常學(xué)勇 張艷嬌

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所；2.自然資源部多金屬礦綜合利用評價重點實驗室；3.西北地質(zhì)科技創(chuàng)新中心)

鎢是我國的優(yōu)勢礦產(chǎn)資源，在世界鎢資源供需方面我國一直處于主導(dǎo)地位，黑鎢礦在鎢資源的開發(fā)利用中占有很大比重。黑鎢礦的選礦回收手段以重選為主且選礦回收率相對較高，但由于其性脆、密度大，破磨過程易于在細粒級別中富集，因此在黑鎢選礦生產(chǎn)現(xiàn)場一般采取集中處理的方法回收細泥中的鎢，但細泥作業(yè)回收率通常較低，大量金屬在細泥作業(yè)段損失[1-4]，因此細泥中鎢的回收一直是選礦領(lǐng)域的研究熱點。

某黑鎢礦選廠細泥成分較為復(fù)雜，細泥段生產(chǎn)采用浮選脫硫—高梯度磁選—搖床精選工藝流程，細泥作業(yè)段回收率35%～40%。為了進一步回收該細泥尾礦中的鎢礦物，對其開展了鎢再回收的試驗研究。

1 礦樣性質(zhì)

表1 礦樣化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2 礦樣鎢物相分析結(jié)果 %

由表1～表3可知，礦樣中WO3含量為 0.142%，WO3主要賦存于黑鎢礦中，96%以上的鎢金屬集中在-0.074 mm的粒度范圍內(nèi)，-0.01 mm產(chǎn)率達31.48%。

表3 礦樣粒度分析結(jié)果

礦物物質(zhì)組成研究表明，礦樣中主要脈石礦物為云母、石英、綠泥石、蒙脫石及電氣石等，其中綠泥石、蒙脫石等泥質(zhì)礦物較多，礦物量達20%左右，易使礦漿黏度增大，對后續(xù)分選過程有一定的不利影響。

2 選礦試驗研究

2.1 流程選擇與確定

由粒度分析結(jié)果可知，該礦樣中+0.074 mm粒級中WO3含量僅為0.021%，但產(chǎn)率卻高達22.22%，可通過篩分方式將其分離后直接拋尾。

目前，細泥選礦一般采用重選、浮選、磁選中的一種方法或幾種聯(lián)合工藝對鎢礦物進行回收[5]。因樣品中WO3含量較低，而浮選藥劑單價較高，浮選方法暫不采用。目前微細粒重選設(shè)備有離心選礦機、Falcon離心機、懸振錐面選礦機，由于離心選礦機分選精度不高，針對低品位礦石難以直接獲得合格的精礦產(chǎn)品；懸振錐面選礦機可獲得較高品位的精礦，但處理能力較小，因此試驗利用離心選礦機處理量大、回收率高的特點進行粗選，拋除絕大部分的細泥尾礦，再聯(lián)合懸振錐面選礦機對少量離心機精礦進行精選獲得黑鎢精礦，實現(xiàn)細粒物料的有效回收。試驗原則流程見圖1。

圖1 試驗原則工藝流程

2.2 黑鎢細泥回收條件優(yōu)化試驗

試驗采用LX86型臥式離心選礦機進行粗選，主要進行了離心選礦機粗選濃度、漂洗水流量、樣品流量以及轉(zhuǎn)數(shù)等參數(shù)優(yōu)化試驗。

2.2.1 離心選礦機粗選濃度試驗

入料濃度是影響細粒物料重選回收的重要參數(shù)之一，濃度過低則縮短了分選時間，回收率降低；濃度過高容易造成粗精礦品位偏低，產(chǎn)率加大，增加后續(xù)精選作業(yè)的負擔(dān)，為此進行了離心選礦機入料粗選濃度試驗。固定離心機轉(zhuǎn)數(shù)450 r/min，離心機漂洗水流量為1.0 L/min，給料時間1 min，給料流量為61 kg/min，試驗結(jié)果見圖2。

當(dāng)δR=0時,將其代入式(17),可得到發(fā)射機的相關(guān)函數(shù)(correlation function,CF),即

圖2 離心選礦機入選濃度試驗結(jié)果

由圖2可見，隨著給料濃度的增大，回收率增大；但當(dāng)濃度大于12%時，粗精礦品位顯著降低；鑒于礦樣中含泥量大，礦漿黏度相對較高，同時由于該段作業(yè)前是分級作業(yè)，入選濃度過高需要濃縮，使工藝流程復(fù)雜，故確定濃度12%為宜。

2.2.2 離心選礦機粗選漂洗水流量試驗

漂洗水是提高粗精礦品位的重要手段，但流量過大易造成金屬損失。為了確定最佳的漂洗水用量，進行了漂洗水流量試驗，固定轉(zhuǎn)數(shù)450 r/min，給料流量61 kg/min，給料時間1 min，給料濃度12%，試驗結(jié)果見圖3。

