陳冬冬，肖　　駿，鄧春虎，陳代雄，董艷紅

（1.云南中金共和資源有限公司，云南 文山 637440；2.湖南有色金屬研究院 復(fù)雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410100）

磁-重-浮聯(lián)合工藝分選某黑白鎢礦的試驗研究

陳冬冬1，肖駿2，鄧春虎1，陳代雄2，董艷紅2

（1.云南中金共和資源有限公司，云南 文山 637440；2.湖南有色金屬研究院 復(fù)雜銅鉛鋅共伴生金屬資源綜合利用湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410100）

為了回收某碳酸脈型黑白鎢礦中的鎢礦資源，通過系統(tǒng)的工藝礦物學(xué)研究及在選礦試驗的基礎(chǔ)上，提出了黑鎢強磁-搖床重選-白鎢浮選-酸浸的選礦工藝流程。針對該礦中存在大量易浮方解石的問題，通過對組合捕收劑、抑制劑、pH值和加溫酸浸的條件試驗，研究了白鎢粗選-白鎢粗精礦加溫精選-酸浸的選礦工藝，獲得了高品位的白鎢精礦。采用磁-重-浮聯(lián)合工藝在原礦含WO30.55%的條件下，獲得了含WO3為33.56%、鎢回收率為15.92%的黑鎢精礦，含WO3為66.56%、鎢回收率為53.29%的白鎢精礦，使鎢總回收率達(dá)到了69.21%。

黑鎢礦；白鎢礦；聯(lián)合工藝；組合捕收劑

0引言

某碳酸鹽脈型黑白鎢共生礦床位于廣東省樂昌市某礦區(qū)，該礦床的主要金屬礦物為白鎢礦、黃鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、黑鎢礦等，非金屬礦物主要是方解石、石英等，同時該礦石具有嵌布粒度細(xì)、部分礦石蝕變風(fēng)化泥化嚴(yán)重等特征，屬于典型的難選黑、白鎢共生礦床。針對此類被公認(rèn)為世界性選礦難題的選礦工藝研究，國內(nèi)業(yè)已形成了多條成熟的選礦工藝流程，其中具有代表意義的如“柿竹園法”［1］、GY浮選新工藝法［2］、粗細(xì)粒分流同步選別工藝［3-4］、黑白鎢混浮-混浮精礦加溫精選-加溫尾礦重選法［5］、預(yù)重選-浮選-重選法［6］、浮-磁-重聯(lián)合工藝［7］、強磁分組-分別浮選等［7-8］。

然而，無論采用何種工藝處理此類難選黑白鎢共生礦床，都必須根據(jù)原礦中鎢礦物的賦存狀態(tài)、嵌布細(xì)度及特征、脈石礦物的種類及與目的礦物的共生關(guān)系等實際礦石的特性進行選礦工藝流程的確定及優(yōu)化。本試驗的黑白鎢礦石，不僅具有嵌布粒度細(xì)、共生關(guān)系復(fù)雜等特點，且原礦中含CaCO3較高達(dá)到64.46%，屬于典型的碳酸鹽脈型礦床，由于在堿性介質(zhì)中，方解石與白鎢礦可浮性接近［9］，對白鎢的浮選造成非常大的影響，對于高鈣質(zhì)脈石的白鎢礦浮選分離研究，研究者的著力點主要在于新型的白鎢捕收劑（TAB-3［10］、R-31［11］、TA-4［12］）、調(diào)整劑及抑制劑［13］等方面的研究。

該試驗研究在系統(tǒng)的工藝礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上，進行了大量的條件試驗和對比試驗，最終確定了采用原礦強磁-磁精礦重選得到黑鎢精礦-磁選尾礦白鎢浮選-白鎢粗精礦加溫精選-白鎢加溫精礦酸浸選礦工藝得到白鎢精礦，即“磁-重-浮”聯(lián)合工藝。

1　　工藝礦物學(xué)研究

1.1原礦的化學(xué)成分及礦物組成

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果如表1所示。原礦主要礦物組成及含量如表2所示。

表1 原礦多元素分析結(jié)果　　w/%Tab.1　Multi-element analysis results of crude ore

表2 原礦主要礦物組成及相對含量　　%Tab.2　Majormineralcompositionandrelativecontentsofcrudeore

1.2鎢的賦存狀態(tài)

