付廣欽，周曉彤，鄧麗紅，關(guān) 通

廣東省資源綜合利用研究所，稀有金屬分離與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省礦產(chǎn)資源開發(fā)和綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510650

鎢、錫是國(guó)家重要的戰(zhàn)略資源，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中具有舉足輕重的地位.我國(guó)的鎢礦多數(shù)是黑鎢礦與白鎢礦共生礦，常有錫伴生在礦床中，屬典型的難選礦產(chǎn)資源[1].

湖南某鎢錫多金屬礦礦物組成復(fù)雜，因原礦錫品位低于0.1%、可浮性差，未產(chǎn)出單獨(dú)的錫精礦產(chǎn)品.在該選廠現(xiàn)生產(chǎn)工藝中，僅有部分錫礦物夾雜在鎢粗選段上浮，但精選分離過程中鎢回收率較低，造成鎢精選尾礦鎢錫品位較高.目前，選廠采用搖床重選對(duì)這部分可浮性較差的鎢錫礦物進(jìn)行回收，獲得重選鎢錫混合精礦.為了探索獲得較高品位錫精礦的可行性，本研究針對(duì)該多金屬礦的重選鎢錫混合精礦開展了精選分離試驗(yàn)研究，為鎢錫多金屬礦的分離和利用提供借鑒.

1 礦石性質(zhì)

試驗(yàn)礦樣為鎢粗精礦精選尾礦的搖床重選鎢錫混合精礦，其品位為WO341.09%、Sn 7.50%.該重選精礦粒度主要分布在0.010～0.045 mm粒級(jí)(占72.22%)，WO3，Sn金屬主要分布在0.010～0.045 mm粒級(jí)，WO3，Sn金屬分布率分別為79.61%，93.74%.-0.010 mm粒級(jí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅占12.80%，WO3，Sn金屬分布率分別為9.42%，3.50%.

采用掃描電鏡分析方法對(duì)重選精礦的礦物嵌布狀態(tài)以及含錫主要礦物進(jìn)行了測(cè)定，掃描電鏡分析照片如圖1、圖2所示.經(jīng)掃描電鏡分析，該精礦中主要鎢礦物為黑鎢礦和白鎢礦，主要錫礦物為錫石，脈石礦物主要為石榴石和螢石.其中錫石主要為單體，少見連生體.該錫石化學(xué)成分的能譜分析結(jié)果列于表1，錫石含少量SiO2，F(xiàn)eO，Al2O3等成分.由此可見，錫石具有一定的磁性.

圖1 試樣的掃描電鏡 BSE圖像Fig.1 BSE photograph of concentrate by SEM

圖2 試樣的掃描電鏡 BSE圖像Fig.2 BSE photograph of concentrate by SEM

Table1Thechemicalcompositionresultsofcassiteritebyenergyspectrumanalysis

測(cè)點(diǎn)化學(xué)組成及含量/%Al2O3SiO2SnO2FeO10.541.996.491.0720.151.0398.260.5730.411.1197.570.9140.221.0998.360.33平均0.331.2897.670.72

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

由礦石性質(zhì)可知，該重選精礦中的主要鎢礦物為黑鎢礦和白鎢礦，主要錫礦物為錫石.白鎢礦、黑鎢礦和錫石具有不同的浮游特性，各礦物的浮選pH值和浮選藥劑存在差異，白鎢礦適合在堿性環(huán)境下采用脂肪酸類藥劑浮選，而在此浮選條件下黑鎢礦和錫石的可浮性較差.因此，試驗(yàn)方案是采用浮選法先浮出白鎢礦.由于黑鎢礦具有弱磁性，錫石具有導(dǎo)電性，可根據(jù)二者之間的磁性、導(dǎo)電性差異，將黑鎢礦與錫礦物分離，進(jìn)而獲得較高品位的錫精礦.

