胡紅喜 董天頌 張忠漢 張夢平 陳志強 羅傳勝

（1.廣東省資源綜合利用研究所；廣東廣州510650；2.稀有金屬分離與綜合利用國家重點實驗室，廣東廣州510650；3.廣東省礦產(chǎn)資源開發(fā)和綜合利用重點實驗室，廣東廣州510650）

鎢及其合金是現(xiàn)代工業(yè)、國防及高新技術(shù)領(lǐng)域中極為重要的功能材料。錫及其合金在原子能工業(yè)、航空工業(yè)、超導(dǎo)材料和醫(yī)療方面也有著重要的用途［1］。

鎢錫選礦常采用磁選、重選、浮選、電選、化學(xué)處理等方法中的一種或多種方法聯(lián)合獲得精礦［2］。由于鎢錫礦物密度大，實際選別中重選法應(yīng)用居多，鑒于鎢錫礦物易于過粉碎，常采用階段磨礦、階段選別的選別工藝［3，4］。新疆某鎢錫礦礦床儲量可觀，具有較大的開發(fā)利用價值，但礦石礦物組成復(fù)雜，分選困難，為實現(xiàn)該鎢錫礦石的有效回收利用，開展了選礦工藝研究。

1 礦石性質(zhì)

新疆某鎢錫礦石原礦樣粒度為-4 mm。對來樣進(jìn)行化學(xué)多元素分析，原礦WO3、Sn含量分別為0.63%和0.24%，是回收的主要有價元素。其余SiO2、Al2O3、K2O、Fe含量分別為82.20%、9.98%、2.60%、1.10%，此外還含有少量的銅、鉛、鋅、銀等。

經(jīng)MLA礦物自動定量檢測系統(tǒng)測定，礦石中的金屬礦物種類較多。鎢礦物以黑鎢礦為主，少量白鎢礦，以及微量銅鎢華等；錫礦物主要是錫石，其次是黝錫礦，還有少量羥錫鐵石和微量羥錫銅石。礦石中含有多種銀礦物和含銀礦物，包括螺狀硫銀礦、自然銀、碲銀礦、硫銀鉍礦等；其他金屬礦物含量較低，但是種類多，包括黃銅礦、孔雀石、磁黃鐵礦、輝鉬礦、黃鐵礦、輝鉍礦等。脈石礦物含量較高，以石英、云母、長石為主，少量電氣石、綠泥石和高嶺土等。礦石鎢、錫物相分析結(jié)果見表1。

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從表1可以看出：鎢主要以黑鎢礦的形式存在，92.76%的鎢存在于黑鎢礦中；錫主要存在于錫石中。

礦石黑鎢礦的嵌布粒度較粗，主要粒度范圍為0.04～2.56 mm，適合重選回收；錫石的嵌布粒度比黑鎢礦細(xì)，主要粒度范圍為0.01～0.64 mm，其中-0.04 mm占48%，需防止磨礦過程發(fā)生過粉碎。

2 選礦試驗研究

選礦試驗分為鎢錫粗選段試驗及鎢錫精選段試驗。

2.1 粗選段試驗研究

2.1.1 粗選磨礦粒度的選擇

選擇合理的入選粒度，使鎢錫礦物與脈石礦物實現(xiàn)充分單體解離，同時盡量減少鎢錫礦物的過粉碎［5，6］，是鎢錫礦物有效回收的重要前提。

對原礦分粒級進(jìn)行單體解離度的測定：1～4 mm粒級黑鎢礦的單體解離度僅為33%，錫石的單體解離度僅為5%；0.8～1 mm粒級黑鎢礦和錫石的單體解離度分別為65.5%、65.9%，-0.63 mm以下各粒級黑鎢礦和錫石的單體解離度已接近90%～95%。因此，將原礦篩分成 1～4、0.8～1、0.6～0.8、0.4～0.6、0.2～0.4、0.1～0.2、-0.1 mm共7個粒級，各粒級分別進(jìn)行重選試驗（1～4 mm粒級用跳汰選別，-1 mm以下各粒級用搖床選別），原礦篩分后各粒級重選試驗結(jié)果見表2。

