楊 茂 馬子龍 宋興偉 龍 飛

(1.中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院；2.國家煤加工與潔凈化工程技術(shù)研究中心)

目前我國大多數(shù)白鎢礦選礦尾礦并未得到有效利用，主要堆存于尾礦庫或用于回填礦井，造成鎢資源的嚴(yán)重浪費，并且占用土地，污染環(huán)境[1]。旋流-靜態(tài)微泡浮選柱作為一種能高效回收微細(xì)粒礦物的浮選設(shè)備，已經(jīng)在白鎢礦尾礦選別得到實際應(yīng)用[2-9]。通過結(jié)合旋流-靜態(tài)微泡浮選柱與浮選機(jī)在微細(xì)粒礦物回收的優(yōu)勢，能實現(xiàn)微細(xì)粒礦物資源的充分利用[10-11]。采用浮選機(jī)、浮選柱和二者聯(lián)合工藝對某白鎢尾礦進(jìn)行回收試驗，以確定合適的浮選工藝與設(shè)備。

1 礦樣性質(zhì)

取某白鎢礦選礦脫硫尾礦(-0.074 mm 70%)的代表性礦樣，進(jìn)行化學(xué)多元素分析和粒度分析，結(jié)果分別見表1、表2。

表1 礦樣化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2 礦樣粒度分析結(jié)果

由表1可知，礦樣中主要有價組分為鎢，WO3的含量為0.14%；脈石礦物種類較多，主要為石英和硅酸鹽類的礦物，并含大量透長石。礦樣粒度較細(xì)，大部分目的礦物白鎢礦分布在細(xì)粒級中；-0.043 mm粒級產(chǎn)率達(dá)到59.14%，WO3分布率達(dá)到74.79%。

2 試驗方法

2.1 浮選工藝

礦樣WO3品位較低，石英等硅酸鹽類脈石礦物對白鎢礦可浮性影響較大，且常規(guī)浮選機(jī)對微細(xì)粒白鎢礦回收能力較弱。因此通過采用浮選機(jī)和浮選柱分別進(jìn)行浮選試驗，以確定適合回收該白鎢尾礦的浮選工藝流程。

2.2 浮選藥劑與設(shè)備

試驗藥劑主要有pH調(diào)整劑NaOH、抑制劑水玻璃、捕收劑GY-10、起泡劑2#油；主要設(shè)備有容積1.0 L的單槽浮選機(jī)和旋流-靜態(tài)微泡浮選柱(中國礦業(yè)大學(xué))。

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 磨礦細(xì)度試驗

白鎢礦性脆，在磨礦過程中極易粉碎過磨，磨礦細(xì)度對浮選指標(biāo)有著很大影響。為確定合適的磨礦細(xì)度，按圖1流程進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗，結(jié)果見圖2。

圖1 磨礦細(xì)度試驗流程

由圖2可知，隨著磨礦細(xì)度-0.074 mm粒級含量由70%增加到85%，粗精礦WO3品位不斷降低，WO3回收率未見明顯提高，說明大部分白鎢礦分布在細(xì)粒級中。當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074 mm 70%時，選別效果相對較好，即礦樣不需要進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)磨。此時粗精礦產(chǎn)率4.11%、WO3品位1.91%、回收率61.62%，尾礦WO3品位0.051%。

圖2 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果

3.2 浮選機(jī)試驗

磨礦細(xì)度試驗過程中發(fā)現(xiàn)，1次粗選粗精礦泡沫層較薄且泡沫量相對較少，分選效果較差，因此采用浮選機(jī)進(jìn)行試驗時將試驗流程調(diào)整為2次粗選、分段加藥，以提高分選效果。浮選機(jī)條件試驗流程見圖3。

圖3 浮選機(jī)條件試驗流程

3.2.1 水玻璃用量試驗

水玻璃是白鎢礦浮選最常用的脈石礦物抑制劑。在NaOH用量500 g/t、GY-10用量200 g/t的條件下進(jìn)行水玻璃用量試驗，結(jié)果見圖4。

圖4 水玻璃用量試驗結(jié)果

從圖4可知，當(dāng)水玻璃用量從1 000 g/t增大到3 000 g/t時，粗精礦WO3品位和回收率均呈先上升后下降趨勢，并分別在水玻璃用量為2 500，2 000 g/t時取得最大值。當(dāng)水玻璃用量較小時，無法很好地抑制脈石礦物對白鎢礦浮選的不利影響，粗精礦品位和回收率較低；水玻璃用量過大時，又惡化浮選環(huán)境，降低浮選指標(biāo)?？紤]到粗選應(yīng)盡可能回收白鎢礦，因此選擇最佳的水玻璃用量為2 000 g/t。此時在礦樣WO3品位為0.16%時，粗精礦WO3品位1.36%、回收率72.62%，尾礦WO3品位0.048%。

3.2.2 氫氧化鈉用量試驗

在水玻璃用量2 000 g/t、GY-10用量200 g/t的條件下進(jìn)行NaOH用量試驗，結(jié)果見圖5。

圖5 NaOH用量試驗結(jié)果

從圖5可知，隨著NaOH用量的增加，粗精礦WO3品位和回收率均先呈逐漸上升趨勢；當(dāng)用量達(dá)到500 g/t時，再增大NaOH用量，粗精礦WO3品位和回收率均開始下降。因此選擇NaOH用量為500 g/t。在礦樣WO3品位0.14%的條件下，粗精礦產(chǎn)率為6.22%、WO3品位1.61%、回收率為71.77%，尾礦WO3含量降低至0.042%。

