隙形式的礦物較易解離，采用傳統(tǒng)重選工藝流程可以回收鎢礦物。而與白云母呈填隙物形式的礦物難解離，在重選工藝流程中容易漂浮，作業(yè)回收率較低。采用傳統(tǒng)單一重選作業(yè)流程，很難回收云英巖中的鎢礦物。因此，采用新工藝進(jìn)行試驗(yàn)，以確定生產(chǎn)中的工藝流程。

3.1 選礦工藝流程試驗(yàn)

3.1.1 強(qiáng)磁選工藝流程

3.1.1.1 礦樣粒級組成及鎢金屬分布試驗(yàn)

取粒度分析樣進(jìn)行篩析試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2 粒級組成及鎢金屬分布試驗(yàn)結(jié)果

從表2結(jié)果分析，+0.42 mm粒級礦物多數(shù)為白云母礦物，這部分產(chǎn)率占42.67%，鎢金屬占有率在21.77%；從粒級分布看，-0.15～+0.074 mm累計(jì)產(chǎn)率只占10.5%，說明云母試樣較難細(xì)碎，也難磨。-0.074 mm礦物從目鏡觀察，主要礦物以石英為主，而這部分礦物易碎好磨。

3.1.1.2 磨礦細(xì)度對試驗(yàn)指標(biāo)的影響

選擇合理的入選粒度，是確保能否經(jīng)濟(jì)有效地利用資源的前提。入選粒度過粗，有用礦物未充分解離，磁選的回收效果差；入選粒度過細(xì)，有用礦物過粉碎，造成部分有用礦物泥化而不能用高梯度磁選回收，導(dǎo)致金屬流失。

試驗(yàn)采用φ4 mm棒介質(zhì)作為分選介質(zhì)，固定磁場強(qiáng)度1.2T，沖次200 rpm，在不同磨礦細(xì)度的條件下，進(jìn)行粗選作業(yè)[3]。磨礦細(xì)度對選礦指標(biāo)的影響見圖1。

圖1 磨礦細(xì)度對選礦指標(biāo)的影響

從圖1中分析，原礦鎢品位在0.14%的情況下，經(jīng)過強(qiáng)磁選，黑鎢精礦均能達(dá)到5%以上，回收率56%以上。在-200目35.4%的細(xì)度下，粗選精礦品位9.08%，回收率90.71%。因此，選定磨礦細(xì)度-200目35.4%的條件下，進(jìn)行不同磁場強(qiáng)度的試驗(yàn)。

3.1.1.3 磁場強(qiáng)度對試驗(yàn)指標(biāo)的影響

在磁介質(zhì)為φ4 mm 棒介質(zhì)，沖次200 rpm，磨礦細(xì)度為-200目35.4%的條件下，進(jìn)行磁場強(qiáng)度試驗(yàn)，磁場強(qiáng)度對選礦指標(biāo)的影響見圖2。

圖2 磁場強(qiáng)度對選礦指標(biāo)的影響

由圖2可見，隨著磁場強(qiáng)度的提高，黑鎢強(qiáng)磁精礦回收率逐漸提高，且幅度較大，磁場強(qiáng)度到達(dá)1.0～1.2T范圍時(shí)，回收率和品位變化較少。因此，粗選磁場強(qiáng)度為1.0T較為合適。

3.1.1.4 分選介質(zhì)對試驗(yàn)指標(biāo)的影響

選擇合適的磁介質(zhì)，是取得較好選礦指標(biāo)的關(guān)鍵之一。在沖次為200 rpm，不同的磁場強(qiáng)度的條件下，將分選介質(zhì)改為粗網(wǎng)介質(zhì)進(jìn)行選礦試驗(yàn)，磁介質(zhì)變換粗選試驗(yàn)指標(biāo)見圖3。

圖3 磁介質(zhì)變換粗選試驗(yàn)影響

由圖2和圖3結(jié)果比較，選用網(wǎng)狀介質(zhì)提高了鎢礦的回收率，粗選精礦產(chǎn)率增高，但精礦品位下降，粗精礦在目鏡下觀察，增多了含鎢的白云母礦物。

綜上所述，粗選選定網(wǎng)狀介質(zhì)，磁場強(qiáng)度為1.0T，磨礦細(xì)度在-200目35.4%的條件下，可以獲得較好的強(qiáng)磁選別指標(biāo)，為下一步重選作業(yè)創(chuàng)造良好的給礦條件。

