雷大士，王宇斌，郭月琴，李 青，文 堪

（1.西安建筑科技大學(xué) 材料與礦資學(xué)院，陜西 西安 710055；2.西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司，陜西 西安 710055）

陜西某含鉍白鎢礦選礦試驗(yàn)研究

雷大士1，王宇斌1，郭月琴2，李 青2，文 堪1

（1.西安建筑科技大學(xué) 材料與礦資學(xué)院，陜西 西安 710055；2.西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司，陜西 西安 710055）

陜西某鎢礦屬于鎢鉍多金屬礦，該礦中白鎢礦與脈石礦物連生關(guān)系密切，含鉍礦物氧化率較高，且輝鉍礦等含鉍礦物多沿白鎢礦裂隙充填分布，白鎢礦與輝鉍礦均性脆易泥化，導(dǎo)致鎢鉍難以分離回收。研究確定采用分級(jí)—跳汰拋尾—搖床精選—粗精再磨—鎢鉍分離的工藝流程回收鎢、鉍。在給礦鎢、鉍品位分別為1.39%、0.096%時(shí)，可獲得品位為66.79%、回收率為90.81%的Ⅰ級(jí)白鎢精礦和品位為21.97%、回收率為68.91%的Ⅴ級(jí)鉍精礦。通過(guò)試驗(yàn)該鎢鉍多金屬礦獲得了較理想的選礦指標(biāo)。該研究對(duì)類似礦石的選別具有一定的參考意義。

鎢鉍多金屬礦；跳汰拋尾；重選-浮選聯(lián)合工藝；鎢鉍分離

近年來(lái)白鎢行業(yè)市場(chǎng)持續(xù)低迷，而白鎢礦中其他有價(jià)元素的回收既能避免資源浪費(fèi)，又能提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益，因此關(guān)于這方面的研究越來(lái)越受到重視，尤其是含鉍白鎢多金屬礦中有價(jià)元素的高效回收逐漸成為研究熱點(diǎn)[1-5]。含鉍白鎢礦的常用選別工藝主要以浮選為主，但該工藝藥劑制度較為復(fù)雜，且要求的磨礦細(xì)度較細(xì)，同時(shí)白鎢礦和輝鉍礦均性脆易磨，且容易泥化進(jìn)而影響鎢、鉍的分離回收[6-9]。鑒于此，研究采用重選-浮選聯(lián)合選別流程對(duì)陜西某含鉍白鎢礦開(kāi)展了鎢鉍回收試驗(yàn)。

1 礦石性質(zhì)

巖礦鑒定表明，白鎢礦呈他形粒狀、不規(guī)則粒狀等分布于鉀長(zhǎng)石石英脈中。白鎢礦與非金屬礦物多形成不規(guī)則連生，部分包裹于方解石中，其中方解石的可浮性與白鎢礦相差不大，因此會(huì)影響白鎢礦浮選回收效果。白鎢礦的工藝粒度大部分介于0.1～5.0mm，單體粒度較粗，且比重較大，考慮采用重選方法富集鎢。輝鉍礦等含鉍礦物多沿白鎢礦裂隙間充填分布，這部分可通過(guò)磨礦實(shí)現(xiàn)解離，但同時(shí)也有一部分細(xì)粒的自然鉍包裹于白鎢礦顆粒中，該部分鉍不易解離，而白鎢礦性脆易泥化，故鎢、鉍分離時(shí)應(yīng)注意控制磨礦細(xì)度。礦石中鎢主要以白鎢礦中的鎢為主，占90.17%。鉍主要以輝鉍礦中的鉍為主，占65.62%，且其可浮性較好，因此考慮采用浮選方法回收鉍；氧化鉍中的鉍占21.88%，較難通過(guò)浮選回收，這部分會(huì)影響鉍的回收率。原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，鎢、鉍物相分析結(jié)果如表2和表3。