對礦石中主要的選礦目的元素鎢進行了化學(xué)物相分析，結(jié)果見表3所示。

表3礦樣鎢物相分析結(jié)果　　%Tab.3　Analysis results of tungsten phase

1.3影響鎢選礦工藝流程的工藝礦物學(xué)因素

該礦床中主要可回收的金屬元素為鎢，鎢金屬主要賦存于白鎢礦中（占總鎢的85.17%），其次為黑鎢礦（占總鎢的13.63%），鎢華含量較少。白鎢礦主要和螢石一起與方解石細(xì)粒連生，其次嵌于石英、長石、云母等礦物之間；黑鎢礦則主要與硫化物、氧化鐵礦物及石英、云母等關(guān)系較密切，相對較少與方解石接觸嵌生。脈石礦物中含量最多的為方解石，不利于白鎢礦的浮選，且原礦中的白鎢礦物粒度分布不均勻，在磨礦當(dāng)中，白鎢礦物與方解石性脆、易磨，導(dǎo)致白鎢礦與方解石過粉碎現(xiàn)象嚴(yán)重，浮選更難分離。

2　　試驗結(jié)果及討論

2.1原則工藝流程的確定

根據(jù)工藝礦物學(xué)研究分析可知，影響該黑白鎢礦床選礦流程和指標(biāo)的因素不僅包括黑、白鎢的分布率及嵌布特征，大量的方解石的存在也是確定最終流程的關(guān)鍵因素。黑鎢礦相對于礦石中常見的碳酸鹽及硅酸鹽等脈石礦物具有較大的比磁化系數(shù)和比重，預(yù)先分選出黑鎢精礦產(chǎn)品無論是對合格精礦產(chǎn)品的產(chǎn)出還是對鎢總回收率的提高均有益處［14］?？芍苯油ㄟ^磁選將黑白鎢礦物分開，有利于白鎢浮選；同時由于黑鎢嵌布粒度較細(xì)，多與脈石礦物共生或包裹，直接浮選很難獲得較高品位的黑鎢精礦產(chǎn)品，而磁選產(chǎn)率較低，磁選精礦直接進入搖床作業(yè)，工藝簡單。所以確定了黑鎢磁選粗選-重選精選-磁選尾礦脫硫-脫硫尾礦白鎢浮選的工藝，試驗原則流程如圖1所示。

圖1　試驗方案原則工藝流程Fig.1　Flow sheet of test scheme

2.2磁-重聯(lián)合回收黑鎢試驗

2.2.1黑鎢磁選磁場強度條件試驗

黑鎢礦具有弱磁性，所以采用強磁選進行回收，同時原礦中含有部分弱磁性的赤鐵礦和褐鐵礦，為了避免黑鎢精礦鐵質(zhì)礦物含量過高影響黑鎢精礦的品位，所以進行了黑鎢磁選磁場強度條件試驗，試驗流程如圖2所示，所得結(jié)果如圖3所示。

由圖3可看出，隨著磁場強度的增大，磁精礦中WO3品位隨之降低，而磁精礦中WO3回收率升高，當(dāng)磁場強度為1.2T時，磁精礦含WO3為3.21%，WO3回收率20.80%，再增大磁場強度時，磁精礦中WO3品位下降至3.1%以下，同時WO3回收率未見明顯增加，所以黑鎢磁場最適強度為1.2 T。

圖2　黑鎢磁選磁場強度條件試驗流程Fig.2　Process flow of magnetic field strength condition tests in wolframite magnetic separation

圖3　黑鎢磁選磁場強度條件試驗結(jié)果Fig.3　Results of magnetic field strength condition tests in wolframite magnetic separation

2.2.2黑鎢磁選精礦重選試驗

對磁選粗精礦進行搖床重選試驗，試驗流程如圖4所示，所得結(jié)果如表4所示。

圖4　黑鎢磁選精礦重選流程Fig.4　Process flow of gravity separation for wolframite magnetic concentration

表4 黑鎢磁選精礦重選結(jié)果　　%Tab.4　Results of gravity separation for wolframite magnetic concentration

