有色金属科学与工程  2013, Vol. 4 Issue (5): 48-53
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某难选白钨矿浮选工艺及流程试验研究[PDF全文]
邱廷省1a, 陈向2, 温德新1b, 廖德华2    
1a. 江西理工大学 资源与环境工程学院,江西 赣州 341000;
1b. 江西理工大学 工程研究院,江西 赣州 341000;
2. 湖南有色金属职业技术学院资源环境系,湖南 株洲 412006
摘要:某矽卡岩型白钨矿有用矿物白钨嵌布粒度细,萤石、方解石等含钙矿物含量高,属于高含钙矿物的细粒难选白钨矿石.现场生产采用单一捕收剂及脉石抑制剂,白钨精矿质量及回收率均较低,为提高该白钨矿的选矿指标,进行了该矿石的大量工艺条件及工艺流程试验,结果表明:矿石经全浮脱硫后,采用水玻璃和六偏磷酸钠为脉石的组合抑制剂,油酸钠和 731 为白钨的组合捕收剂,经一粗三扫一精的闭路流程获得白钨粗精矿;粗精矿经过浓缩加温后,再经过一粗三扫五精的闭路流程浮选,获得了白钨精矿品位为 65.16 %,回收率为 76.49 %的较好的选矿指标,可为现场生产提高指标提供技术依据.
关键词白钨矿    含钙矿物    组合抑制剂    组合捕收剂    
Flotation process and flow tests of a refractory scheetite
QIU Ting-shenga1a, CHEN Xiang2, WEN De-xinb1b, LIAO De-hua2    
1a. School of Resource and Environmental Engi neering;
1b. Engineering Research Institute, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China;
2. Department of Resources and Environment, Hunan Nonferrous Metals Vocational and Technical College, Zhuzhou 412006, China
Abstract: Scheelite dissemination particle size in a skarn -typed scheelite is fine with high calcium mineral content such as fluorite, calcite. It is a high calcium mineral fine refractory scheelite ore. Site productions by a single collector agent and gangue inhibitor lead to low quality scheelite and unfavorable recovery rate. Process experiments are performed by adjusting the ore process conditions to improve the scheelite mineral indicators. Crude scheelite is obtained by closed process of “one rough-three sweep-one concentrate” out of full floating desulfurization ore by using sodium silicate and sodium hexametaphosphate as the combined gangue inhibitors, sodium oleate and 731 as the combined collector. Scheelite concentrate (grade is 65.16 %, recovery rate is 76.49 %) is obtained by the closed process of “one rough-three sweep-five concentrate” out of the condensed and heated crude scheelite. The favorable indicators provide technology basis for improving production benefits.
Key words: scheelite    calcium gangue minerals    combined depressor    combined collector    

白钨矿与含钙脉石的分离是白钨矿回收技术中的一个难题,人们开展了较多的研究工作.白钨矿的浮选工艺可以分为常温浮选工艺和加温浮选工艺.常温浮选工艺[1],强调水玻璃与碳酸钠的正协同效应,在一定的pH 值范围内,让浮选矿浆体系中的HSiO3-浓度保持在一定的范围强化脉石矿物的抑制.有资料表明,通过在调整剂中添加重金属盐或大分子有机抑制剂,选择性地抑制含钙脉石可提高白钨精矿质量[2-4];王秋林等[5]研究了新型抑制剂的抑制性能,通过对某白钨矿石的试验研究,实现了对方解石、萤石等脉石矿物的较好抑制;并获得优质白钨精矿;叶雪均等[6]对原矿品位较低的难选矽卡岩型白钨矿进行实验室常温浮选试验,获得品位69.84 %、回收率70.76 %的白钨精矿;程新朝[7]对湖南某难选钨矿进行常温浮选试验,获得的黑钨矿和白钨矿的混合精矿通过强磁选分离,最终获得合格的钨精矿,回收率高达84 %;曹学锋等[8]对江西某白钨矿常温浮选试验研究,以OXB作捕收剂,在原矿含WO3 0.7 %的条件下,获得WO360.42 %、回收率81.56 %的白钨精矿.加温法即为“彼德洛夫法”[4],是在加温条件下添加大量水玻璃强烈搅拌,通过矿物表面捕收剂膜解析速度的差异,从而达到选择性地抑制其它矿物的目的.过建光等[9]通过添加组合药剂加温加强对含钙脉石矿物的抑制,使得精选时免除脱药工序,有效解决了传统“彼德洛夫法”中脱药时白钨流失严重、白钨精矿含硫超标的问题;另外,曾庆军[10]、程琼[11]、王国生等[12-13]采用新型捕收剂及抑制剂进行难选白钨矿的加温浮选工艺研究也取得了较好的效果.高玉德等[14]对某细粒浸染状矽卡岩型白钨矿进行了加温浮选试验,获得了含WO369.71 %、回收率89.48 %的白钨精矿.本文针对江西某难选白钨矿生产实践中采用单一捕收剂及单一抑制剂浮选回收白钨生产工艺存在的回收率小于60 %、白钨精矿品位小于60 %的指标情况,通过采用组合抑制剂和脂肪酸类混合捕收剂强化对该矿白钨的浮选,提高了白钨精矿质量和回收率.

