鄧海波，趙 磊，李曉東，黃偉生，高湘海

（1.中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083；2.湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司，湖南 郴州 423037）

1 問題的提出

中國(guó)是世界上鎢資源儲(chǔ)量和鎢原料生產(chǎn)、出口量最大的國(guó)家。

位于中國(guó)湖南省郴州市的柿竹園鎢、錫、鉬、鉍特大型多金屬礦床，是世界最大的鎢礦床，鎢資源占世界已探明儲(chǔ)量的20.7％，但礦石含鎢品位低，僅為WO30.4％左右，礦物成分及組成復(fù)雜，分選難度大，資源綜合利用困難。眾多研究者對(duì)柿竹園多金屬礦的選礦進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究［1-5］，取得了很大的進(jìn)步。

但近期以來，湖南省柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱柿竹園）野雞尾500t/d選礦廠和380工區(qū)200t/d選礦廠的鎢浮選作業(yè)，選礦指標(biāo)較差。主要原因是供給該兩選廠的礦石為井下大爆破采場(chǎng)Ⅲ礦帶西北角礦石［6］。綜合分析，Ⅲ礦帶西北角礦石難選的原因?yàn)椋?/p>

（1）Ⅲ礦帶西北角礦石因大爆破貧化和出露天窗氧化，性質(zhì)變化大，較難選。柿竹園千噸級(jí)選礦廠處理該類礦石時(shí)，指標(biāo)也下降。

（2）礦石不僅存在原生礦泥，而且因礦石嵌布細(xì)，入選前需細(xì)磨至0.074mm＞84％而產(chǎn)生次生礦泥。這些礦泥粒度細(xì)、比表面大、吸附藥劑多、本身浮選性能差，礦泥還會(huì)吸附罩蓋于浮選性能好的鎢礦物顆粒表面而使其浮選性能變差。

（3）柿竹園有色金屬礦礦石中存在有相當(dāng)部分的磁性礦物如磁鐵礦等。弱磁選除鐵作業(yè)僅有一次粗選，因需保證鐵精礦品位TFe≥50％，磁性礦物未選干凈。據(jù)考察，給入鎢浮選作業(yè)的礦漿樣中的磁性礦物含量均在2.0％～3.0％之間，含WO3品位在0.14％～0.40％之間。該部分含鐵磁性礦物若不能預(yù)先脫除干凈而進(jìn)入鎢浮選作業(yè)，將會(huì)吸附消耗螯合捕收劑，同時(shí)其大部分浮起后將降低鎢浮選作業(yè)粗精礦品位。

若能將給入鎢浮選作業(yè)的礦漿樣，在浮鎢前預(yù)先脫除干凈殘余的磁性礦物，并脫除少部分極細(xì)的對(duì)鎢浮選作業(yè)干擾較大的礦泥，則有望整體提高柿竹園鎢浮選作業(yè)的選礦指標(biāo)，直接改善目前生產(chǎn)情況。此即新工藝的指導(dǎo)設(shè)想。

試驗(yàn)主要針對(duì)鎢浮選粗選段，探尋提高柿竹園Ⅲ礦帶西北角礦石鎢選礦指標(biāo)的工藝方案。同時(shí)，考察在該段產(chǎn)出不同品級(jí)較高WO3品位的鎢粗精礦、取消鎢加溫精選以提高鎢回收率、鎢粗精礦直接水冶的可行性，即采用選冶聯(lián)合流程提高鎢資源綜合回收率的可行性。

2 試驗(yàn)礦樣、藥劑

2.1 礦樣

小型試驗(yàn)研究的對(duì)象樣品為柿竹園礦多金屬選礦廠工業(yè)生產(chǎn)礦漿，經(jīng)硫化礦浮選分離作業(yè)后的底流，即鎢浮選作業(yè)的給料礦漿（參見表1）。從現(xiàn)場(chǎng)工藝銜接著眼，試驗(yàn)要求所有礦樣均不再磨，并帶漿浮選。

表1 小型試驗(yàn)礦樣一覽表

2.2 藥劑

試驗(yàn)藥劑均取自生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，見表2。

表2 試驗(yàn)藥劑一覽表

3 鎢礦礦漿樣選礦小型試驗(yàn)

3.1 探索試驗(yàn)和模擬現(xiàn)場(chǎng)藥劑流程原工藝閉路試驗(yàn)

對(duì)礦漿樣，采用開路浮選流程試驗(yàn)，探索了多種捕收劑，如油酸、氧化石蠟皂733、氧化石蠟皂731、膦酸、W1；以及多種抑制劑，如改性水玻璃、六偏磷酸鈉、腐植酸鈉等的應(yīng)用，均未能取得較好效果，故未再在這些方向做進(jìn)一步研究。

為了考察預(yù)先脫泥工藝的可行性，本研究不再將原現(xiàn)場(chǎng)工藝流程藥劑制度的改進(jìn)作為重點(diǎn)，而只將礦漿樣模擬現(xiàn)場(chǎng)藥劑流程原工藝浮選小型閉路試驗(yàn)結(jié)果，作為后繼試驗(yàn)的相對(duì)比較基點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果見表3，試驗(yàn)流程見圖1-a。

