李代會

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局蘭州礦產(chǎn)勘查院，甘肅蘭州730046）

鎢礦資源在地殼中分布極不均勻［1］，具有品位低、礦物組合復雜和共伴生元素多的特征，增加了礦石的選冶和綜合利用難度［2-3］。隨著我國高尖端科學技術的快速進步，對稀有稀散元素的需求量逐漸增加［4］，因此，在提升鎢礦冶煉工藝的同時，加強稀有稀散伴生元素的綜合利用逐漸成為鎢礦選冶領域的熱點之一［5］。近年來，隨著西藏地區(qū)鎢礦勘查工作的突破，鎢礦資源成為西藏地區(qū)潛在優(yōu)勢礦種之一，但前人的研究成果主要集中在鎢礦床地質(zhì)特征及成果規(guī)律等方面［6］，對鎢礦選冶工藝的研究工作涉及較少。因此，為制定該資源合理開發(fā)利用方案，本文選擇具有代表性的某含鎵矽卡巖型的鎢礦礦石樣品進行了選礦工藝試驗，同時探索了伴生元素鎵的回收工藝，可為西藏該類礦石的綜合回收及礦產(chǎn)的開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)、試驗設備及藥劑

1.1 礦石性質(zhì)

西藏某矽卡巖型白鎢礦礦石中金屬礦物主要為白鎢礦，黑鎢礦、輝鉬礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦、錫石等次之；脈石礦物主要為石榴子石、透輝石、綠簾石、方解石、石英，次為長石、透閃石、金云母等［6］。礦石的化學多元素分析結果見表1，礦石中鎢的化學物相分析結果見表2。

注：Ga的含量單位為g/t。

由表1可知，礦石中WO3含量達0.52%，可以回收利用；礦石中鎵的含量為19.08 g/t，可作為伴生金屬元素綜合回收，礦石中銅、鐵、鋅等含量極少，不具備綜合回收利用價值；礦石中脈石組分主要為SiO2和CaO，其次為Al2O3、CaF2及MgO，其它脈石組分含量較低。

由表2可知，礦石中的鎢主要賦存于白鎢礦中，分布率為85.19%；少量賦存于黑鎢礦和鎢華中，分布率分別為9.23%和5.58%。

1.2 試驗設備與藥劑

用于小型試驗的設備見表3，試驗所用的浮選藥劑見表4。

2 原礦粒度篩析

白鎢礦的粒度組成及其分布特點直接影響磨礦細度和制定選礦工藝流程［7］。為此，在鏡下對礦石中白鎢礦的嵌布粒度進行了統(tǒng)計，結果見表5。

由表5可知，白鎢礦嵌布粒度較粗，屬于中粗粒嵌布。原礦石經(jīng)磨細后，礦石粒級在-0.30+0.21 mm時，樣品中白鎢礦的嵌布粒度分布率達到最大值，為15.43%。

3 試驗結果與討論

3.1 鎢粗選試驗

由礦石性質(zhì)分析可知，原礦中含硫0.18%，可能對白鎢的浮選產(chǎn)生影響，因此，本研究采用先脫硫再浮鎢的方案進行選礦試驗［8］，在此基礎上，分別進行了鎢粗選磨礦細度、碳酸鈉用量、抑制劑種類及用量、捕收劑種類及用量等條件試驗。

3.1.1 磨礦細度條件試驗

采用先脫硫再浮鎢的方案，固定脫硫條件：丁基黃藥用量50 g/t、2號油用量15 g/t。鎢粗選條件：礦漿溫度15～22℃，碳酸鈉用量500 g/t、水玻璃用量 2 500 g/t、733（氧化石蠟皂，下同）用量300 g/t，進行了不同磨礦細度條件試驗，試驗結果見表6。