1 试样及性质 1.1 试样的矿物组成及成分分析

试样取自江西某矿山.试样的化学成分分析结果见表 1,矿物组成及相对含量分析结果见表 2,钨物相分析结果见表 3.

表1 试样的化学成分分析结果/%
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表2 试样矿物组成及相对含量分析结果/%
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表3 试样钨物相分析结果/%
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表 1表 2 可以看出:矿石以矽卡岩型为主,矿物组成较为复杂.金属矿物主要有白钨矿、黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿等,其中白钨矿是主要回收的金属矿物;非金属矿物主要以石英、萤石、方解石为主,其中碳酸盐矿物含量较高,方解石和萤石的含量达到29.10 %.由表 3 可知:钨矿物中以白钨矿为主,含有少量黑钨矿和钨华.

1.2 试样中钨矿物嵌布粒度分析

取0~2 mm 粒级的试样,经过筛分分级后,分别磨制成砂光片,通过显微镜测定钨矿物的嵌布粒度,测试结果见表 4.由表 4 可知:白钨矿的粒度相对较细,主要粒度范围为0.01~0.16 mm,该粒级占78.02 %.

表4 钨矿物嵌布粒度/%
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2 试验及结果 2.1 白钨粗选硫化矿物脱除试验

在白钨矿的浮选中,硫化矿物的存在会影响选钨的药剂制度和工艺.因此,在浮选白钨矿前要脱除试样中的硫化矿物,以提高白钨矿精矿的质量和回收率.以碳酸钠调浆、丁黄药为捕收剂、BK-205 为起泡剂,通过试验确定脱硫时的药剂用量为碳酸钠2 000 g/t,丁黄药用量100 g/t,起泡剂BK-205 用量35 g/t,此时硫化物中硫的回收率87.59 %,品位31.03 %,钨的损失率2.92 %.

2.2 白钨常温浮选条件试验

采用731+油酸钠作捕收剂、碳酸钠作调整剂、水玻璃+六偏磷酸钠作抑制剂,水玻璃模数2.6,按图 1流程进行白钨粗选条件试验.

图 1 白钨粗选条件试验流程

2.2.1 磨矿细度试验

为了考察不同磨矿细度对白钨矿浮选效果的影响,在调整剂碳酸钠用量1 000 g/t、水玻璃用量5 000 g/t、六偏磷酸钠用量1 500 g/t、731 用量500 g/t、油酸钠用量200 g/t 的条件下,进行了磨矿细度的试验.试验结果如图 2.

图 2 磨矿细度试验结果

图 2 可知: 当细度小于0.074 mm 含量小于85 %时,随着磨矿细度的不断提高,白钨粗精矿中钨的品位和回收率都有明显的提高; 当小于0.074 mm含量大于85 %时,白钨粗精矿品位和回收率都开始下降.这可能是由于小于0.074 mm 含量大于85 %后,造成了白钨矿的过粉碎,恶化了浮选.因此,选定试样的磨矿细度为小于0.074 mm 含量占85 %,此时可以获得品位3.20 %,回收率55.46 %的白钨粗精矿.

2.2.2 白钨常温浮选碳酸钠用量试验

对含钙类脉石矿物较高的矽卡岩型白钨矿,常用碳酸钠作pH 调整剂.碳酸钠的使用不但可以消除矿浆中含钙类难免离子的影响,使泡沫层更稳定,而且与水玻璃组合使用也具有正协同效应[1-2].在磨矿细度小于0.074 mm 占85 %,水玻璃用量5 000 g/t、六偏磷酸钠用量1 500 g/t、731 用量500 g/t、油酸钠用量200 g/t 的条件下进行碳酸钠用量试验,结果见图 3.

