某选厂白钨粗精矿WO₃品位在5%~15%范围内波动。为提高精矿钨品位、提高产品售价、增加选厂效益，选厂委托中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所进行了精选提质试验。白钨浮选一般先粗选得到粗精矿，然后经常温/加温精选进一步提高品位。加温法即彼得罗夫法，这种方法的特点是矿浆高浓度高碱度、需加热至高温并进行长时间强搅拌。将白钨粗精矿浓缩至矿浆浓度60%，添加一定量氢氧化钠、添加水玻璃至2.5%~3%，加热至90 ℃，强搅拌1 h左右，然后将矿浆脱水稀释后进行浮选^[1]。不同类型脉石的白钨粗精矿，精选分离的难度和效果会有较大差异。白钨矿与石英、硅酸盐分离，常温法、加温法均能取得较好指标，加温更好；白钨矿与萤石分离时，常温法指标较差，加温法指标较好；白钨矿与方解石分离时，常温法和加温法的指标均较差^[2]。本研究中原矿的脉石主要为石英，但也含有碳酸盐和重晶石，它们增加了精选分离的难度，使得精选进行加温处理十分必要。

1 矿石性质

原矿来自于灵宝某选厂金尾矿浮选白钨得到的粗精矿，原矿化学分析结果见表 1, 矿物组成见表 2。显微镜鉴定分析表明主要的有用矿物是白钨矿，主要的脉石矿物有石英、磷灰石、碳酸盐矿物和重晶石。

矿石中钨的物相分析见表 3。矿石中的钨主要为白钨矿，黑钨矿很少，这对于采用浮选法进行精选提高钨品位十分有利。

钨粗精矿筛分分析结果见表 4。原矿粒度较细，-0.030 mm含量在60%以上，-0.030 mm分布率在70%以上，经MLA分析90%的白钨矿已单体解离，但粒度细将大大降低白钨矿与脉石矿物的浮选分离的效果。

2 选矿试验研究 2.1 加温精选试验

采用彼得罗夫加温精选，试验流程为一粗五精一扫，浮选前预处理温度90 ℃、浓度60%、NaOH用量15 000 g/t、水玻璃用量55 000 g/t、Na₂S用量2 000 g/t、预处理时间60 min，预处理后经过五次精选，精矿WO₃品位仅达到11.10%。通过条件试验，对加温浮选条件进行了优化。

2.1.1 硫化钠用量试验

硫化钠对提高精矿品位和回收率都有显著的作用。在碱性矿浆环境下，硫化钠的水解组分主要是HS^-和S^2-, HS^-和S^2-能排斥吸附在萤石、方解石表面的捕收剂，促进脂肪酸类捕收剂在脉石矿物表面的解析，从而达到脱药的目的。同时，S^2-可与溶液中的金属离子形成不溶沉淀物，从而降低金属离子对脉石矿物的活化作用，减少对白钨矿上浮的影响^[3]。硫化钠用量试验的试验条件为：NaOH用量1 500 g/t，水玻璃75 000 g/t，矿浆浓度60%，温度90 ℃，加热搅拌1 h后稀释浮选，试验结果见图 1。

由图 1可以看出，硫化钠用量增加，钨回收率逐渐降低，精矿WO₃的品位先是逐渐提高，硫化钠用量达到4 000 g/t后，精矿钨品位有所降低，硫化钠选择4 000 g/t。

2.1.2 水玻璃用量试验

水玻璃的主要成分是Na₂O·mSiO₂。模数m≧3时称为中性水玻璃，m < 3时为碱性水玻璃。碱性环境下，水玻璃在水溶液中的主要组分是SiO₃^2-、HSiO₃^-, 酸性环境下，水玻璃在水溶液中的主要组分是分散状态下的胶体SiO₂^[4], 对不同矿物的抑制强弱程度依次为石英>硅酸盐>磷灰石>钼酸盐>重晶石>白钨矿。本研究中使用的水玻璃模数为2.6。水玻璃用量试验的试验条件为：NaOH用量1 500 g/t，硫化钠4 000 g/t，矿浆浓度60%，温度90 ℃，加热搅拌1 h后稀释浮选。试验结果见图 2。

由图 2可以看出，水玻璃用量增加，钨回收率逐渐降低；增大水玻璃用量精矿WO₃的品位逐渐提高，水玻璃用量达到85 000 g/t后，精矿钨品位提高幅度变小，水玻璃的合适用量最小为85 000 g/t。

2.1.3 浮选质量浓度试验

浮选浓度直接影响了脱药后白钨矿与脉石的分离效果。浮选浓度试验的试验条件为：NaOH用量1 500 g/t，硫化钠4 000 g/t，水玻璃用量85 000 g/t，矿浆质量浓度60%，温度90 ℃，加热搅拌1 h后稀释浮选。试验结果见表 5。