由表6可知，隨著磨礦細度的增加，鎢粗精礦的產(chǎn)率先增加后降低，WO3的品位不斷升高，當磨礦細度為-0.074 mm占75.0%時，鎢粗精礦WO3的品位為2.29%，WO3的回收率為74.95%，繼續(xù)增大磨礦細度，WO3的回收率下降。綜合考慮，確定最佳的磨礦細度為-0.074 mm占75.0%。

3.1.2 碳酸鈉用量條件試驗

在磨礦細度-0.074 mm占75.0%的條件下，固定脫硫條件：丁基黃藥用量50 g/t、2號油用量15 g/t。鎢粗選條件：礦漿溫度15～22℃，水玻璃用量2 500 g/t、733用量300 g/t，進行了碳酸鈉用量條件試驗，試驗結果見表7。

由表7可知，隨著碳酸鈉用量的增加，鎢粗精礦產(chǎn)率不斷增加，WO3的品位先升高后降低，當碳酸鈉用量為500 g/t時，鎢粗精礦中WO3的品位為2.29%，WO3的回收率為75.00%，分離效果最佳。因此，確定最佳的碳酸鈉用量為500 g/t。

3.1.3 抑制劑種類條件試驗

本次試驗主要是針對含鈣脈石礦物的抑制，因此，選擇水玻璃+YZJ-1（配比為1∶1）和水玻璃做鎢粗選脈石抑制劑［9-10］。在磨礦細度-0.074 mm占75.0%的條件下，固定脫硫條件：丁基黃藥用量50 g/t、2號油用量15 g/t。鎢粗選條件：礦漿溫度15～22℃，碳酸鈉用量500 g/t、抑制劑用量2 500 g/t、733用量300 g/t，進行了抑制劑種類條件試驗，試驗結果見表8。

由表8可知，采用水玻璃+YZJ-1為抑制劑時，鎢粗精礦中WO3的品位高于單獨使用水玻璃，但鎢粗精礦的產(chǎn)率和WO3的回收率均低于單獨使用水玻璃。因此，確定選用單一的水玻璃為抑制劑。

3.1.4 水玻璃用量條件試驗

在磨礦細度-0.074 mm占75.0%的條件下，固定脫硫條件：丁基黃藥用量50 g/t、2號油用量15 g/t。鎢粗選條件：礦漿溫度15～22℃，碳酸鈉用量500 g/t、733用量300 g/t，進行了水玻璃用量條件試驗，試驗結果見表9。

由表9可知，隨著水玻璃用量的增加，鎢粗精礦的產(chǎn)率不斷降低，品位不斷升高，當水玻璃用量為2 500 g/t時，WO3的品位為2.30%，WO3的回收率增加至最大75.24%，繼續(xù)添加水玻璃，鎢粗精礦中WO3的回收率降低，因此，確定最佳的水玻璃用量為2 500 g/t。

3.1.5 捕收劑種類條件試驗

浮選白鎢礦常用的捕收劑為731、733和油酸鈉［11］。在磨礦細度-0.074 mm占75.0%的條件下，固定脫硫條件：丁基黃藥用量50 g/t、2號油用量15 g/t。鎢粗選條件：礦漿溫度15～22℃，碳酸鈉用量500 g/t、水玻璃用量2 500 g/t，捕收劑用量300 g/t，進行了捕收劑種類條件試驗，試驗結果見表10。

由表10可知，油酸鈉為捕收劑時，選擇性較差，所得鎢粗精礦中WO3的品位最低；733為捕收劑時，鎢粗精礦中WO3的品位和回收率略高于731為捕收劑的情況，此時WO3的品位為2.34%，WO3的回收率為75.23%。因此，確定選用733為鎢粗選捕收劑。

3.1.6 733用量條件試驗

在磨礦細度-0.074 mm占75.0%的條件下，固定脫硫條件：丁基黃藥用量50 g/t、2號油用量15 g/t。鎢粗選條件：礦漿溫度15～22℃，碳酸鈉用量500 g/t、水玻璃用量2 500 g/t，進行了733用量條件試驗，試驗結果見表11。