表3 礦漿樣模擬現(xiàn)場(chǎng)藥劑流程條件閉路試驗(yàn)結(jié)果 ％

從表3數(shù)據(jù)可以看出，C樣（Ⅲ礦帶西北角礦）比E樣（Ⅲ礦帶混合礦）難選。

圖1 鎢礦礦漿樣選礦小型閉路試驗(yàn)流程圖

3.2 弱磁選脫鐵-浮選脫泥-黑白鎢混浮新工藝閉路試驗(yàn)

礦漿樣在浮鎢作業(yè)之前，用磁鐵（磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度0.1T）預(yù)先脫鐵。再添加少量起泡劑BK-205進(jìn)行浮選預(yù)脫泥，然后再按現(xiàn)場(chǎng)鎢粗選藥劑流程選鎢。閉路試驗(yàn)流程見圖1-b，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 礦漿樣弱磁選脫鐵-浮選脫泥-黑白鎢混浮工藝閉路試驗(yàn)結(jié)果 ％

將表4的結(jié)果與表3對(duì)比，顯然，C樣、E樣的“磁選預(yù)脫鐵-浮選預(yù)脫泥-黑白鎢混浮新工藝”試驗(yàn)，在原礦WO3品位、粗精礦WO3品位相近的對(duì)應(yīng)條件下，浮選小型閉路試驗(yàn)取得了優(yōu)于原工藝的試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)。其中目前柿竹園礦石中最難選的特別是Ⅲ礦帶西北角礦樣（C礦樣）尤其突出，WO3回收率增加15.04％；Ⅲ礦帶混合礦（E礦樣）WO3回收率增加4.07％。

4 新工藝工業(yè)試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)選礦廠、礦石與原工藝比較基準(zhǔn)指標(biāo)

新工藝工業(yè)試驗(yàn)在柿竹園380選礦廠進(jìn)行，生產(chǎn)規(guī)模為200t/d。

工業(yè)試驗(yàn)礦石為柿竹園Ⅲ礦帶矽卡巖一云英巖鎢鉬鉍類型礦石。

新工藝工業(yè)試驗(yàn)指標(biāo)比較基準(zhǔn)以工業(yè)試驗(yàn)流程改造之前3個(gè)月的生產(chǎn)指標(biāo)為基數(shù)，并按各個(gè)時(shí)間段不同鎢粗精礦品位分類，參見表6和圖2?？梢钥闯?，在使用原工藝時(shí)，略去原礦WO3品位的影響，黑白鎢混浮粗選段的鎢粗精WO3品位越低，則鎢WO3回收率越高，兩者呈一定的相關(guān)關(guān)系。

4.2 新工藝強(qiáng)化弱磁選選鐵作業(yè)試驗(yàn)和浮選預(yù)脫

泥試驗(yàn)

強(qiáng)化弱磁選選鐵作業(yè)的措施是增加一次掃選，所選用設(shè)備為直徑750mm×1 200mm弱磁選機(jī)，磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度為0.13T。

對(duì)于新增掃選磁選機(jī)的強(qiáng)化分選的效率，是采用實(shí)測(cè)掃選磁精產(chǎn)物的產(chǎn)率來進(jìn)行，如表5所示。通過強(qiáng)化弱磁選選鐵作業(yè)，可除去絕大部分對(duì)黑白鎢混浮粗選段的鎢粗精品位和回收率有影響的磁鐵礦。

表5 新增掃選磁選機(jī)的磁選指標(biāo)

由于試驗(yàn)場(chǎng)地限制，無法安裝浮選預(yù)脫泥作業(yè)所需的浮選機(jī)，浮選預(yù)脫泥是采用在原來生產(chǎn)中沒有添加起泡劑的鉍-硫等浮選作業(yè)，添加起泡劑BK205來進(jìn)行，讓礦泥從鉍-硫粗精礦帶出，起到脫泥的作用。當(dāng)BK205用量由0g/t增加到40g/t時(shí)，按硫計(jì)算的鉍-硫粗精礦產(chǎn)率增加1.63％，但未達(dá)到小型試驗(yàn)推薦的浮選預(yù)脫泥作業(yè)脫泥產(chǎn)率預(yù)定5％左右的要求。此處試驗(yàn)條件的改進(jìn)達(dá)標(biāo)，有待商榷。

4.3 新工藝與原工藝工業(yè)試驗(yàn)指標(biāo)對(duì)比

新工藝經(jīng)近一個(gè)月的調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)后，穩(wěn)定運(yùn)行8天共24個(gè)班，處理礦石1 826t，產(chǎn)出不同品位的鎢粗精礦，分類統(tǒng)計(jì)加權(quán)計(jì)算，見表6。顯然，新工藝在產(chǎn)出鎢粗精礦WO3品位13％時(shí)，回收率比原工藝提高2.11％；產(chǎn)出鎢粗精礦WO3品位22％時(shí)，回收率比原工藝提高5.23％，見表6。

