余新陽(yáng)，王禮平，胡琳琪，王浩林，王強(qiáng)強(qiáng)，黃志強(qiáng)

（江西理工大學(xué) 江西省礦業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000）

鎢具有高熔點(diǎn)、高比重、高硬度等特性，用途極為廣泛，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代國(guó)防不可替代的基礎(chǔ)材料和戰(zhàn)略資源。中國(guó)是鎢資源大國(guó)，擁有世界62%以上的鎢儲(chǔ)量以及85%以上的鎢及鎢制品的產(chǎn)量[1]。隨著工業(yè)的發(fā)展，鎢的消耗在逐年增加，然而易采、易選、品位高的黑鎢礦資源卻在逐漸枯竭，合理開(kāi)發(fā)利用白鎢礦資源顯得尤為重要[2-3]。目前大部分白鎢礦品位低、單一礦床少、共生關(guān)系復(fù)雜、選別難度大[4-6]，因此，白鎢浮選技術(shù)研究仍是鎢選礦領(lǐng)域的重點(diǎn)突破的方向之一[7]。

江西某低品位白鎢礦，含有大量的螢石、方解石、透閃石、滑石、金云母、黑云母、白云母等脈石礦物，這些礦物的可浮性與白鎢礦極為相近，甚至比白鎢礦更好，因此解決白鎢礦與這些含鈣、鋁離子脈石礦物的浮選分離是浮選回收該白鎢礦的技術(shù)難點(diǎn)[8]。試驗(yàn)在工藝礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)該礦樣進(jìn)行了浮選探索試驗(yàn)研究，旨在為國(guó)內(nèi)同類礦山的開(kāi)發(fā)利用提供了參考與借鑒。

1 礦石工藝礦物學(xué)特性

1.1 礦石化學(xué)成分

根據(jù)X射線熒光光譜分析結(jié)果對(duì)原礦進(jìn)行了主要元素的化學(xué)分析，結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以看出，該原礦中有用礦物鎢的含量相對(duì)較低，WO3品位為0.21%，并伴生低品位的銅、鉛、鋅、硫等有色金屬。

表1 原礦多元素分析結(jié)果 w/%Tab.1 Multi-elementanalysisresultsoftherawore

1.2 礦物組成

該原礦礦物種類繁多，礦石組成較復(fù)雜，鈣、鋁離子脈石礦物的含量較高。其中鎢主要賦存在白鎢礦中，黑鎢礦含量稀少。其他金屬礦物有錫石、輝鉍礦、自然鉍、毒砂、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦等；非金屬礦物有螢石、石英、透閃石、滑石、金云母、黑云母、白云母、石榴石、長(zhǎng)石、絹云母、方解石等。原礦石礦物相對(duì)含量如表2所示。

表2 原礦礦物組成及其含量 w/%Tab.2 Mineral composition and relative content of the raw ore

從表2可見(jiàn)，該原礦石礦樣方解石含量10%，螢石含量11%，與白鎢礦同為含鈣礦物，可浮性相近，同時(shí)還含有大量的透閃石、滑石、白云母、金云母、黑云母，這些礦物的可浮性很好，因此，這些礦物與白鎢礦的浮選分離難度較大。

1.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

該白鎢礦礦石構(gòu)造主要有五種類型：（1）脈狀構(gòu)造：由白鎢礦、黑鎢礦、閃鋅礦、輝鉍礦、自然鉍、螢石、白云母、石英組成的礦脈穿切巖石。（2）條帶狀構(gòu)造：由石英組成條帶與云母、黑云母組成的條帶相間產(chǎn)出。（3）斑雜狀構(gòu)造：由石英條帶呈不規(guī)則狀，與由白鎢礦、閃鋅礦、云母、螢石組成不規(guī)則條帶，黑白相間產(chǎn)出。（4）浸染狀構(gòu)造：自然鉍、輝鉍礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦呈浸染狀分布。（5）星點(diǎn)狀構(gòu)造：輝鉍礦、自然鉍、黃鐵礦呈星點(diǎn)狀微細(xì)粒狀在脈石中。