由表11可知，隨著733用量增加，鎢粗精礦產(chǎn)率不斷增加，WO3的品位不斷降低，而WO3的回收率呈逐漸增加的趨勢。綜合考慮，確定最佳的733用量為100 g/t。

3.1.7 鎢粗選閉路試驗

在鎢粗選條件試驗的基礎上，進行了“1粗2精2掃”鎢粗選閉路試驗，具體流程見圖1，試驗結果見表12。

由表12可知，經(jīng)過“1粗2精2掃”鎢粗選閉路試驗，獲得的鎢精礦中WO3品位為9.24%，WO3回收率為84.61%。

3.2 鎢粗精礦加溫精選試驗

鎢加溫精選是一種成熟的選礦工藝，依據(jù)參考文獻［12-13］的方法，首先對鎢粗精礦進行濃縮脫水，再進行鎢粗精礦加溫精選試驗。加溫精選給礦為鎢浮選流程閉路試驗的鎢粗精礦，其中WO3品位為9.24%。本部分研究考察了鎢粗精礦加溫精選中礦漿溫度、攪拌時間、水玻璃用量等對試驗指標的影響，具體試驗流程見圖2。

3.2.1 礦漿溫度條件試驗

固定鎢粗精礦加溫精選條件為：水玻璃用量2 000 g/t（對原礦計）、礦漿濃度60%、攪拌時間120 min，進行了礦漿溫度條件試驗，試驗結果見表13。

由表13可知，隨著礦漿溫度的升高，產(chǎn)率逐漸下降，鎢精礦中WO3品位不斷升高，作業(yè)回收率變大。礦漿溫度為85℃和95℃時，白鎢浮選指標接近。因此，確定加溫精選最佳的礦漿溫度為85℃。

3.2.2 攪拌時間條件試驗

固定鎢粗精礦加溫精選條件為：礦漿溫度85℃、水玻璃用量2 000 g/t（對原礦計）、礦漿濃度60%，進行了攪拌時間條件試驗，試驗結果見表14。

由表14可知，隨著攪拌時間的增加，鎢精礦的產(chǎn)率逐漸下降，鎢精礦中WO3的品位先升高后基本不變，WO3的作業(yè)回收率先增加后略微降低。因此，綜合考慮確定加溫精選最佳的攪拌時間為120 min。

3.2.3 鎢粗精礦加溫精選水玻璃用量條件試驗

固定鎢粗精礦加溫精選條件為：礦漿溫度85℃、礦漿濃度60%、攪拌時間120 min，進行了水玻璃用量條件試驗，試驗結果見表15。

由表15可知，隨著水玻璃用量的增加，鎢精礦的產(chǎn)率不斷降低，WO3的品位逐漸增加。當水玻璃用量為2 500 g/t（對原礦計）時，鎢精礦中WO3的品位為68.95%，WO3的作業(yè)回收率為80.84%，繼續(xù)水玻璃用量，鎢精礦的WO3回收率下降。因此，確定加溫精選最佳的水玻璃用量為2 500 g/t（對原礦計）。

3.2.4 鎢粗精礦加溫精選閉路試驗

固定加溫精選條件為：礦漿溫度85℃、礦漿濃度60%、攪拌時間120 min、水玻璃用量2 500 g/t（對原礦），進行鎢粗精礦加溫精選閉路試驗，具體流程見圖3，試驗結果見表16。

由表16可知，經(jīng)過“1粗3精3掃”加溫精選閉路試驗，可獲得WO3的品位為66.20%，WO3的作業(yè)回收率為95.12%的鎢精礦，試驗指標較好。

