吳江林　范　毅

(1.中國瑞林工程技術有限公司；2.江西大吉山鎢業(yè)有限公司)

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大吉山鉭鈮鎢礦細泥選礦工藝對比試驗

吳江林1范毅2

(1.中國瑞林工程技術有限公司；2.江西大吉山鎢業(yè)有限公司)

摘要大吉山鉭鈮鎢礦屬貧、細、雜難選多金屬鎢礦石，原礦經碎磨分級、粗粒選別后產生的細泥產量為56.5%，細泥中鉭和鎢分別占原礦的49.05%和31.30%。為從該細泥中有效分選鉭鈮和鎢，試驗采用浮選、浮選—搖床、離心選礦機—浮選3種選礦流程進行對比試驗。結果表明：①浮選流程鉭鈮鎢混合精礦WO3、Ta2O5品位分別為26.60%、1.82%，回收率分別為77.22%、34.70%，指標較好，但存在藥劑成本高、污染環(huán)境等缺點；②浮選—搖床重選流程混合精礦選別效果較差，且設備占地面積大，不利廠房設備布置；③離心選礦機—浮選流程混合精礦WO3、Ta2O5品位最高，分別為30.16%、1.85%，盡管回收率稍低，分別為71.60%、28.85%，但設備生產能力大，可實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能生產。綜合考慮，確定選擇更加綠色環(huán)保、社會綜合效益更好的離心選礦機—浮選聯(lián)合流程作為該鉭鈮鎢礦細泥的選礦工藝流程。

關鍵詞鉭鈮鎢礦細泥離心選礦機重選浮選

大吉山鎢礦是我國重要的鎢礦山之一，1958年投產，目前原礦處理能力已達到每年65萬t。大吉山鉭鈮鎢礦是大吉山鎢礦縱深開采時遇到的礦中礦，原礦鎢品位低，嵌布粒度細，屬貧、細、雜難選多金屬鎢礦石。鉭、鈮、鎢是國家戰(zhàn)略性稀有資源，確定該礦石綜合利用工藝對企業(yè)和國家都具有重要意義。

大吉山鉭鈮鎢礦采用階段磨礦—階段選別工藝流程回收有價金屬，原礦碎磨分級后，對粗粒級產品和細泥分別進行選別。原礦嵌布粒度細，細泥產率大，因此細泥綜合回收是本項目的重點和難點。在處理鎢、錫、鉭鈮礦等重礦物細泥時，國內外有很多選廠采用浮選、螺旋溜槽、搖床重選，但效果不明顯。贛南某些選廠鎢細泥選礦鎢平均作業(yè)回收率為40%，最低僅22%，宜春鉭鈮礦次生泥采用螺溜—搖床重選流程選別，作業(yè)回收率僅11%，德國克哈德公司用“莫茲利旋流器—BM翻床—橫流皮帶溜槽”工藝對某鎢細泥進行選別試驗，作業(yè)回收率僅18%[4-5]。

經過前期的探索試驗，采用浮選、浮選+搖床、離心選礦機+浮選3種選礦流程對該鉭鈮鎢礦細泥進行選礦對比試驗，最終確定了相對較為滿意的綜合回收方案。

1礦石性質

1.1礦石組成

大吉山鉭鈮鎢礦屬細粒鈉長石白云母花崗巖多金屬礦床，全部為原生礦石, 組成復雜。礦石呈淺白色塊狀，主要有用礦物為細晶石、鈮鉭鐵礦、黑鎢礦、白鎢礦、綠柱石等，脈石礦物以石英、長石、云母為主。礦石主要化學成分分析結果見表1，礦物組成和鉭、鈮、鎢分布情況見表2。

表1主要化學成分分析結果

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從表1、表2可以看出，該鉭鈮鎢礦WO3、Ta2O5、Nb2O5是主要有價成分，品位分別為0.148%、0.014 4%、0.014%，均較低；賦存在黑鎢礦和白鎢礦中的鎢占總鎢的97.82%，以鉭礦物形式存在的鉭金屬僅占總鉭的57.51%，較為分散，加上鎢礦物中含有的鉭金屬，鉭金屬回收率理論上可達68.74%；鈮的分布情況與鉭類似；脈石礦物主要為石英、長石和云母，合計占98.81%。

1.2細泥粒度分析

試驗所用的細泥物料是通過碎磨分級和粗粒選別流程之后得到，細泥物料產率占原礦的56.5%，細泥中鉭和鎢的含量分別占原礦總含量的49.05%和31.30%。粒度分析結果見表3。

表2礦物組成和鉭、鈮、鎢的分布

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表3　細泥粒度分析結果

從表3中可以看出鉭和鎢的金屬分布主要集中在-0.030 mm粒級中，加強細粒級鉭鈮鎢礦物的回收是選礦指標高低的關鍵。

2選礦流程對比試驗

目前國內外對鉭鈮礦或者鎢礦的細泥回收方法主要有浮選、螺溜和搖床重選，或者浮選-重選聯(lián)合流程、離心選礦機等[1]。經過前期的探索試驗，放棄了皮帶溜槽、電選、強磁選等工業(yè)上成本高、技術不成熟或者選別效果差的方法，初步確定采用浮選、浮選+搖床、離心選礦機+浮選作為主要的對比方案。