表1 原礦多元素分析 w/%Tab.1 M ulti-elementary analysis resultsof crudeore

表2 原礦鎢物相分析結(jié)果 w/%Tab.2 Tungsten phaseanalysisof crudeore

由表1可知，原礦中WO3品位為1.39%，達(dá)到了最低工業(yè)品位要求，為主要回收元素；鉍品位為0.096%，達(dá)到了綜合回收標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)考慮綜合回收；S品位僅為0.43%，可見(jiàn)原礦中硫化礦含量較少，但由于硫化礦可能在重選或浮選中富集而影響鎢精礦的質(zhì)量，應(yīng)在試驗(yàn)過(guò)程中引起重視。

表3 原礦鉍物相分析結(jié)果 w/%Tab.3 Bism uth phaseanalysisof crudeore

2 選礦流程選擇

該白鎢-石英脈型鎢礦石中金屬種類繁多，脈石礦物主要是石英及含鈣礦物等，且鎢礦物嵌布粒度較粗，適合采用重選方法進(jìn)行富集，同時(shí)考慮到鉍的綜合回收，故確定采用“分級(jí)—跳汰拋尾—搖床精選—粗精再磨—鎢鉍分離”的工藝流程回收礦石中的鎢、鉍[10]。試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，-12mm原礦篩分為-12mm+6mm、-6mm+4mm、-4mm+2mm、-2mm+ 1mm和-1mm五個(gè)粒級(jí)，其中-12mm+6mm、-6mm+ 4mm、-4mm+2mm和-2mm+1mm四個(gè)粒級(jí)分別進(jìn)入跳汰作業(yè)，獲得跳汰精礦經(jīng)磨礦后與-1mm粒級(jí)合并進(jìn)行搖床精選，獲得鎢鉍混合精礦。鎢鉍混合精礦再磨后采用浮選進(jìn)行鎢鉍分離。

圖1 試驗(yàn)流程Fig.1 Flowsheetof experiment

2.1 分級(jí)跳汰試驗(yàn)

研究對(duì)-12mm+6mm、-6mm+4mm、-4mm+2mm和-2mm+1mm四個(gè)粒級(jí)分別進(jìn)行跳汰試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，-12mm+6mm粒級(jí)的跳汰拋尾量為98.84%，-6 mm+4 mm粒級(jí)的跳汰拋尾量為86.40%，-4mm+2mm粒級(jí)的跳汰拋尾量為66.73%，-2mm+1mm粒級(jí)的拋尾量為50.36%。-12mm+6mm粒級(jí)的回收率為81.93%，因?yàn)榱６容^粗，一些與脈石礦物連生的白鎢礦未充分解離，從而進(jìn)入尾礦，但該粒級(jí)產(chǎn)率較小，相對(duì)原礦損失率僅為2.43%。其他各粒級(jí)回收率均達(dá)到92%以上，-4mm+2mm和-2mm+1mm兩個(gè)粒級(jí)的回收率高達(dá)99.10%以上，拋尾效果較為理想。

表4 分級(jí)跳汰試驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Resultsof graded jigging

2.2 搖床精選試驗(yàn)

由于分級(jí)跳汰獲得的粗精礦粒度較粗，考慮到白鎢礦和輝鉍礦均性脆、易泥化，故選擇磨礦細(xì)度為-0.074mm占20%，經(jīng)磨礦后與-1mm粒級(jí)合并進(jìn)行搖床精選試驗(yàn)，搖床入選物料WO3品位為2.98%，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知，經(jīng)過(guò)搖床精選作業(yè)，分級(jí)搖床精礦合并得到重選精礦，WO3平均品位為58.81%，總回收率達(dá)到91.25%，其中Bi品位為3.03%，考慮到鉍的綜合回收，需對(duì)該重選精礦進(jìn)行鎢鉍分離試驗(yàn)。

圖2 搖床精選試驗(yàn)流程Fig.2 Flowsheetof shaker experiment

表5 搖床精選試驗(yàn)結(jié)果Tab.5 Resultsof shaker separation

2.3 鎢鉍分離試驗(yàn)