用表6的黑白鎢混浮粗選段工業(yè)試驗(yàn)分類統(tǒng)計(jì)加權(quán)計(jì)算數(shù)據(jù)，作鎢粗精礦品位與鎢回收率的相關(guān)關(guān)系圖（見圖2）?？梢钥闯?，黑白鎢混浮粗選段的鎢粗精礦WO3品位越低，則鎢WO3回收率越高，兩者呈一定的相關(guān)關(guān)系。

表6 新工藝工業(yè)試驗(yàn)鎢粗選指標(biāo)，按精礦品位分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果與原工藝生產(chǎn)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較 ％

圖2 鎢粗精礦WO3品位與WO3回收率的關(guān)系

工業(yè)試驗(yàn)中因設(shè)備條件限制，浮選預(yù)脫泥不夠到位，加之工業(yè)試驗(yàn)礦石并不全為難選的Ⅲ礦帶西北角礦，這可能導(dǎo)致工業(yè)試驗(yàn)指標(biāo)沒有小試指標(biāo)突出，有待進(jìn)一步試驗(yàn)，并建議進(jìn)行旋流器預(yù)脫泥試驗(yàn)。

有關(guān)新工藝浮選預(yù)脫泥的作用機(jī)理研究?jī)?nèi)容，請(qǐng)參閱文獻(xiàn)［7］。

5 結(jié)論

（1）對(duì)柿竹園多金屬礦石鎢浮選給礦C礦漿樣、E礦漿樣進(jìn)行了選礦小型試驗(yàn)研究。采用現(xiàn)場(chǎng)原工藝流程藥劑條件對(duì)C、E礦樣進(jìn)行浮選小型閉路試驗(yàn)，獲得的試驗(yàn)指標(biāo)作為相對(duì)比較試驗(yàn)基點(diǎn)。試驗(yàn)表明，C樣（Ⅲ礦帶西北角礦）比E樣（Ⅲ礦帶混合礦）難選。

（2）采用“磁選預(yù)脫鐵-浮選預(yù)脫泥-黑白鎢混浮試驗(yàn)新工藝”，新工藝較原工藝，在原礦WO3品位、粗精礦WO3品位相近的對(duì)應(yīng)條件下，浮選小型閉路試驗(yàn)取得了優(yōu)于原工藝的試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)。其中柿竹園礦石中最難選的Ⅲ礦帶西北角礦樣（C礦樣）尤其突出，WO3回收率增加15.04％。

（3）采用“弱磁預(yù)脫鐵、浮選預(yù)脫泥-黑白鎢混合浮選新工藝”，在柿竹園380選礦廠進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)。新工藝較原生產(chǎn)工藝，在原礦WO3品位、粗精礦WO3品位相近的對(duì)應(yīng)條件下，當(dāng)產(chǎn)出鎢粗精礦WO3品位13％時(shí)，回收率比原工藝提高2.11％；產(chǎn)出鎢粗精礦WO3品位22％時(shí)，回收率比原工藝提高5.23％。

（4）工業(yè)試驗(yàn)中因設(shè)備條件限制，浮選預(yù)脫泥不夠到位，加之工業(yè)試驗(yàn)礦石并不全為難選的Ⅲ礦帶西北角礦，這可能導(dǎo)致工業(yè)試驗(yàn)指標(biāo)沒有小試指標(biāo)突出，有待進(jìn)一步試驗(yàn)，并建議進(jìn)行旋流器預(yù)脫泥試驗(yàn)。

［1］張忠漢，張先華，葉志平，等，柿竹園多金屬礦GY法浮鎢新工藝研究［J］.礦冶工程，1999，19（4）：22-25.

［2］孫傳堯，程新朝，李長(zhǎng)根.鎢鉍鉬螢石復(fù)雜多金屬礦綜合選礦新技術(shù)——柿竹園法［J］.中國(guó)鎢業(yè)，2004，19（5）：8-14.

［3］葉雪均.柿竹園多金屬礦資源綜合利用選礦流程研究［J］.礦產(chǎn)綜合利用，2000（1）：1-4.

［4］陳典助.柿竹園多金屬礦選礦廠設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)踐［J］.有色金屬：選礦部分，2007，（2）：35-38.

［5］過建光，呂清純，李曉東.柿竹園鎢加溫浮選工藝改造實(shí)踐［J］.有色金屬：選礦部分，2002，（6）：13-14.

［6］袁子鋼，柿竹園公司成功實(shí)施井下821t裝藥量特大型爆破［J］.中國(guó)鎢業(yè)，2010，25（1）：11.

［7］鄧海波，趙 磊.細(xì)粒礦泥與鎢礦物凝聚行為和對(duì)浮選分離影響的機(jī)理研究［J］.中國(guó)鎢業(yè)，2011，26（3）：19-22.