礦石結(jié)構(gòu)主要呈現(xiàn)9種類型：（1）半自形晶結(jié)構(gòu)：白鎢礦呈半自形晶四方雙錐狀產(chǎn)出。（2）自形晶結(jié)構(gòu)：毒砂呈自形柱狀晶分布于石英中。（3）纖狀變晶結(jié)構(gòu)：透閃石呈纖維狀，長(zhǎng)柱狀集合體產(chǎn)出。（4）顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)：白云母，金云母呈鱗片狀變晶集合體產(chǎn)出，其中有白鎢礦，閃鋅礦螢石分布。（5）交代殘余結(jié)構(gòu)：黑鎢礦被白鎢礦交代殘余在白鎢礦中。（6）互邊結(jié)構(gòu)：閃鋅礦與磁黃鐵礦同時(shí)生長(zhǎng)，接觸界線較平整。（7）交代骸晶狀結(jié)構(gòu)：毒砂被方鉛礦交代呈骸晶狀穿孔狀。（8）固溶體分離結(jié)構(gòu)：閃鋅礦與黃銅礦磁黃鐵礦構(gòu)成固溶體分離結(jié)構(gòu)，后兩種礦物呈乳滴狀出溶物在閃鋅礦中分布，呈格子狀線狀排列。（9）交代港灣狀結(jié)構(gòu)：黃鐵礦被閃鋅礦包裹交代呈港灣狀。

圖1 白鎢礦礦物學(xué)光片F(xiàn)ig.1 Mineralogical optical photograph of scheelite

1.4 白鎢礦嵌布特征

白鎢礦多呈半自形晶，四方雙錐，粒狀，幾個(gè)顆粒聚集連生，局部呈浸染，星點(diǎn)狀產(chǎn)出。有的分布于云母，螢石，石英脈中，呈集合體，團(tuán)粒狀分布，被絹云母鱗片集合體交代呈殘缺不全，偶見(jiàn)與黃鐵礦連生，見(jiàn)圖 1（a）；白鎢礦還包裹交代黑鎢礦，如圖 1（b）所示；有的白鎢礦在斜長(zhǎng)石粒間分布，有的在螢石交代長(zhǎng)石粒間產(chǎn)出，如圖1（c）所示；在絹云母、白云母集合體局部呈侵染狀分布，有的被絹云母交代呈港灣狀，如圖1（d）所示；在滑石化透閃石巖中，白鎢礦呈星點(diǎn)狀分布于透閃石，滑石方解石中如圖1（e）所示；有的白鎢礦呈串珠狀分布，白鎢礦在螢石脈邊緣分布，被滑石透閃石包裹，見(jiàn)圖1（f）。在螢石化的白云母，金云母集合體中，白鎢礦零星分布于云母中，白鎢礦被螢石包裹的現(xiàn)象也較常見(jiàn)，總之，白鎢礦在以上礦物中的分布不均勻。此外，白鎢礦在薄片中無(wú)色-淺黃褐色極高正突起，解離較發(fā)育，干涉色為黃-紫紅色，紫外燈下發(fā)藍(lán)色熒光，一軸晶正光性。

1.5 白鎢礦嵌布粒度及解離度測(cè)定

對(duì)原礦小于2 mm的混合樣，篩分分級(jí)后制成光片，測(cè)定白鎢礦的嵌布粒度和單體解離度，測(cè)定結(jié)果分別如表3和表4所示。

表3研究結(jié)果表明，該白鎢礦嵌布粒度范圍較廣，主要分布在-0.64 mm+0.08 mm的中粒級(jí)，呈中-細(xì)粒嵌布。

由表4研究結(jié)果可知，白鎢礦單體解離較好，+0.15 mm粒級(jí)單體含量達(dá)90.67%，與該白鎢礦的嵌布特征較簡(jiǎn)單，自形程度較高嵌布粒度較均勻，為中細(xì)粒嵌布有關(guān)。

表3 白鎢礦粒度分布Tab.3 Particle size distribution of scheelite

表4 白鎢礦單體解離度測(cè)定結(jié)果Tab.4 Determination results of scheelite monomer dissociation

2 探索性浮選試驗(yàn)

該礦樣屬低品位白鎢伴生多金屬礦，銅、鉛、鋅、硫組分價(jià)值相對(duì)較低，脈石中石英、螢石、方解石、透閃石、滑石、白云母、金云母、黑云母含量較高。為降低浮選成本，提高白鎢礦回收率及品位，對(duì)該礦樣采用“預(yù)先脫硫浮選-白鎢粗選-白鎢常溫精選-白鎢加溫精選”的原則流程進(jìn)行選別。其中脫硫浮選以丁基黃藥為捕收劑，松醇油為起泡劑，白鎢粗選以氧化石蠟為捕收劑，碳酸鈉為pH調(diào)整劑，水玻璃和栲膠為組合抑制劑，常溫和加溫精選的抑制劑為水玻璃。