2.3.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

重選獲得的鎢鉍混合精礦粒度較粗，根據(jù)鉍物相分析可知含鉍礦物多以硫化物形式存在，且?guī)r礦鑒定分析表明含鉍礦物嵌布粒度較細(xì)，因此需要再磨。固定條件：硫酸4000g/t，硫酸銅400g/t，丁基黃藥150g/t，2#油50 g/t，磨礦細(xì)度為變量，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.6 Testing resultsof grinding fineness

由表6可知，磨礦細(xì)度從-0.074mm占33%增大至62%，鉍精礦中鉍的品位由15.13%提高至16.97%，鉍的回收率從69.96%提高至92.88%，原因是隨著磨礦細(xì)度的增加，包裹于白鎢礦中的鉍礦物逐漸解離出來(lái)，使得鉍精礦品位和回收率逐漸提高，而白鎢礦由于性脆則容易過(guò)磨泥化，繼續(xù)提高磨礦細(xì)度，反而導(dǎo)致鎢精礦的品位和回收率降低。綜合考慮鎢、鉍的回收率，確定磨礦細(xì)度為-0.074mm占62%。

2.3.2 硫酸用量試驗(yàn)

該礦石經(jīng)過(guò)分級(jí)、跳汰拋尾、搖床精選等作業(yè)，其中的硫化鈉表面難免沾染微細(xì)顆粒或被空氣輕微氧化，而硫酸能清洗硫化物表面的氧化薄膜或微細(xì)顆粒，使硫化物重新獲得良好的可浮性。固定條件：磨礦細(xì)度-0.074mm占62%，硫酸銅400 g/t，丁基黃藥150 g/t，2#油50 g/t，硫酸用量為變量，試驗(yàn)結(jié)果如表7。

由表7可知，隨著硫酸用量的增加，鉍精礦中鉍的回收率先增大后減小，當(dāng)硫酸用量增加到4 000 g/t時(shí)，鉍精礦中鉍的回收率達(dá)到最高值，原因在于該浮選的目的礦物主要是含鉍的硫化物礦物，而硫酸能清洗硫化物表面的氧化薄膜或微細(xì)顆粒，使硫化物重新獲得良好的可浮性，繼續(xù)增加硫酸用量到6 000 g/t時(shí)，鉍的回收率反而降低，原因是丁基黃藥本身性質(zhì)不穩(wěn)定，且pH值越低丁基黃藥分解越迅速，逐漸失去捕收能力。綜合考慮，確定硫酸用量為4 000 g/t。

表7 硫酸用量試驗(yàn)結(jié)果Tab.7 Testing resultsof sulfuric acid dosage

2.3.3 硫酸銅用量試驗(yàn)

硫酸銅具有良好的活化作用，能更好地實(shí)現(xiàn)鎢鉍分離。固定條件：磨礦細(xì)度-0.074mm占62%，硫酸4 000 g/t，丁基黃藥150 g/t，2#油50 g/t，硫酸銅用量為變量，試驗(yàn)結(jié)果如表8。

表8 硫酸銅用量對(duì)浮選的影響Tab.8 Effectof copper sulfateon flotation

由表8可知，隨著硫酸銅用量的增加，鎢精礦中鎢的回收率變化不大，而鉍精礦中鉍的回收率先增大后減小，當(dāng)硫酸銅用量為400 g/t時(shí)，鉍的回收率為97.88%，鎢的回收率達(dá)到最大值為98.08%。綜合考慮，故選擇硫酸銅用量為400 g/t。

2.3.4 丁基黃藥用量試驗(yàn)

試驗(yàn)采用丁基黃藥作為捕收劑，固定條件：磨礦細(xì)度-0.074mm占62%，硫酸4000g/t，硫酸銅400g/t，2#油50g/t，丁基黃藥用量為變量，試驗(yàn)結(jié)果如表9。