圖3 離心選礦機漂洗水流量試驗結(jié)果

由圖3可見，粗精礦品位隨著漂洗水流量的增大而增大，回收率緩慢降低；但當(dāng)漂洗水流量大于1.9 L/min后，尾礦損失量加大，因此確定漂洗水流量為2.0 L/min為宜。

2.2.3 離心選礦機粗選給料流量試驗

重選設(shè)備的處理能力大小對分選效果具有非常大的影響，故進行離心機給料流量試驗，確定該離心機合適的處理能力。固定轉(zhuǎn)數(shù)450 r/min，漂洗水量2.0 L/min，給料時間1 min，試驗結(jié)果見圖4。

由圖4可見，入選物料流量在60 kg/min以下時，可獲得較好的分選效果，作業(yè)回收率均在70%以上，因此確定給料流量為60 kg/min。

圖4 離心選礦機給料流量試驗結(jié)果

2.2.4 離心選礦機粗選轉(zhuǎn)數(shù)試驗

離心選礦機是通過高速旋轉(zhuǎn)增大礦物顆粒的比重差異從而實現(xiàn)細粒物料分選的[6]，不同轉(zhuǎn)數(shù)產(chǎn)生的離心力所達到的分選效果具有很大差異，因此進行了離心機轉(zhuǎn)數(shù)試驗。固定入料流量60 kg/min，漂洗水量為2.0 L/min，給料時間1 min，入選濃度12%，試驗結(jié)果見圖5。

圖5 離心選礦機轉(zhuǎn)數(shù)試驗結(jié)果

由圖5可見，離心選礦機的轉(zhuǎn)數(shù)對回收率具有較大影響，轉(zhuǎn)數(shù)為250 r/min時，回收率僅為50%左右；隨著轉(zhuǎn)數(shù)的增大，作業(yè)回收率增高，當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)大于450 r/min后，作業(yè)回收率維持在70%以上，但精礦品位急劇下降，因此確定離心選礦機的轉(zhuǎn)數(shù)為450 r/min。

2.3 懸振錐面選礦機條件試驗

離心選礦機條件優(yōu)化試驗完成后，采用最優(yōu)操作條件制備了細粒黑鎢粗精礦，以該粗精礦為原料開展精選條件試驗，試驗機型為LXZ-1200A懸振錐面選礦機。懸振錐面選礦機的分選面振動頻率和轉(zhuǎn)動頻率是其核心參數(shù)，影響著細粒礦物在分選面上的松散程度、分選時間以及運動軌跡，對分選效果起決定性作用[7-8]，因此在粗精礦精選過程中進行了轉(zhuǎn)動頻率和振動頻率的條件試驗。

2.3.1 懸振錐面選礦機精選轉(zhuǎn)動頻率試驗

固定給料流量2.0 L/min，振動頻率15 Hz，進行床面轉(zhuǎn)動頻率試驗，試驗結(jié)果見圖6。

圖6 懸振錐面選礦機轉(zhuǎn)動頻率試驗結(jié)果

由圖6可見，隨著分選床面轉(zhuǎn)動頻率的不斷增加，精礦品位降低，作業(yè)回收率提高，轉(zhuǎn)動頻率大于20 Hz后增幅減小，因此確定轉(zhuǎn)動頻率20 Hz為宜。

2.3.2 懸振錐面選礦機精選振動頻率試驗

固定給料流量為2.0 L/min、轉(zhuǎn)動頻率20 Hz進行床面振動頻率試驗，試驗結(jié)果見圖7。

圖7 懸振錐面選礦機振動頻率試驗結(jié)果

由圖7可見，振動頻率對精礦品位影響很大，低于14 Hz時，品位低于20%；但頻率大于15 Hz時，精礦品位升高，但回收率顯著下降，因此確定床面振動頻率為15 Hz。

2.4 全流程試驗

根據(jù)以上優(yōu)化試驗結(jié)果確定的最佳操作參數(shù)進行了全流程試驗，全流程工藝見圖1，試驗結(jié)果見表4。

表4 全流程試驗結(jié)果 %

由表4可知，采用篩分—離心選礦機粗選—懸振錐面選礦機精選流程可從WO3含量0.142%的尾礦樣中回收獲得WO3品位為28.04%、回收率為49.20%的鎢精礦，尾礦WO3品位降至0.072%。

3 結(jié) 語

(1)某黑鎢細泥礦樣中WO3主要賦存于黑鎢礦中，且96%以上的鎢金屬量集中在-0.074 mm的粒度范圍內(nèi)；主要脈石礦物為云母、石英、綠泥石、蒙脫石及電氣石等，其中綠泥石、蒙脫石等泥質(zhì)礦物較多，對后續(xù)分選過程有一定不利的影響。

(2)試驗確定采用篩分—離心選礦機粗選—懸振錐面選礦機精選流程，可從WO3含量0.142% 的尾礦樣中回收獲得WO3品位28.04%的精礦產(chǎn)品，WO3回收率為49.20%。