技術文章：鎢礦選礦設備工藝流程
2022-05-31 17:35:23
自然界已發現的鎢礦物和含鎢礦物有 20 余種，但其中具有開采經濟價值的只有黑鎢礦(鎢錳鐵礦)和白鎢礦(鈣鎢礦)。黑鎢礦(Fe、Mn) WO4，含 WO3 76%；白鎢礦 CaWO4，含 WO3 80.6%。其他諸如鎢華 WO3·H2O、銅鎢華 CuWO4·H2O、鎢鉛礦PbWO4 和鎢鉬鉛礦 (Pb，Mo) WO4 等并沒有太大工業價值。鎢礦是我國的優勢礦產資源，中國鎢礦儲量居世界首位，為國外 30 多個國家總儲量的 3 倍多。我國鎢礦儲量雖大，但品位低，難選礦石占相當比重。其中白鎢礦和黑、白鎢混合礦大部分為組分復雜、有用礦物嵌布粒度細的礦石，分選難度大，加之其與其他金屬共伴生，更不易開發利用。一、黑、白鎢礦選礦藥劑的研究現狀1.1 黑、白鎢礦捕收劑研究白鎢礦與含鈣脈石的礦物如方解石和螢石礦物等的分離難度也很大，因此白鎢礦浮選藥劑和浮選設備的研究至關重要。白鎢礦捕收劑可以分為 4 類：陰離子捕收劑、陽離子捕收劑、兩性捕收劑以及非極性捕收劑，其中最常用的為陰離子捕收劑。另外，捕收劑的組合使用也是研究的熱點。陰離子捕收劑主要包括脂肪酸類、磺酸類、膦酸類、羥肟酸以及螯合類捕收劑，陽離子捕收劑主要是指胺類捕收劑，兩性捕收劑即氨基酸類捕收劑。程新朝用螯合捕收劑和水玻璃為主的組合抑制劑的藥劑制度，最終得到含 WO3 71.83%、回收率56.23% 的白鎢精礦和含 WO3 66.61%、回收率 27.30%的黑鎢精礦，總鎢回收率達 83.53 %。孟憲瑜用改性水玻璃和脂肪酸進行白鎢粗選，用改進的彼德洛夫法進行白鎢加溫精選，原礦含 WO3 0.418%，獲得含 WO3 67.87%、回收率 85.99% 的白鎢精礦。張忠漢等采用螯合捕收劑 GYN 和輔助捕收劑 GYE，獲得白鎢精礦含 WO3 45.2%，回收率達 89.58 %。葉雪均等加入配比為 5∶1 的 731 氧化石蠟皂與塔爾油作組合捕收劑，比單用 731 氧化石蠟皂時 WO3 品位下降0.24%，回收率提高了 2.26%。余軍等用捕收劑 CKY和油酸鈉對黑鎢礦、白鎢礦、螢石、方解石單礦物和實際礦物進行了浮選分離研究，可實現鎢礦物與螢石、方解石的有效分離。周箐等采用 K 捕收浮選瑤崗仙白鎢礦，可從含 WO3 為 0.32% 的給礦中得到含WO3 64.76%、回收率為 87.76% 的白鎢粗精礦。周曉彤等采用先浮硫化礦，再加入 Na2CO3、Na2SiO3和高效復合捕收劑 TA 進行白鎢粗選，白鎢粗精礦添加改性 Na2SiO3 和進行加溫精選的工藝流程，獲得 WO3品位 65.41%、回收率 81.12% 的白鎢精礦。韓兆元采用GYB 與 ZL 的組合對含 WO3 0.81% 的原礦進行黑鎢礦和白鎢礦的混合浮選，獲得了含 WO3 30.07%、回收率為 88.79% 的粗精礦，加溫精選獲得白鎢精礦中 WO3品位為 68.24%，回收率為 60.02%；精選尾礦經搖床選別獲得 WO3 品位為 66.17%、回收率為 13.74% 的黑鎢精礦；次鎢精礦中 WO3 品位為 32.72%，回收率為10.79%；鎢精礦中 WO3 總回收率為 84.55% ，獲得了較好的選礦指標。曾慶軍[9]用 ZL 做捕收劑獲得的鎢精礦品位和回收率均高于用 731 氧化石蠟皂，且 ZL 捕收劑用量少。