由表 5可以看出，浮选浓度过高或者过低，都会大幅度降低精矿品位；浮选浓度15%时，精矿的品位和回收率都较高，选择精选浓度为15%。

2.1.4 加温精选闭路试验

加温精选闭路试验采用的流程为一粗三精一扫，中矿顺序返回，试验流程和条件见图 3，试验结果见表 6。

2.2 提高精矿品位试验

加温精选精矿WO₃品位达到了37.79%，回收率也较高，但精矿品位尚未达到行业标准对钨精矿的产品要求，加温精矿的主要矿物组成见表 7。

由表 7可以看出，加温精矿中石英含量极少，加温精选中石英得到了很好的抑制，但重晶石、方解石、磷灰石和长石却得到了不同程度的富集，尤其是重晶石可浮性极好，富集了10倍以上。为了得到更高品位的钨精矿，尝试对重晶石进行抑制，对白钨矿和重晶石进行浮选分离。

2.2.1 不同抑制剂对重晶石的抑制效果

不同矿物因表面化学性质相近而具有相近的浮选行为。白钨矿与重晶石在蒸馏水中表面带负电，白钨矿的等电点为3.5，重晶石的等电点为1.8，两者比较接近。两种矿物被脂肪酸类捕收剂捕收的机理均是在矿物表面形成的化学吸附或表面反应^[5-6]。为消弱脂肪酸捕收剂在重晶石表面的吸附或将其表面已吸附的脂肪酸捕收剂分子解吸附，需加入与脂肪酸根离子形成竞争吸附的基团，重晶石的抑制剂包括无机的硫酸铝、二价和三价铁盐、六偏磷酸钠、氟硅酸钠等以及有机的CMC、淀粉、栲胶、焦性没食子酸等。使用多种抑制剂对加温精矿进行提高品位浮选试验，许多抑制剂没有抑制作用，几乎全浮。部分抑制剂试验结果见表 8。

由表 8可以看出，除硫酸外，其他抑制剂对重晶石几乎没有抑制的效果。这表明在前期的浮选过程中，捕收剂与重晶石的作用十分强烈，难以有效解吸附并使重晶石受到抑制。而重晶石的主要成分是硫酸钡，硫酸根的加入增大了重晶石表面的亲水性，同时与脂肪酸根离子也形成了竞争吸附^[7-8]。

2.2.2 硫酸用量对钨钡分离效果的影响

为确定最佳的硫酸用量，进行硫酸用量试验，不添加其他药剂，浮选2 min，试验结果见表 9。

试验结果表明，硫酸用量对精矿品位的影响非常显著, 要得到高品位的钨精矿，需添加足够的硫酸；但硫酸用量过大后，钨的回收率也会下降，合适的硫酸用量为18 000 g/t。

2.2.3 精矿指标随浮选时间的变化

试验发现，浮选时间对精矿品位影响较大，浮选时间试验硫酸用量为18 000 g/t，试验结果见表 10。

试验结果表明，浮选开始时白钨矿上浮速率很快，泡沫品位很高，浮选5 min后上浮速率变慢，但泡沫WO₃品位仍达到60%以上，浮选10 min泡沫WO₃品位已降低至50%以下。累计浮选15 min，精矿WO₃品位为63.74%，作业回收率为81.82%。

2.2.4 酸化水玻璃配比对精矿指标的影响

通过优化浮选条件，提高精矿品位已经取得很好的指标，但回收率损失较大。试验中加温精矿在浮选槽中搅拌时，单用硫酸矿浆容易团聚。因此通过加入水玻璃进行分散，并考察不同比例水玻璃的影响。同时，为进一步提高回收率，浮选10 min后，补加抑制剂进行扫选。试验流程见图 4，试验条件和结果见表 11。

试验结果表明, 水玻璃与硫酸按不同比例配合可提高回收率但精矿品位有所降低，而单用硫酸精矿WO₃品位达到62.06%的同时，作业回收率达到91.39%，因选厂客户对精矿品位要求较高，我们选择不添加水玻璃。

2.2.5 最终流程及指标

最终全流程的试验流程见图 5，试验结果见表 12。WO₃品位为6.63%的粗精矿经一粗三精加温浮选，WO₃品位达到37.79%，再通过酸化水玻璃抑制重晶石，得到了WO₃品位为62.06%的最终钨精矿，回收率达到65.61%。

3 结论

(1) 原矿中的钨以白钨矿为主且粒度大部分在-0.030 mm以下，除石英外，脉石矿物还有碳酸盐、磷灰石、重晶石等，通过彼得罗夫加温精选可使WO₃品位达到37.79%，回收率71.80%，但加温浮选中重晶石富集了10倍以上，而白钨矿富集了约5倍。

(2) 常规抑制剂难以抑制加温精矿中的脉石尤其是重晶石，而以硫酸为抑制剂进行钨钡分离得到了WO₃品位62.06%的高品质精矿，总回收率65.61%。虽然选厂粗精矿产率为1%~2%，硫酸对原矿用量约为150~300 g/t，耗酸成本并不高。但硫酸腐蚀浮选设备，当矿石中碳酸盐含量增大时将产生大量气泡。继续寻找更加有效、环保、实用的抑制剂，尽快应用于选厂生产，是当务之急。

(3) 加温精选后的精矿含WO₃ 40%左右，不经过钨钡分离直接出售仍有不错的市场。经过钨钡分离后，中矿钨和钡含量都较高，若要进行回收，还需要进一步加强钨钡分离的机理研究。