4 鎵回收探索試驗

由礦石性質(zhì)分析結果可知，礦石中含有19.08 g/t的鎵，具有回收價值。表17列出了鎵在各產(chǎn)品中的分布情況。

由表17可知，鎢精礦中Ga的品位最高，由于常溫鎢尾礦產(chǎn)率大，鎵主要分布在常溫鎢尾礦中，因此本部分研究主要對常溫鎢尾礦中的鎵元素進行回收。

4.1 浸出試驗

前期重選和強磁選試驗均無法將常溫鎢尾礦礦中的鎵有效富集，因此擬采用浸出試驗的方法進行探索性選礦試驗，考察了浸出溫度、浸出劑H2SO4用量及浸出時間對浸出效果的影響。

4.1.1 浸出溫度條件試驗

固定浸出條件為：常溫鎢尾礦50 g，H2SO4用量300 g/L，浸出時間8 h，助浸劑CaF2用量2.5 g，液固比8∶1，攪拌轉(zhuǎn)速300 r/min，進行浸出溫度條件試驗，試驗結果見表18。

由表18可知，隨著浸出溫度升高，鎵的浸出率不斷增加，當浸出溫度為90℃時，浸出率最高為61.87%，考慮到加溫生產(chǎn)增加成本的問題，確定最佳的浸出溫度為90℃。

4.1.2 H2SO4用量條件試驗

固定浸出條件為：常溫鎢尾礦50 g，浸出溫度90 ℃，浸出時間8 h，助浸劑CaF2用量2.5 g，液固比8∶1，攪拌轉(zhuǎn)速300 r/min，進行H2SO4用量條件試驗，試驗結果見表19。

由表19可知，隨著H2SO4用量的增加，鎵的浸出率逐漸升高。當H2SO4用量為350 g/L時，浸出率最大，為62.60%；繼續(xù)增加H2SO4用量，鎵的浸出率反而下降。推斷其原因，可能是因為常溫浮鎢尾礦中含有大量的硅，當H2SO4用量為400 g/L時，H2SO4過量，進而生成大量的硅膠，硅膠具有有很強的吸附性，使浸出液中的鎵吸附在其表面，溶液中鎵的濃度降低，從而導致計算所得鎵的浸出率降低。

4.1.3 浸出時間條件試驗

固定浸出條件為：常溫鎢尾礦50 g，浸出溫度90 ℃，H2SO4用量350 g/L，助浸劑CaF2用量2.5 g，液固比8∶1，攪拌轉(zhuǎn)速300 r/min，進行浸出時間條件試驗，試驗結果見表20。

由表20可知，隨著浸出時間的增加，鎵的浸出率不斷上升，浸出時間從6 h增加到8 h時，鎵的浸出率變化不大。因此，確定最佳的浸出時間為6 h。

通過鎵的浸出探索試驗確定最佳的浸出條件為：浸出溫度90℃，H2SO4用量350 g/L，浸出時間6 h。在最佳的浸出條件下，固定助浸劑CaF2用量2.5 g、液固比8∶1、攪拌速度300 r/min，最終可獲得鎵的浸出率為62.55%的浸出液。

5 結 論

（1）西藏某含鎵矽卡巖型白鎢礦石中金屬礦物主要為白鎢礦，黑鎢礦、輝鉬礦等次之；鎢主要賦存于白鎢礦中，少量賦存于黑鎢礦和鎢華；白鎢礦的嵌布較粗，屬于中粗粒嵌布。

（2）礦石在磨細度為-0.074 mm占75.0%時，以水玻璃為抑制劑，733為捕收劑，碳酸鈉為調(diào)整劑，經(jīng)“1粗2精2掃”的閉路試驗，可獲得含WO312.34%、WO3回收率64.91%的鎢粗精礦。

（3）在鎢粗精礦的基礎上，經(jīng)鎢加溫精選流程閉路實驗，可獲得含WO366.20%，WO3作業(yè)回收率95.12%的鎢精礦。

（4）鎵作為伴生元素，經(jīng)鎵回收探索實驗得出鎵回收的浸出條件為：攪拌溫度90℃，硫酸用量350 g/L，浸出時間6 h，助浸劑CaF2用量2.5 g，液固比8∶1，攪拌速度300 r/min，此時，鎵的浸出率為62.55%。