表9 丁基黃藥用量對(duì)浮選的影響Tab.9 Effectof butylxanthate dosageon flotation

由表9可知，隨著丁基黃藥用量的增加，鉍的回收率由97.09%增至98.24%，而鎢的回收率從98.45%降至97.02%，主要是因?yàn)樯俨糠值逆u與鉍存在連生關(guān)系，從而造成部分含鉍礦物夾雜著鎢進(jìn)入泡沫產(chǎn)品，導(dǎo)致鎢精礦中鎢回收率降低。綜合考慮鎢、鉍的回收率，確定丁基黃藥用量為150 g/t。

2.4 閉路試驗(yàn)

在開(kāi)路條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了閉路試驗(yàn)。試驗(yàn)流程如圖3，試驗(yàn)結(jié)果如表10。

表10 閉路試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.10 Resultsof closed-circuitexperiments

圖3 閉路試驗(yàn)流程Fig.3 Flowsheetof closed-circuitexperim ents

由表10可知，閉路試驗(yàn)可獲得WO3品位為66.79%、回收率為90.81%的Ⅰ級(jí)白鎢精礦，鉍品位21.97%、回收率68.91%的Ⅴ級(jí)鉍精礦。

3 結(jié)論

（1）該礦石屬鎢鉍多金屬礦，可供回收的元素主要為鎢、鉍，含量分別為WO31.39%、Bi0.096%。原礦中白鎢礦與含鈣脈石礦物連生關(guān)系密切，白鎢礦嵌布粒度較粗，鉍礦物多沿白鎢礦裂隙間充填分布，采用重選-浮選聯(lián)合流程能有效地實(shí)現(xiàn)鎢鉍綜合回收。

（2）采用分級(jí)—跳汰拋尾—搖床精選—粗精再磨—鎢鉍分離的工藝流程，可獲得WO3品位為66.79%、回收率為90.81%的Ⅰ級(jí)白鎢精礦，鉍品位為21.97%、回收率為68.91%的Ⅴ級(jí)鉍精礦，選礦指標(biāo)較為理想。

（3）該重選-浮選聯(lián)合選別流程能夠有效回收含鉍白鎢礦中的鎢、鉍，且流程較為簡(jiǎn)單，對(duì)類似礦石的選別具有一定的指導(dǎo)意義。

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Beneficiation of a Bismuth-containing Scheelite in Shaanxi

LEIDashi1,WANGYubin1,GUOYueqin2,LIQing2,WENKan1
(1.CollegeofMaterialsand Mineral resources,Xi'an UniversityofArchitectureand Technology,Xi'an 710055,Shaanxi,China;2.Xi'an NorthwestGeological InstituteofNonferrousMetalsCo.,Ltd.,Xi'an 710055,Shaanxi,China)

Tungsten and bismuth in a bismuth-containing Scheelite in Shaanxi are difficult to be separated and recovered due to the following reasons:the close association of Scheelite and gangueminerals,high oxidation rate of bismuth-containingminerals,brittle characteristicsofscheeliteand gypsum ore.A processofgrading-jigging tailshaker selection-coarse fine grinding-tungsten bismuth separation was applied to recover tungsten and bismuth. When thegrade of tungsten and bismuth feedsare1.39%and 0.096%respectively,scheelite concentrate(grade I) with the grade of 66.79%and bismuth concentrate (grade V)with the grade of 21.97%were obtained,with the recovering rates reaching 90.81%and 68.91%.The study has some reference significance for the selection of similarores

tungstenbismuthpolymetallicore;jigging tail;gravity-flotation jointprocess;tungstenbismuthseparation

TD952

A

（編輯：游航英）

10.3969/j.issn.1009－0622.2017.03.006

2017-05-12

陜西省教育廳基金項(xiàng)目（16JK1467）

雷大士（1991-），男，河北石家莊人，碩士研究生，研究方向：資源綜合利用。

王宇斌（1972-），男，河南洛陽(yáng)人，博士，副教授，主要從事資源綜合利用及礦物材料方面的研究。