當原礦品位為 WO3 0.58% 時，可獲得鎢精礦品位66.82%、回收率 90.98% 的工業試驗指標。張樹宏[10]在 Na2CO3 和 Na2SiO3 堿性介質中用 GYW新型氧化礦捕收劑進行白鎢礦選礦，當原礦含 WO30.58％時，獲得 WO3 品位 65.70％、回收率 75.90％的白鎢精礦。鄧麗紅用 R31 為捕收劑、Na2CO3 為調整劑、Na2SiO3為抑制劑進行白鎢粗選，白鎢精選采用Na2SiO3 加溫浮選的工藝，在原礦含 WO30.28％時，獲得白鎢精礦品位 73.10％，回收率為 81.67％，R31 是白鎢礦較為合適的捕收劑。1.2 白鎢礦抑制劑的研究白鎢礦浮選一般在高堿度情況下進行，通常需要碳酸鈉、氫氧化鈉與水玻璃配合來調整礦漿 pH 值。脈石抑制劑可以分為有機抑制劑和無機抑制劑兩大類。另外，抑制劑之間的組合使用，也能顯著增強抑制效果。添加多價金屬陽離子如 Al3 、Cr3 、Mg2 、Cu2 、Zn2 和 Pb2 等金屬鹽可以提高水玻璃的選擇抑制性能。除了水玻璃外，常用的無機抑制劑還有磷酸類和硅氟酸鈉等。程新潮等[12]采用磷酸鹽作調整劑從方解石、螢石、石英以及石榴子石中優先浮選出白鎢礦，研究表明六偏磷酸鈉和焦磷酸鈉也是白鎢礦優先浮選的有效調整劑。有機抑制劑常用的有單寧和白雀樹皮汁等。程新潮采用水玻璃和 BLR 作組合抑制劑，與單用水玻璃相比，能大幅度提高鎢粗精礦的品位，二者回收率相近，其選擇性更好。葉雪均在白鎢礦常溫精選時使用水玻璃 偏磷酸鹽作為組合抑制劑，不僅可免去礦漿濃縮和加溫的復雜工序，降低選礦成本，而且降磷效果明顯，為免去生產中的酸浸除磷工序提供了依據。粗選加入碳酸鈉和水玻璃作組合抑制劑，原礦 WO3 為 0.37% 時，可獲得含 WO3 品位9.11%、回收率 85.68% 的白鎢粗精礦。陳文勝認為，在柿竹園黑、白鎢礦混合粗精礦加溫精選中，添加硫化鈉和水玻璃混合劑能更好地使白鎢礦與螢石等含鈣礦物及脈石礦物分離，并能一定程度地減少水玻璃用量，節約成本。王秋林等[16]在白鎢礦常溫精選過程中，采用組合抑制劑 Y88 有效抑制了脈石礦物，實現了白鎢礦與含鈣脈石礦物的有效分離，獲得了含鎢品位達 72.18%、回收率為 84.85% 的優質白鎢精礦。曾慶軍等采用 Na2SiO3 和 YN 作白鎢礦浮選時的脈石抑制劑，可以有效地將白鎢礦與脈石分離。1.3 黑鎢礦選礦藥劑的研究黑鎢礦浮選主要是指黑鎢細泥的浮選。細粒浮選要求高選擇性的捕收劑，主要包括胂酸類、膦酸類、螯合類、兩性捕收劑以及少數脂肪酸類捕收劑。黑鎢礦浮選過程中的 pH 值調整劑和脈石礦物的抑制劑基本上與白鎢礦的浮選相同，常用活化劑如硝酸鉛和硫酸亞鐵等。研究表明，Mn2 和 Fe2 等金屬陽離子對黑鎢礦浮選有活化作用。混合用藥不但廣泛應用于捕收劑方面，而且在調整劑方面也越來越受到人們的青睞。新型螯合劑的開發成為黑鎢礦浮選藥劑的發展趨勢。二、黑、白鎢礦選礦工藝的研究現狀2.1 白鎢礦選礦工藝的研究對粗粒白鎢礦仍然采用重選法回收，細粒嵌布的白鎢礦一般用浮選法回收。白鎢礦浮選一般分為粗選段和精選段，粗選段以最大限度地提高粗精礦品位為目的，精選段以鎢精礦達到市場需求為目的。所以，為了得到合格的鎢精礦，往往需要采用比較復雜的工藝流程和多次精選的配合才能達到目的。