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度是影響白鎢多金屬礦浮選效果的重要因素之一。磨礦細(xì)度不夠，可能會(huì)導(dǎo)致有用礦物浮選回收率下降，影響最終鎢精礦質(zhì)量以及造成硫化礦中鎢損失較大，一定程度地強(qiáng)化磨礦，有利于鉛鋅礦物的浮選，也有利于降低脫硫過(guò)程中鎢礦物的損失，但如果磨礦粒度太細(xì)，會(huì)導(dǎo)致白鎢礦的過(guò)粉碎，增加白鎢浮選的難度。因此，適宜的磨礦細(xì)度對(duì)白鎢礦的回收有重要意義，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 磨礦細(xì)度結(jié)果Fig.2 Grinding fineness results

由圖2（a）可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，鎢粗精礦中WO3回收率急劇增加，當(dāng)磨礦細(xì)度-74 μm含量大于65%，隨磨礦細(xì)度增加鎢精礦中鎢回收率增加緩慢，鎢品位略有所降低；從圖2（b）可知，當(dāng)磨礦細(xì)度-74 μm含量大于65%，隨磨礦細(xì)度的增加，硫粗精礦中鎢品位增加，鎢損失率增加。由此可認(rèn)為，該礦石中白鎢礦嵌布粒度較為適中，易單體解離，這點(diǎn)與工藝礦物學(xué)結(jié)果相一致。綜上所述，確定磨礦細(xì)度為-74 μm含量65%。

2.2 小型閉路試驗(yàn)

在礦石礦物學(xué)特性、最佳磨礦細(xì)度以及條件試驗(yàn)（硫化礦捕收劑用量試驗(yàn)、Na2CO3用量試驗(yàn)、組合抑制劑種類及用量試驗(yàn)、白鎢礦捕收劑用量試驗(yàn)等）的基礎(chǔ)上進(jìn)行了小型閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程及藥劑制度如圖3所示，閉路試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5和表6。

由表5和表6可知，在給礦WO3品位0.21%的條件下，探索性小型閉路試驗(yàn)研究獲得了鎢精礦WO3品位50.23%、回收率71.26%的選礦指標(biāo)，且白鎢精礦質(zhì)量良好，白鎢精礦中WO3品位、雜質(zhì)含量要求均達(dá)到了Ⅱ類五級(jí)（鎢精礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)YST 231—2007）白鎢精礦產(chǎn)品質(zhì)量要求。

表5 閉路流程試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.5 Results of closed-circuit floatation

表6 白鎢精礦多元素分析 %Tab.6 Multi-element analysis of scheelite concentrate

圖3 小型閉路試驗(yàn)流程Fig.3 Flowsheet of closed-circuit floatation

3 結(jié) 論

（1）該礦山礦石礦物組成較復(fù)雜，金屬礦物中鎢以白鎢礦為主，微量黑鎢礦，伴生少量的自然鉍、輝鉍礦、錫石、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦等金屬硫化礦；有害元素為As，礦物有毒砂。白鎢礦嵌布特征相對(duì)簡(jiǎn)單，但在礦物中的分布不均勻，主要分布在螢石、云母中，同時(shí)透閃石、長(zhǎng)石、石英等脈石中也有分布，這些脈石礦物的可浮性與白鎢極為相近，使得浮選分離變得極其困難。此外，白鎢礦嵌布粒度以中粒為主，呈中-細(xì)粒嵌布，有利于單體解離。

（2）探索性浮選試驗(yàn)研究采用“預(yù)先脫硫浮選-白鎢粗選-白鎢常溫精選-白鎢加溫精選”的工藝流程，白鎢粗選以氧化石蠟為捕收劑，Na2CO3為pH調(diào)整劑，水玻璃和栲膠為組合抑制劑，精選段以水玻璃為抑制劑，獲得了WO3品位50.23%、回收率71.26%的鎢精礦，有效實(shí)現(xiàn)了該低品位白鎢礦的浮選回收。

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