趙德志
(文山麻栗坡紫金鎢業(yè)集團有限公司,云南 文山 663600)
鎢作為一種重要的戰(zhàn)略金屬,常用于電子、合金等領域[1,2],目前鎢資源的開發(fā)利用主要來自白鎢礦與黑鎢礦。我國的黑鎢礦和白鎢資源豐富,但目前可供開發(fā)利用鎢資源主要以白鎢礦為主。白鎢礦常與螢石,方解石、磷灰石等含鈣礦物共存[3,4],浮選是最有效的提取物資源的方法[5-7],白鎢礦浮選常用捕收劑為脂肪酸類,如油酸,氧化石蠟皂等,抑制劑大多采用水玻璃。但由于白鎢礦中脈石組成及性質復雜多變,導致白鎢礦的浮選藥劑制度都有不同[8,9],因此,針對礦石性質制定合理的藥劑制度有利于白鎢礦資源的高效回收。
河南欒川某矽卡巖型白鎢礦中鎢品位極低,屬于典型的高泥高硅型白鎢礦。由于礦石性質復雜,礦山沒有進行系統(tǒng)的白鎢礦選礦試驗研究,導致白鎢礦沒有得到有效回收,因此,為有效提高低品位白鎢礦的回收利用,增加礦山經濟效益,本文針對該高泥高硅矽卡巖型白鎢礦進行了原礦化學組成及性質分析,并在該基礎上進行了白鎢礦的選礦試驗研究,為該礦石中白鎢礦的開發(fā)利用提供技術支持,為國內外同類低品位矽卡巖型白鎢礦提供參考與借鑒。
由化學組成分析結果可知,WO3品位為0.161%,具有較高的回收利用的價值;進一步分析了鎢的物相存在形式,物相分析結果表明,礦石中鎢主要以白鎢礦的形式存在,占了總鎢的97%以上,黑鎢礦與鎢華占有率很少;分析了白鎢礦物粒度分布,在-0.010mm粒級范圍內,白鎢礦的占有率達19.69%,微細粒級白鎢礦含量大。因此,如何較好的回收微細粒級白鎢將是影響白鎢礦回收率的關鍵。
磨礦細度關系到礦物的單體解離,并直接影響目的礦物的回收,因此,首先在顯微鏡下進行一組不同磨礦細度條件下礦物的單體解離度測定試驗,測定結果表明,當磨礦細度為-0.074mm占67.72%時,白鎢礦的解離度分別為95.42%,滿足白鎢礦浮選的解離度要求,因此后續(xù)試驗研究過程中確定磨礦細度為-0.074mm占67.72%。
對原礦進行白鎢礦粗選試驗研究,白鎢礦粗選主要包括調整劑種類及用量、捕收劑的種類及用量的控制,浮選濃度試驗以及閉路試驗等,粗選試驗在3L浮選機中進行,給礦為1kg。
2.1.1 白鎢礦粗選碳酸鈉用量
碳酸鈉是白鎢礦浮選過程中常用的調整劑之一,具有調節(jié)礦漿pH值和分散礦泥等作用。因此,添加一定量的碳酸鈉可能有利于白鎢礦的浮選。在磨礦細度為-0.074mm占67.72%,抑制劑水玻璃用量3000g/t,捕收劑FW用量240g/t的條件下,考察碳酸鈉用量對白鎢礦浮選指標的影響,試驗結果可知,碳酸鈉用量增加,WO3的品位變化不明顯,回收率呈上升趨勢,當用量大于1000g/t時,WO3品位和回收率均呈下降趨勢,綜合考慮,碳酸鈉用量為1000g/t。
2.1.2 白鎢礦粗選水玻璃用量
水玻璃是白鎢礦浮選過程中常用的抑制劑,水解出的硅酸組分可以有效抑制方解石和螢石等含鈣脈石礦物,但用量過多會抑制白鎢礦的浮選,因此,在白鎢礦浮選過程中控制水玻璃用量對選礦指標具有重大影響。磨礦細度為-0.074mm占67.72%,碳酸鈉用量1000g/t,捕收劑FW用量240g/t的條件下,考察水玻璃用量對白鎢礦浮選指標的影響,其試驗結果可知,隨著水玻璃用量增加,WO3的品位呈增加趨勢,而水玻璃氫氧用量大于3000g/t時,WO3回收率下降顯著,綜合考慮,水玻璃用量為3000g/t。