由表4可看出，通過對黑鎢磁選粗精礦搖床試驗最終獲得黑鎢精礦含WO3為31.56%，鎢回收率為15.67%。該結(jié)果同時表明采用磁-重聯(lián)合工藝對該礦石中的黑鎢礦物具有較好地綜合回收效果。黑鎢搖床尾礦含鎢0.89%，對于搖床尾礦中的鎢礦物，可進入白鎢浮選作業(yè)中進一步回收。

2.3白鎢浮選試驗

2.3.1pH調(diào)整劑用量條件試驗

NaOH和Na2CO3是白鎢礦浮選中常用的pH值調(diào)整劑，有研究表明：NaOH除調(diào)整礦漿pH值外，還對螢石起抑制作用；碳酸鈉除調(diào)整礦漿pH值外，還能沉淀礦漿中Ca2+、Mg2+及各種重金屬離子，消除金屬離子對浮選的不良影響［15］，加入NaOH和Na2CO3調(diào)漿至pH值為7～10時，加入水玻璃，方解石被較強烈抑制的同時螢石也被較好地抑制。pH調(diào)整劑用量試驗流程如圖5所示，所得結(jié)果如表5所示（白鎢給礦為黑鎢磁選尾礦）。

圖5　白鎢浮選調(diào)整劑條件試驗流程Fig.5　Flow sheet of regulators condition test in scheelite floatation

表5　白鎢浮選調(diào)整劑條件試驗結(jié)果Tab.5　Results of regulators condition test in scheelite floatation

由表5試驗結(jié)果可知，鎢回收率隨著pH值的升高而增加，而當(dāng)白鎢粗選pH值為9.5時，白鎢的可浮性較好，所以白鎢粗選碳酸鈉和氫氧化鈉用量分別為415 g/t和250 g/t。

2.3.2捕收劑種類條件試驗

在浮選pH值確定在9.5的條件下進行了白鎢捕收劑種類條件試驗，試驗流程如圖5所示，以捕收劑種類為變量，固定礦漿pH值及抑制劑的種類和用量，固定捕收劑用量均為250 g/t（在第4組試驗中733+苯甲羥肟酸用量為166 g/t+83 g/t），所得結(jié)果如表6所示。

表6 白鎢浮選捕收劑條件試驗結(jié)果　　%Tab.6　Results of collectors condition test in scheelite floatation

由表6試驗結(jié)果可知，733作為捕收劑時對白鎢的捕收能力較強，而苯甲羥肟酸、十二胺對白鎢的捕收能力較差，當(dāng)使用733與苯甲羥肟酸組合捕收劑時，所得白鎢精礦的品位及回收率均高于單用733做捕收劑的指標(biāo)，所以733與苯甲羥肟酸組合捕收劑為該礦白鎢浮選最適捕收劑。

2.3.3抑制劑種類條件試驗

由原礦性質(zhì)可知，原礦中含有大量的可浮性與白鎢礦接近的方解石，為了盡可能減少白鎢精礦中脈石礦物的含量，進行了抑制劑種類條件試驗，試驗流程如圖5所示，固定礦漿pH值和捕收劑種類和用量，以抑制劑種類為變量，所得結(jié)果如表7所示。

表7　白鎢浮選抑制劑條件試驗結(jié)果Tab.7　Results of inhibitors condition test in scheelite floatation

由表7試驗結(jié)果可知，單用水玻璃作抑制劑時，白鎢精礦WO3品位僅有0.85%，抑制效果最差；酸性水玻璃與六偏磷酸鈉組合抑制劑對白鎢礦有較強的抑制作用，對脈石的抑制效果不好，采用酸性水玻璃與硫酸鋁組合較優(yōu)。

2.3.4白鎢加溫精礦酸浸

對白鎢精礦進行加溫精選，經(jīng)三次加溫精選作業(yè)后，可獲得含WO318.50%的白鎢加溫精選精礦，再精選不能進一步提高白鎢精礦品位，經(jīng)巖礦鑒定觀察，白鎢加溫精選精礦中方解石的含量較高，可將其酸浸，直接得白鎢精礦。白鎢加溫精礦酸浸試驗流程如圖6所示。所得結(jié)果如表8所示（給礦為白鎢加溫精選精礦）。