3.2.3 捕收劑用量試驗

GY-10是白鎢礦的高效捕收劑，具有捕收能力強(qiáng)、選擇性好的優(yōu)點。在NaOH用量500 g/t、水玻璃用量2 000 g/t的條件下進(jìn)行GY-10用量試驗，結(jié)果見圖6。

圖6 GY-10用量試驗結(jié)果

從圖6可知，隨著GY-10用量的增大，粗精礦WO3品位不斷下降，回收率不斷上升。GY-10用量較大時，粗精礦泡沫較多，產(chǎn)率大，WO3品位低，尾礦WO3含量低；GY-10用量較小時，粗精礦WO3品位高，但回收率較低。綜合考慮，選擇GY-10用量為200 g/t較為合適，此時在礦樣WO3品位為0.13%的情況下，粗精礦產(chǎn)率5.65%、WO3品位1.61%、回收率72.86%，尾礦品位0.036%。

3.3 浮選柱試驗

根據(jù)浮選機(jī)條件試驗確定的藥劑制度，進(jìn)行浮選柱試驗，以確定浮選柱的選別效果和最佳設(shè)備條件。

3.3.1 粗選試驗

浮選柱(φ50 mm)試驗采用1次粗選流程進(jìn)行，流程見圖7。浮選柱循環(huán)壓力是提高浮選柱分選效果的重要參數(shù)，循環(huán)壓力對礦物浮選的指標(biāo)影響很大。浮選柱循環(huán)壓力對浮選指標(biāo)的影響見圖8。

圖7 浮選柱試驗流程

圖8 循環(huán)壓力試驗結(jié)果

從圖8可知，隨著浮選柱循環(huán)壓力的逐漸增大，微細(xì)粒礦化程度增強(qiáng)，粗精礦回收率升高，尾礦WO3品位降低；循環(huán)壓力小，粗精礦WO3品位較高，但壓力過小和過大都不利于選別指標(biāo)的提高。當(dāng)循環(huán)壓力達(dá)到0.10 MPa時，再增大循環(huán)壓力，粗精礦回收率升高幅度變緩，WO3品位則繼續(xù)下降。因此確定浮選柱最佳循環(huán)壓力為0.10 MPa。在礦樣WO3品位0.14%的條件下，粗精礦WO3品位1.89%、回收率74.76%，尾礦WO3品位0.038%。

3.3.2 1粗1精流程試驗

在粗選條件的基礎(chǔ)上，固定浮選柱循環(huán)壓力0.10 MPa進(jìn)行浮選柱1粗1精流程試驗，流程見圖9，結(jié)果見表3。

表3 浮選柱1粗1精試驗結(jié)果 %

由表3可知，在給礦WO3品位0.14%的條件下，浮選柱1粗1精流程精礦WO3品位3.21%、回收率72.41%，尾礦WO3品位0.036%。黃光耀、馮其明等[12]在工業(yè)和半工業(yè)試驗上利用微孔材料發(fā)泡浮選柱從鎢浮選尾礦中回收細(xì)粒級白鎢礦，5～10 μm，10～19 μm和19～38 μm 3個粒級中白鎢礦回收率均達(dá)到65%以上，實現(xiàn)了細(xì)粒級白鎢礦的有效回收。

圖9 浮選柱1粗1精試驗流程

3.4 浮選柱+浮選機(jī)聯(lián)合浮選試驗

為簡化流程，同時利用浮選柱和浮選機(jī)各自優(yōu)勢達(dá)到最佳浮選效果，進(jìn)行浮選柱1粗1精—浮選機(jī)掃選的柱機(jī)聯(lián)合流程閉路試驗。流程見圖10，結(jié)果見表4。

圖10 柱機(jī)聯(lián)合閉路試驗流程

%

從表4可知，柱機(jī)聯(lián)合流程閉路試驗精礦WO3品位4.61%、回收率82.65%，尾礦WO3含量為0.021%，整體指標(biāo)較好，因此推薦該白鎢尾礦的最佳選別工藝流程為浮選柱1粗1精+浮選機(jī)1次掃選柱機(jī)聯(lián)合閉路流程。

4 結(jié) 論

(1)某白鎢礦浮選脫硫尾礦含鎢0.085%，粒度較細(xì)，白鎢礦主要分布在-0.043 mm粒級中。白鎢礦是主要的目的礦物，脈石礦物以石英和硅酸鹽類礦物為主。

(2)白鎢尾礦礦樣不經(jīng)細(xì)磨，在浮選柱循環(huán)壓力0.10 MPa的條件下，浮選柱1粗1精—浮選機(jī)1次掃選柱機(jī)聯(lián)合閉路流程可獲得產(chǎn)率2.42%、WO3品位4.61%、回收率82.65%的精礦，尾礦WO3含量0.024%。

(3)在相同條件下，柱機(jī)聯(lián)合閉路流程相比單一浮選機(jī)2次粗選和單一浮選柱1粗1精流程，精礦WO3品位和回收率較高，尾礦WO3含量較低，整體指標(biāo)較好，可作為該白鎢尾礦的選別流程。