在白鎢礦的浮選研究和實踐中，粗選工藝有石灰 碳酸鈉法和碳酸鈉法，一般采用短粗選、長掃選。白鎢精選段的關鍵是能使含鈣的脈石礦物與白鎢礦分離。白鎢粗精礦精選工藝有常溫法和加溫法，常溫法對礦石的適應性不強，選別指標波動性較大，浮選白鎢精礦WO3 品位一般為 55% ~ 60%，含雜質高，通常通過加鹽酸浸出的方法最終達到回收 WO3 65% 以上的鎢精礦的目的。常溫法在石英脈礦山和鈣礦物含量低的礦山使用較普遍，鈣礦物含量特別是螢石含量高、鎢含量低的礦山一般使用加溫法。鄧麗紅等在白鎢礦的常溫精選過程中，通過添加 TC 組合抑制劑和少量 TA-3 藥劑，獲得含 WO365.17% 的白鎢精礦，回收率為 70.16%。葉雪均等采用白鎢常溫浮選工藝，獲鉬精礦含 Mo 17.56%、回收率為 71.84%，白鎢精礦含 WO3 27.34%、回收率為 76.96%。用 731 氧化石蠟皂白鎢常溫浮選工藝，獲得高質量的鉬和鎢，鉬精礦品位 46.20%，回收率 76.87%；白鎢精礦含 WO3 70.18%，回收率85.31%。曾慶軍等用 Na2CO3 作 pH 調整劑，用Na2SiO3 和 YN 作脈石抑制劑，ZL 作捕收劑，經過加溫精選，當原礦品位(WO3) 為 2.83% 時，可獲得品位(WO3) 75.01% 的一級Ι類白鎢精礦，WO3回收率91.89%。程瓊對品位為 10.50% 的某白鎢粗精礦進行了加溫精選，取得了鎢精礦產率為 15.12%、鎢精礦(WO3) 品位為 65.37%、鎢回收率為 95.10% 的選礦技術指標。徐曉萍等用優先浮銅脫硫—白鎢粗選—粗精礦加溫攪拌不脫藥精選的工藝流程，對含鎢(WO3) 0.75% 的礦樣進行試驗，取得的鎢精礦產率為1.03%，鎢精礦(WO3) 品位為 65.37%，鎢回收率為86.31%。2.2 黑鎢礦選礦工藝的研究黑鎢礦選礦最主要的選別工藝是重選。多級跳汰、多級搖床、中礦再磨以及細泥單獨處理是黑鎢選礦的工藝流程，其中跳汰早收和搖床丟尾是重選的核心。黑白鎢共生的礦石也用強磁選和浮選的流程。黑鎢具有弱磁性，也廣泛應用磁選工藝。湖南柿竹園 380 選廠采用了類似流程，不但回收了磁鐵精礦，而且提高了鎢精礦的質量，取得了良好的經濟效益。張銦針對黑、白鎢互含影響彼此精礦質量的問題，進行了黑、白鎢的分離研究。磁選用的是 SQC-2-1100 濕式強磁選機，得到了特級黑、白鎢精礦。Slon-1000 立環脈動高梯度磁選機通風防塵收集的細粒鎢粉塵已經獲得較好的效果。此種試料粒度細 (-0.074 mm 占 80%)，黑鎢占 74%，白鎢占 26%。當給礦品位 4.6% 時，可獲得鎢精礦品位 59.55%，回收率為77.88%，其中黑鎢回收率達 89.08%。對湖南瑤崗仙鎢礦的鎢細泥采用高梯度磁選機一次粗選、一次精選和二次掃選的磁選流程試驗，當給礦品位 0.43% 時，獲得精礦品位 21.89 %，鎢細泥回收率為 77.11%。柿竹園礦應用 CF 法浮選獲得含 WO362.41% 的黑、白鎢混合精礦，經弱磁—高梯度磁選工藝進行黑、白鎢分離，獲得磁選黑鎢精礦品位為 WO366.16%，黑鎢礦的總回收率達 81.06%。2.3
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