3.1.2 強(qiáng)磁精礦精選工藝流程

在強(qiáng)磁試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將強(qiáng)磁精礦進(jìn)行搖床精選，以提高鎢精礦品位，試驗(yàn)結(jié)果見數(shù)值量流程圖(圖4)。

從圖4分析，鎢品位0.14%的原礦，磨礦后經(jīng)過強(qiáng)磁粗選，搖床精選，鎢精礦品位達(dá)45%以上，回收率68%以上。此工藝應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，作業(yè)流程短，設(shè)備臺(tái)數(shù)少，可操作性強(qiáng)。

3.1.3 強(qiáng)磁尾礦掃選工藝流程

原礦經(jīng)過強(qiáng)磁粗選后，可以富集90%以上的黑鎢礦。為進(jìn)一步提高鎢的回收率，將強(qiáng)磁的尾礦用螺旋溜槽預(yù)先富集，丟棄大量尾礦，然后將螺旋溜槽精礦再經(jīng)過搖床精選，得到低品位鎢精礦。數(shù)值量流程圖見圖5。

從圖5分析，強(qiáng)磁粗選尾礦經(jīng)過螺旋溜槽拋尾，粗精礦再通過搖床精選，可以得到1.32%的低品位鎢精礦。這部分低品位鎢精礦在目鏡下觀察，大部分與黃鐵礦、石榴石連生，且嵌布粒度細(xì)，需要將其再磨，達(dá)到單體解離。

圖例：(%)

圖例：(%)；；；；；；；圖5 強(qiáng)磁尾礦掃選數(shù)值量圖

3.1.4 閉路流程

強(qiáng)磁尾礦經(jīng)過重選得到的鎢精礦品位比較低，而強(qiáng)磁精礦經(jīng)過搖床精選后的中礦和尾礦中鎢品位也比較低，可以將這兩部分礦合并進(jìn)行再磨再選。因此，為了盡可能的提高鎢的回收率，需要進(jìn)行閉路流程試驗(yàn)。該閉路流程數(shù)值量流程圖見圖6。

圖例：(%)；；；；；；；；；；；；；；；；；圖6 閉路數(shù)值量流程圖

從閉路流程試驗(yàn)分析，原礦粗磨再經(jīng)過高梯度強(qiáng)磁選別后，先將大部分黑鎢礦富集，丟棄了95%以上的尾礦，分選效率高，較好的實(shí)現(xiàn)了鎢礦物早收多收的原則。為了提高鎢精礦的回收率，將流程中的中礦進(jìn)行再磨再選，可以獲得綜合鎢精礦品位31.35%、產(chǎn)率0.37%、回收率82.92%的較好選別指標(biāo)。

4 結(jié)論

1)本次選礦工藝流程試驗(yàn)研究，對內(nèi)蒙古某鎢礦云英巖礦中鎢礦物回收，采用一段粗磨、強(qiáng)磁粗選工藝，能有效回收鎢。粗選作業(yè)丟棄95%以上尾礦，鎢的富集比大于20，少量低品位中礦進(jìn)行再磨再選，節(jié)省了磨礦消耗，降低了生產(chǎn)成本。

2)根據(jù)黑鎢礦具有弱磁性的特點(diǎn)，采用SLon立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)磁選回收云英巖礦中的黑鎢礦。在磁場強(qiáng)度為1.0T，磨礦細(xì)度為—200目35.4%，選用粗網(wǎng)分選磁介質(zhì)，經(jīng)過一次磨礦，一次強(qiáng)磁選，可以獲得較好的黑鎢強(qiáng)磁選別指標(biāo)，為下一步重選作業(yè)創(chuàng)造條件。

3)通過強(qiáng)磁粗選、重選精選、中礦再磨再選的閉路流程試驗(yàn)，可以獲得綜合鎢精礦品位31.35%、產(chǎn)率0.37%、回收率82.92%的較好選別指標(biāo)。

[1] 熊大和. SLon磁選機(jī)在大型紅礦選廠應(yīng)用新進(jìn)展[J]. 金屬礦山, 2006(8): 60-64.

[2] 劉清高, 管則皋, 韓兆元, 等. 采用高梯度磁選回收某黑鎢礦的工業(yè)研究[J]. 礦產(chǎn)保護(hù)與利用, 2010(8): 26-29.

[3] 周曉彤, 鄧麗紅, 廖錦. 白鎢浮選尾礦回收黑鎢礦的強(qiáng)磁選試驗(yàn)研究[J]. 中國礦業(yè), 2010，19(4): 64-67.