圖6　白鎢精礦酸浸工藝流程Fig.6　Process flow of acid leaching for scheelite concentration

表8　白鎢精礦酸浸試驗結(jié)果　　%Tab.8　Results of acid leaching for scheelite concentration

由表8可看出，通過酸浸，可將白鎢精礦中WO3的含量提高到66.78%，酸浸作業(yè)回收率達(dá)到99.49%。

2.4全流程閉路試驗

在條件試驗的基礎(chǔ)上確定了磁-重-浮聯(lián)合工藝，即黑鎢強磁粗選-磁選粗精礦搖床重選-磁選尾礦浮選脫硫-白鎢浮選-加溫精選-酸浸的選礦工藝流程，全流程閉路試驗流程如圖7所示，所得結(jié)果如表9所示。

由表9可看出，通過強磁-黑鎢搖床-白鎢浮選（浮重結(jié)合）-白鎢加溫浮選-酸浸的全流程閉路試驗，可獲得黑鎢精礦含WO3為33.56%、回收率為15.92%，白鎢精礦含WO3為66.56%、回收率為53.29%，鎢總回收率為69.21%的選礦指標(biāo)。該指標(biāo)具有良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，表明采用如圖7所示的工藝流程處理該碳酸脈型黑白鎢礦床具有良好的適用性。

圖7　全流程閉路試驗工藝流程Fig.7　Technological process of closed-circuit tests

表9全流程閉路試驗結(jié)果　　%Tab.9　Results of closed-circuit test

3結(jié)論

（1）廣東某碳酸脈型黑白鎢礦床屬于國內(nèi)典型的難選黑白鎢共生礦床，除了具有礦物嵌布粒度細(xì)、部分礦石蝕變風(fēng)化泥化嚴(yán)重等特征外，大量的可浮性與白鎢礦相近的方解石的存在是制約該礦床選礦指標(biāo)的重要因素。

（2）采用強磁-搖床重選可實現(xiàn)對該礦床的黑鎢礦預(yù)先回收，可獲得含WO3為31.56%，鎢回收率為15.67%的黑鎢精礦，接近鎢物相分析中黑鎢最大理論回收率。

（3）在礦漿pH為9.5時，使用733與苯甲羥肟酸組合捕收劑可有效回收該礦石中的白鎢礦；對于大量的方解石對白鎢加溫精礦品位的影響，采用酸浸的方法可獲得高品位的白鎢精礦產(chǎn)品。

（4）通過研究最終確定采用黑鎢強磁粗選-磁選粗精礦搖床重選-磁選尾礦浮選脫硫-白鎢浮選-加溫精選-酸浸的選礦工藝流程，可獲得含WO3為33.56%、回收率為15.92%的黑鎢精礦；含WO3為66.56%、回收率為53.29%的白鎢精礦，鎢的總回收率為69.21%。

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Experimental Research on the Separation of a Carbonate-vein-type Wolframite-Scheelite Ore by the Combined Process of Gravity-Flotation-Magnetic Technologies

CHEN Dong-dong1，XIAO Jun2，DENG Chun-hu1，CHEN Dai-xiong2，DONG Yan-hong2

（1.YunnanGongheResourcesCo.，Ltd.，Wenshan 637440，Yunnan，China；2.HunanResearchInstituteforNon-ferrousMetals，Changsha 410100，Hunan，China）

To retrieve tungsten resources from a carbonate-vein-type wolframite-scheelite ore in Guangdong，a combined process，strong magnetic scheelite separation-gravity separation by tabling-scheelite flotation-acid leaching，was proposed based on systematic mineralogy research and mineral processing experiments.A combination of inhibitors and collectors were applied under proper pH values in the scheelite rougher-heating concentratingacid leaching processes，obtaining high grade scheelite concentrate.Under the condition of WO3rate in the crude ore 0.55%，favorable processing indexes of wolframite（WO3=33.56%，recovery rate=15.92%）and scheelite concentrates（WO3=66.56%，recovery rate=53.29%）were obtained.The total recovery rate reaches 69.21%.

wolframite；scheelite；combined process；combined collector

TD952

A

10.3969/j.issn.1009－0622.2015.03.005

2015-04-07

科技部科研院所技術(shù)開發(fā)研究專項項目（2010EG115069）

陳冬冬（1986-），男，云南文山人，助理工程師，主要從事選礦管理工作。