由于混合精礦的分離使用化學選擇性浸出比物理分選方案處理流程簡單，成本低。根據(jù)化學浸出對試驗原料要求和對浸出藥劑成本的考慮，要求選廠提供最終混合精礦中鉭鈮含量≥1%，供給后續(xù)選擇性化學浸出繼續(xù)處理。

2.1浮選流程

根據(jù)前期試驗經驗，試驗選擇碳酸鈉作為pH調整劑、使用Pb(NO3)2作為活化劑。在捕收劑的選擇上，廣泛的探索了羥肟酸類藥劑、胂酸類、CF類、浮錫靈、脂肪酸藥劑，最終采用選擇較好的以羥肟酸為主的混合捕收劑(G-102、G-103、G-105)[2-3]。最終的全浮選閉路試驗流程及結果分別見圖1和表4。

圖1　全浮選工藝流程

表4浮選流程試驗結果

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表4表明，細泥經1粗1精1掃脫硫+1粗2精1掃混合浮選，可獲得WO3、Ta2O5品位分別為26.60%、1.82%，回收率分別為77.22%、34.70%的鉭鈮鎢混合精礦。

2.2浮選—搖床重選流程

采用優(yōu)先浮選脫硫—搖床重選聯(lián)合流程進行回收鉭鈮鎢試驗，搖床采用6-S礦泥搖床。該流程是國內處理鎢、錫、鉭、鈮礦細泥時常見流程，類似的還有采用螺旋選礦機、螺旋溜槽等設備配合搖床聯(lián)合處理，但效果不顯著。試驗流程見圖2，結果見表5。

表5表明，浮選—搖床重選聯(lián)合流程試驗可獲得WO3、Ta2O5品位分別為13.58%、1.85%，回收率分別為18.85%、16.86%的鉭鈮鎢混合精礦。

2.3離心選礦機—浮選流程

離心選礦機在60年代之后曾經在重選廠有較多的應用，但國產離心選礦機由于故障率高、處理量小的缺點，限制了其應用規(guī)模[5]。國外進口離心選礦機價格昂貴，一般用于回收粗粒金，可連續(xù)作業(yè)的離心選礦機在有色金屬礦山選廠中尚無較多應用，迫使很多使用離心選礦機的選廠停用該設備[6]。近年來國內離心選礦機研發(fā)和應用取得巨大進展，已經在多家赤鐵礦、鎢礦選廠成功應用[7-9]。離心選礦機—浮選聯(lián)合流程試驗中采用的離心選礦機為國內應用效果較好SLon系列離心選礦機，試驗流程見圖3，結果見表6。

圖2　浮選—搖床重選試驗流程

表5浮選—搖床重選流程試驗結果

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表6離心選礦機—浮選流程試驗結果

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由表6可知，離心選礦機—浮選流程試驗可獲得WO3、Ta2O5品位分別為30.16%、1.85%，回收率分別為71.60%、28.85%的鉭鈮鎢混合精礦。

3試驗結果分析

試驗結果表明，3種工藝流程均能產出合格的混合精礦，但各流程各具有優(yōu)缺點。

(1)浮選工藝流程簡單，鉭、鎢回收率均較高，流程所需的藥劑種類多，用量大，浮選尾礦廢水需較多的消石灰處理才能達標排放，成本較高。

圖3　離心選礦機—浮選工藝流程

(2)浮選—搖床重選流程鉭鈮鎢混合精礦WO3和Ta2O5品位不高，回收率很低。由于搖床處理量小，工業(yè)化建廠時對場地要求較大?？紤]大吉山鎢礦新建廠場地有限，該流程劣勢更加明顯。

(3)離心選礦機—浮選流程較為復雜，主要原因是上一作業(yè)的離心選礦機精礦經過濃縮后才能進入下一離心選礦機選別。該流程最終WO3、Ta2O5品位和回收率均較高，WO3品位為3種工藝流程的最高值。與浮選流程相比，混合精礦WO3、Ta2O5回收率偏低，但重選環(huán)保節(jié)能。綜合考慮流程指標和礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，決定采用離心選礦機—浮選工藝流程。

4結論

(1)針對大吉山細泥選別，離心選礦機—浮選流程與全浮選工藝流程相比，前者產出的混合精礦中WO3和Ta2O5回收率略低，但品位較高，且藥劑成本較低，有利于環(huán)保；與浮選—搖床重選流程相比，不僅選別指標更好，且流程占地面積小，利于新建選廠的設備布置?？紤]到社會綜合效益的最大化，因此確定采用離心選礦機—浮選作為大吉山鉭鈮鎢礦細泥的選礦工藝流程。

(2)近年來國產離心選礦機的研發(fā)和成功應用，為細粒級礦物分選提供了一種比螺旋溜槽、搖床等傳統(tǒng)重選設備分選效果更好、處理量更大、效率更高的選擇，在綠色無污染選礦生產中具有廣闊的應用前景。對比試驗對類似的重選廠細泥中有價成分的回收有較大的借鑒和參考意義。

參考文獻

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(收稿日期2016-03-25)

吳江林(1982—)，男，工程師，330031 江西省南昌市紅角洲前湖大道888號。