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從表2可以看出：1～4 mm粒級的跳汰尾礦中WO3和Sn的含量都比較高，分別達(dá)到0.160%和0.058%；0.1～1 mm各粒級的搖床選尾礦中WO3和Sn的含量都比較低，-0.1 mm粒級搖床尾礦WO3和Sn含量略高，主要是含較多微細(xì)泥所致。

根據(jù)不同粒級物料的單體解離度及重選試驗結(jié)果，確定粗選磨礦粒度為-1.0 mm，采用磨機與振動篩閉路獲得。

2.1.2 粗選段選礦方案的選擇

粗選段采用2種流程進(jìn)行比較。將原礦磨至-1.0 mm，磨礦產(chǎn)品經(jīng)篩分和水力分級分成0.5～1.0 mm粗砂、0.075～0.5 mm細(xì)砂和-0.075 mm細(xì)泥，然后分粒級分別進(jìn)行單一重選試驗、磁選—重選試驗。①單一重選流程。由于鎢礦物和錫石的密度均較大（一般為7.1～7.5 g/cm3、6.8～7.3 g/cm3），與云母、石英、長石、高嶺土等脈石礦物（一般小于3 g/cm3）有較大的密度差，適宜用重選法分選。分級后各產(chǎn)品均采用搖床選別，分別經(jīng)1次粗選和1次中礦再選，獲得鎢錫粗精礦。②磁選—重選流程。由于原礦中鎢的價值占絕對優(yōu)勢地位，主要回收的鎢礦物——黑鎢礦屬弱磁性礦物，可以通過濕式高梯度強磁選將其優(yōu)先選入磁性產(chǎn)品中，獲得黑鎢粗精礦，絕大部分錫石為非磁性礦物，可通過重選回收錫石。各粒級產(chǎn)品先用濕式強磁選機（磁場強度為1.0 T）選出磁性產(chǎn)品，為鎢粗精礦；非磁性產(chǎn)品經(jīng)搖床1次粗選和1次中礦再選，獲得錫粗精礦。粗選段原則流程分別見圖1、圖2，獲得的試驗結(jié)果見表3。

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從表3可知：單一重選方案錫回收率高于磁選—重選方案，由于強磁選將中等密度的弱磁性脈石隨黑鎢礦一起選入磁性產(chǎn)品中后，非磁性部分再重選錫時，由于缺少了中間礦物的隔離帶，錫石易損失于脈石尾礦中，進(jìn)而降低錫的粗選回收率；磁選—重選方案的鎢回收率較單一重選稍高，對各粒級鎢的回收效果分別進(jìn)行對比（表4），2種方案對粗砂和細(xì)砂物料的鎢分選回收效果十分接近；但對細(xì)泥物料，磁選—重選方案鎢回收率遠(yuǎn)高于單一重選方案，這是由于細(xì)泥物料粒度較細(xì)（細(xì)泥中-0.025 mm粒級占70%），而強磁選的回收粒度下限比重選設(shè)備低，使得強磁選鎢回收率略高。但磁選—重選方案獲得的粗精礦（鎢粗精礦+錫粗精礦）WO3含量較低，僅為6.83%，若用重選提高其品位，必然會帶來鎢的損失，因此磁選—重選方案并未具有明顯優(yōu)勢。

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從簡化流程、綜合回收鎢和錫的角度出發(fā)，粗選段選擇單一重選方案更合理。

2.1.3 粗選段優(yōu)化試驗

在方案比較的基礎(chǔ)上，對單一重選方案進(jìn)行優(yōu)化。每個粒級先采用螺旋選礦機進(jìn)行1次粗選1次掃選，螺旋粗選掃選精礦合并后采用搖床進(jìn)行1次粗選、1次中礦再選，搖床粗選精礦與中礦再選精礦合并進(jìn)入精選作業(yè)，粗選段優(yōu)化后試驗流程見圖3，結(jié)果見表5。

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從表5可以看出，粗選段獲得的粗砂粗精礦WO3含量為25.04%、Sn品位為7.55%，對原礦回收率分別為19.42%、15.20%；細(xì)砂粗精礦WO3含量為18.99%、Sn品位為6.61%，對原礦回收率分別為64.43%、58.06%；細(xì)泥粗精礦WO3含量為7.61%、Sn品位為2.52%，對原礦回收率分別為2.21%、1.89%。粗精礦合計WO3含量為19.30%、Sn品位為6.51%，對原礦回收率分別為86.06%、75.15%。