2.1 重選精礦的白鎢浮選試驗(yàn)研究

為了高效分離出重選精礦中的白鎢礦，本研究采用自主研發(fā)的對(duì)白鎢礦選擇性捕收效果較好的TA-3[2]作白鎢礦捕收劑，試驗(yàn)流程如圖3所示.經(jīng)一次粗選、三次掃選、三次精選的白鎢浮選閉路試驗(yàn)，獲得品位為WO351.39%、Sn0.78%的白鎢精礦和品位為WO335.42%、Sn11.42%的白鎢浮選尾礦，白鎢精礦WO3回收率44.43%、Sn損失率3.68%.

2.2 白鎢浮選尾礦的鎢錫分離試驗(yàn)研究

以白鎢浮選閉路試驗(yàn)尾礦為給礦，開展黑鎢礦和錫礦物分離的探索試驗(yàn)研究.

2.2.1 電選探索試驗(yàn)研究

先用稀鹽酸對(duì)白鎢浮選尾礦進(jìn)行攪拌擦洗、烘干，然后采用澳大利亞MarkⅢ型篩網(wǎng)式電選機(jī)，進(jìn)行電選探索試驗(yàn).當(dāng)電選試驗(yàn)電壓為28 kV時(shí)，經(jīng)電選試驗(yàn)獲得導(dǎo)體產(chǎn)品品位WO331.39%、Sn8.99%，非導(dǎo)體產(chǎn)品含WO336.29%、Sn11.69%，獲得的導(dǎo)體產(chǎn)品和非導(dǎo)體產(chǎn)品中鎢錫品位相近，且金屬量分布與產(chǎn)率成正比.由此可見，采用電選分離鎢錫的效果不佳.

2.2.2 干式磁選探索試驗(yàn)研究

先用稀鹽酸對(duì)白鎢浮選尾礦進(jìn)行攪拌擦洗、烘干，然后采用干式磁選機(jī)進(jìn)行干式磁選探索試驗(yàn)研究.在0.2 T較低磁場(chǎng)強(qiáng)度的條件下，經(jīng)干式磁選試驗(yàn)獲得磁性產(chǎn)品品位WO331.54%、Sn10.62%，WO3回收率53.12%、Sn損失率56.48%；非磁產(chǎn)品WO3品位較高，為41.16%.故采用干式磁選的鎢錫分離效果不佳.

2.2.3 濕式磁選探索試驗(yàn)研究

試驗(yàn)礦樣中含部分鐵磁性礦物，濕式磁選試驗(yàn)時(shí)先用中磁選出強(qiáng)、中磁性礦物，再用強(qiáng)磁選出黑鎢礦等弱磁性礦物，經(jīng)一次粗選、一次精選得到黑鎢精礦，試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果列于表2.中磁選試驗(yàn)時(shí)采用ZCT型滾筒式磁選機(jī)，磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.35 T.強(qiáng)磁選試驗(yàn)采用SSS-Ⅱ型高梯度強(qiáng)磁選機(jī)，磁選介質(zhì)為Φ2 mm短介質(zhì)，脈動(dòng)沖次為250 r/min，沖程為22 mm.

圖3 重選精礦白鎢浮選閉路試驗(yàn)流程Fig.3 Scheelite flotation locked cycle flow of gravity separation concentrate

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率/%品位/%回收率/%WO3SnWO3Sn磁性產(chǎn)品14.739.084.281.211.81磁性產(chǎn)品267.4445.095.4985.8433.06磁性產(chǎn)品310.6828.2016.368.5015.59非磁產(chǎn)品17.159.1832.394.4549.54給 礦100.0035.4211.21100.00100.00

圖4 白鎢浮選尾礦濕式磁選探索試驗(yàn)流程Fig.4 Wet-type magnetic separation test flow of scheelite flotation tailings

由表2可知，經(jīng)濕式磁選試驗(yàn)，獲得3個(gè)磁性產(chǎn)品和1個(gè)非磁產(chǎn)品.磁性產(chǎn)品1品位WO39.08%、Sn4.08%，主要為鐵磁性礦物；磁性產(chǎn)品2品位WO345.09%、Sn5.49%，為黑鎢精礦；磁性產(chǎn)品3品位WO328.20%、Sn16.36%，為鎢錫混合精礦；非磁產(chǎn)品品位WO39.18%、Sn 32.39%，雖然Sn品位較高，但含WO3仍較高，為鎢錫混合精礦，未能獲得單獨(dú)的錫精礦產(chǎn)品.