图 3 钨常温浮选碳酸钠用量试验结果

图 3 结果可以得出: 随着Na2CO3用量的增加,白钨粗精矿中钨的品位和回收率都是先升高后降低.当Na2CO3用量为2 000 g/t 时,可获得钨粗精矿的品位为3.25 %,回收率为56.62 %.因此,钨粗选碳酸钠用量定为2 000 g/t.

2.2.3 白钨常温浮选水玻璃与六偏磷酸钠的配比和用量试验

在磨矿细度小于0.074 mm 占85 %、Na2CO3用量为2 000 g/t、731 用量500 g/t、油酸钠用量200 g/t的条件下进行水玻璃和六偏磷酸钠的配比和用量试验,结果见图 4图 5.

图 4 水玻璃+六偏磷酸钠的配比试验结果

图 5 水玻璃+六偏磷酸钠的用量试验结果

图 4图 5 可知,当水玻璃和六偏磷酸钠的用量比为3,总用量为8 500 g/t,此时可获得品位5.01 %,回收率69.12 %的白钨粗精矿.

2.2.4 白钨常温浮选731 与油酸钠的配比和用量试验

由于各种氧化矿捕收剂结构的不同,对白钨矿浮选的选择性和捕收能力也就存在着一定的差异.因此选用731 与油酸钠为钨浮选的捕收剂.在磨矿细度小于0.074 mm 占85 %,碳酸钠用量2 000 g/t,组合抑制剂水玻璃与六偏磷酸钠的用量比为3,总用量8 500 g/t的条件下,进行731 与油酸钠的配比和用量试验,结果见图 6图 7.

图 6 731+油酸钠的配比试验结果

图 7 731+油酸钠的用量试验结果

图 6图 7 可知,当731 与油酸钠的用量比为2,总用量为800 g/t 时,可获得品位5.51 %、回收率72.43 %的白钨粗精矿.

2.3 常温浮钨精矿加温浮选条件试验

对于嵌布粒度细、含钙类脉石矿物多的白钨矿,用常温法精选时,浮选过程中中矿循环量大,精矿产率较难控制,白钨精矿品位难以提高[13].因此,对白钨粗精矿进行了加温精选工艺的研究.加温精选时,先将白钨粗精矿矿浆浓缩至浓度为60 %,加入组合抑制剂水玻璃和六偏磷酸钠加温1 h,然后进行精选.

在前面组合抑制剂种类、用量比的试验基础上进行了加温浮选时组合抑制剂的合适用量条件试验,试验流程见图 8,试验结果见图 9.

图 8 白钨加温精选条件试验流程

图 9 钨加温精选组合抑制剂用量试验结果

图 9 可以看出:当组合抑制剂用量小于9 000 g/t时,白钨精矿的品位和回收率都大幅度提高;当组合抑制剂用量大于9 000 g/t 时,白钨精矿的品位和回收率略有下降.因此,确定加温精选组合抑制剂的用量为9 000 g/t,此时可获得品位65.98 %、回收率68.45 %的白钨精矿.

2.4 闭路试验

在以上条件试验的基础上进行了闭路试验,试验流程见图 10,试验结果见表 5.由表 5 可知,通过小型闭路试验获得品位65.16 %,回收率76.49 %的白钨精矿.

表5 白钨闭路试验结果/%
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图 10 闭路试验流程图

3 结论

(1)试样的化学多元素、矿物组成和钨物相分析结果表明:该白钨矿矿物组成较为复杂,金属矿物中白钨矿是主要回收的矿物,非金属矿物中方解石和萤石的含量高,含钙矿物高达29.10 %,属难选白钨矿.

(2)矿物的嵌布粒度分析结果表明,该白钨矿的嵌布粒度相对较细,0.01~0.16 mm 的粒级含量占78.02 %,属细粒嵌布矿石,需经过细磨才能单体解离.

(3)选矿工艺及流程试验结果表明,除了矿石性质外,浮选的药剂制度是影响该白钨浮选的主要因素,组合抑制剂及组合捕收剂有利于该白钨矿石的浮选回收,矿石经全浮脱硫后,采用一粗三扫一精闭路流程浮选获得白钨粗精矿;粗精矿经过浓缩后再加温到90 ℃后,加入组合抑制剂,保温1 h 预处理后,采用组合捕收剂经一粗三扫五精的闭路流程浮选,可获得白钨精矿品位65.16 %,回收率76.49 %的选矿指标.说明采用组合捕收剂和组合抑制剂能有效浮选分离回收该白钨矿石,试验条件及结果对提高现场白钨生产指标有指导意义.

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