2.1.3 白鎢礦粗選捕收劑種類及用量
捕收劑關系到白鎢礦的回收及在抑制劑作用下與含鈣礦物的選擇性分離,選取高效低毒的捕收劑是實現(xiàn)白鎢礦浮選的關鍵,因此,在磨礦細度為-0.074mm占67.72%%,碳酸鈉用量1000g/t,水玻璃用量3000g/t的條件下,分別考察731、FW和733用量對白鎢礦浮選指標的影響,其試驗結果可知,F(xiàn)W捕收劑、731氧化石蠟皂和733均能有效浮選白鎢礦,但FW捕收劑捕收能力強,用量少,選擇性好。731用量為FW用量的2.67倍時,733用量為FW用量1.5倍時,才能取得FW的選礦回收率指標。綜合考慮白鎢礦選礦指標,選取FW為本次白鎢礦浮選捕收劑,其用量為240g/t。
2.1.4 白鎢礦粗選礦漿濃度影響
浮選過程中礦漿濃度對目的礦物的回收具有重要影響,濃度過低不利于礦物的回收,過高容易產生泡沫夾帶。因此,在磨礦細度為-0.074mm占67.72%,碳酸鈉用量1000g/t,水玻璃用量3000g/t,F(xiàn)W用量為240g/t的條件下,考察礦漿濃度對白鎢礦浮選指標的影響,其試驗結果可知,礦漿濃度低時影響鎢的回收率,濃度較高時影響鎢的回收率。綜合考慮,浮選礦漿濃度控制在35%~37%。
2.1.5 白鎢礦粗選段閉路試驗
在最佳條件實驗的基礎上,確定磨礦細度為-0.074mm占67.72%,碳酸鈉用量1000g/t,水玻璃用量3000g/t,F(xiàn)W用量為240g/t,礦漿濃度35%的條件下,進行一次粗選,兩次精選,三次掃選的白鎢礦粗選段閉路試驗,試驗結果白鎢礦粗選段可得到鎢粗精礦WO3品位為5.34%、回收率為91.11%的指標。
2.1.6 白鎢礦粗精礦加溫精選試驗
粗選段鎢精礦中組分含量測定,其脈石成分主要還是以含鈣礦物方解石、螢石為主,采用常溫浮選時,精選過程中很難控制鎢精礦產率,影響白鎢礦精礦的品位,因此,本次研究采用加溫法。加溫攪拌濃度為55%~60%,溫度為90℃,攪拌時間為50min,氫氧化鈉用量145g/t,水玻璃用量3500g/t,F(xiàn)W用量12g/t,對給礦(鎢粗精礦)進行一次粗選一次掃選合并后經兩次精選的開路試驗可得到WO3品位47.97%,作業(yè)回收率為93.19%的鎢精礦指標。
根據本次白鎢礦浮選制定的藥劑制度及工藝流程,進行白鎢礦回收全閉路試驗,試驗結果可知,對原礦進行一次粗選三次掃選兩次精選的鎢粗選,并將鎢粗精礦加溫處理進行兩次精選兩次掃選的閉路可得到WO3品位47.97%,回收率為84.91%的白鎢精礦指標。
(1)河南某矽卡巖型白鎢礦中WO3品位為0.164%,主要金屬礦物為白鎢礦,礦石中含有少量的硫化礦,脈石礦物主要為石榴子石、螢石、方解石和石英等,屬于典型的高泥高硅白鎢礦。
(2)白鎢礦粗選試驗采用碳酸鈉調節(jié)礦漿pH,水玻璃為抑制劑,F(xiàn)W為捕收劑,控制礦漿濃度,并對粗精礦進行加溫浮選,有效實現(xiàn)了白鎢礦與脈石礦物的高效分離。
(3)在磨礦細度為-0.074mm占65%左右條件下,一次粗選兩次精選,三次掃選的白鎢礦粗選段;加溫條件下,進行一次粗選,兩次掃選的閉路試驗,最終得到了得到了WO3品位47.97%,回收率為84.91%的白鎢精礦,該選礦工藝可以為矽卡巖型高泥高鈣白鎢礦的選礦試驗指導及工業(yè)應用提供良好的借鑒。