2.2.4 試驗(yàn)結(jié)果討論分析

鎢錫分離探索試驗(yàn)結(jié)果表明，采用電選和干式磁選的方法不能實(shí)現(xiàn)白鎢浮選尾礦的鎢錫分離，而采用濕式磁選方法可對(duì)白鎢浮選尾礦中的錫金屬進(jìn)行富集，得到Sn品位較高的鎢錫混合精礦(Sn品位32.39%)，但未能實(shí)現(xiàn)鎢錫的高效分離.這主要有以下原因：第一，該礦樣粒度較細(xì)，給礦中在 -0.045 mm粒級(jí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.02%，在分選時(shí)夾雜現(xiàn)象嚴(yán)重，分離效果較差；第二，部分錫石礦物具有磁性，在磁選分離過程中夾雜到了磁性產(chǎn)品中，影響了黑鎢礦與錫石的磁選分離.因此，對(duì)粒度細(xì)、含鐵礦物較多的鎢錫混合精礦，濕式磁選不能完全實(shí)現(xiàn)黑鎢礦和錫礦物的高效分離.

綜合比較，采用濕式磁選方法對(duì)白鎢浮選尾礦中的錫金屬進(jìn)行富集較合適，可根據(jù)需求調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度大小，獲得不同Sn品位的鎢錫混合精礦產(chǎn)品.

2.3 重選精礦精選分離全流程試驗(yàn)結(jié)果

在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，制定了重選精礦精選分離的試驗(yàn)方案，試驗(yàn)流程如圖5所示，試驗(yàn)結(jié)果列于表3.

圖5 重選精礦白鎢浮選-濕式磁選試驗(yàn)流程Fig.5 The flow of scheelite flotation-wet type magnetic separation test

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率/%品位/%回收率/%WO3SnWO3Sn白鎢精礦35.5351.390.7844.433.68黑鎢精礦43.48 45.095.4947.7131.84鎢錫混合精礦20.9915.4123.057.8664.48給礦(重選精礦)100.0041.097.50100.00100.00

由表3可知，采用白鎢浮選-濕式磁選工藝，獲得白鎢精礦品位WO351.39%，WO3回收率44.43%；黑鎢精礦品位WO345.09%，WO3回收率47.71%；鎢錫混合精礦品位WO315.41%、Sn23.05%，WO3回收率7.86%、Sn回收率64.48%.采用本試驗(yàn)方案，不但獲得WO3品位較高的白鎢精礦和黑鎢精礦，同時(shí)還獲得了Sn品位較高的鎢錫混合精礦，該精選分離方案提高了精礦產(chǎn)品的商業(yè)價(jià)值.

3 結(jié) 論

針對(duì)該重選精礦，本研究采用對(duì)白鎢礦選擇性捕收效果好的TA-3藥劑以及白鎢浮選-濕式磁選工藝，獲得白鎢精礦品位WO351.39%，WO3回收率44.43%；黑鎢精礦品位WO345.09%，WO3回收率47.71%；鎢錫混合精礦品位WO315.41%、Sn23.05%，WO3回收率7.86%、Sn回收率64.48%，達(dá)到了獲得較高Sn品位精礦的目的，為進(jìn)一步分離利用創(chuàng)造了有利條件.

對(duì)含黑鎢礦、白鎢礦和錫石的鎢錫混合精礦，采用白鎢浮選方法實(shí)現(xiàn)白鎢礦與黑鎢礦、錫石分離的技術(shù)路線是可行的.其中，自主研發(fā)的TA-3藥劑是白鎢浮選工藝能夠高效分離白鎢礦的技術(shù)關(guān)鍵.對(duì)粒度細(xì)、含鐵礦物較多的鎢錫混合精礦，采用濕式磁選的方法可對(duì)錫金屬進(jìn)行富集，但不能完全實(shí)現(xiàn)黑鎢礦和錫礦物的高效分離，獲得的黑鎢精礦中仍含一定量的錫(5.49%Sn)，需進(jìn)一步采用化學(xué)選礦方法減少黑鎢精礦中的錫含量.