2.2 精選段試驗

在重選粗精礦中，除黑鎢礦、錫石外，還含有褐鐵礦、電氣石、孔雀石、磁黃鐵礦、綠泥石等中等密度的礦物，這些礦物的磁性與黑鎢礦相近，為獲得高品質(zhì)的精礦，需對粗精礦進(jìn)行分級精選。

（1）硫化礦的脫除。礦石中存在少量硫化礦，可根據(jù)需要設(shè)脫硫作業(yè)（以硫酸銅作活化劑、丁黃藥作捕收劑、2#油作起泡劑經(jīng)1粗1精浮選，粗選尾礦與精選尾礦合并為硫化礦產(chǎn)品）。粗砂粗精礦與細(xì)砂粗精礦的脫硫產(chǎn)品混合，然后篩分為+0.2 mm、0.075～0.2 mm 2個粒級分別進(jìn)行黑鎢礦與錫石分離。

（2）黑鎢礦與錫石分離?？赏ㄟ^強磁選分離，黑鎢礦和錫石分別進(jìn)入磁性和非磁性產(chǎn)品中；在強磁場作用下，黑鎢礦、褐鐵礦、電氣石、磁黃鐵礦、綠泥石會進(jìn)入磁性產(chǎn)品中。①對+0.2 mm、0.075～0.2 mm物料，分別采用干式磁選機進(jìn)行磁選以分離黑鎢礦與錫石，為減少磁選作業(yè)處理量，需先用重選法（采用搖床）先將黑鎢礦與其他中等密度礦物分開。②對-0.075 mm細(xì)粒物料，直接采用濕式高梯度強磁選機進(jìn)行分選，然后對獲得的磁性、非磁性產(chǎn)品分別進(jìn)行搖床重選得到黑鎢精礦、錫石精礦。

（3）中礦再磨再選。由于部分鎢、錫礦物嵌布粒度較細(xì)，因此+0.2 mm粒級還有部分鎢、錫礦物與其他礦物連生，需要再磨使有用礦物充分解離后進(jìn)行選別。

按以上分選過程形成“脫硫—重選—磁選—中礦再磨—重選”精選工藝，試驗原則流程見圖4，結(jié)果見表6。

從表6可以看出：對WO3含量為19.30%、Sn品位為6.51%的粗精礦，經(jīng)精選試驗，獲得的鎢精礦WO3含量為65.23%，對原礦回收率為78.04%；獲得的錫精礦Sn品位為42.40%，對原礦回收率為66.04%。另外還獲得了含Cu品位為7.53%、含Ag 670 g/t的硫化礦產(chǎn)品，可對其進(jìn)行綜合回收。

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3 結(jié)語

新疆某鎢錫礦WO3含量為0.63%、Sn品位為0.24%，可回收的有價組分主要為WO3和Sn。礦石鎢、錫礦物種類多，且容易過粉碎；脈石礦物有褐鐵礦、電氣石、孔雀石、磁黃鐵礦、綠泥石等中等密度的礦物，且這些礦物的磁性與黑鎢礦相近，增加了鎢、錫分選的難度。針對該鎢錫礦石的特點，在礦石磨細(xì)至-1.0 mm條件下，采用粗選段分粒級（0.5～1.0 mm粗砂、0.075～0.5 mm細(xì)砂、-0.075 mm細(xì)泥）單一重選、精選段各粒級分別脫硫—脫硫后粗粒級（0.5～1.0 mm和0.075～0.5 mm）精礦合并后篩分（+0.2 mm、-0.2 mm），篩上（+0.2 mm）磁選—重選，重選尾礦再磨再選，篩下（-0.2 mm）磁選—重選，脫硫后細(xì)粒級（-0.075 mm）—磁選—重選的工藝流程進(jìn)行選別。獲得的鎢精礦WO3含量為65.23%、對原礦回收率為78.04%，錫精礦Sn品位為42.40%、對原礦回收率為66.04%，實現(xiàn)了鎢、錫資源的有效回收。