钨矿选矿工艺

钨矿选矿工艺介绍了黑、白钨矿的选矿技术的现状，对其浮选的捕收剂、调整剂及选矿工艺的现状和进展进行了详细的评述，并对黑、白钨矿选矿的研究方向进行了展望。应开发高效黑、白钨矿的捕收剂和抑制剂；采用选冶联合流程；对药剂组合的规律性、组合药剂间的协同效应及药剂与矿物的作用机理需进行深入研究；开发微细粒级钨高效回收的浮选设备，并解决黑、白钨多金属矿选矿工艺流程长的现状。关键词：黑钨矿；白钨矿；选矿药剂；选矿工艺；现状及展望自然界已发现的钨矿物和含钨矿物有20余种，但其中具有开采经济价值的只有黑钨矿(钨锰铁矿)和白钨矿(钙钨矿)。黑钨矿(Fe、Mn)WO4，含WO376%；白钨矿CaWO4，含WO380.6%。其他诸如钨华WO3·H2O、铜钨华CuWO4·H2O、钨铅矿PbWO4和钨钼铅矿(Pb，Mo)WO4等并没有太大工业价值。钨矿是我国的优势矿产资源，中国钨矿储量居世界首位，为国外30多个国家总储量的3倍多。我国钨矿储量虽大，但品位低，难选矿石占相当比重。其中白钨矿和黑、白钨混合矿大部分为组分复杂、有用矿物嵌布粒度细的矿石，分选难度大，加之其与其他金属共伴生，更不易开发利用。1黑、白钨矿选矿药剂的研究现状1.1黑、白钨矿捕收剂研究白钨矿与含钙脉石的矿物如方解石和萤石矿物等的分离难度也很大，因此白钨矿浮选药剂和浮选设备的研究至关重要。白钨矿捕收剂可以分为4类：阴离子捕收剂、阳离子捕收剂、两性捕收剂以及非极性捕收剂，其中最常用的为阴离子捕收剂。另外，捕收剂的组合使用也是研究的热点。阴离子捕收剂主要包括脂肪酸类、磺酸类、膦酸类、羟肟酸以及螯合类捕收剂，阳离子捕收剂主要是指胺类捕收剂，两性捕收剂即氨基酸类捕收剂。程新朝用螯合捕收剂和水玻璃为主的组合抑制剂的药剂制度，最终得到含WO371.83%、回收率56.23%的白钨精矿和含WO366.61%、回收率27.30%的黑钨精矿，总钨回收率达83.53%。孟宪瑜用改性水玻璃和脂肪酸进行白钨粗选，用改进的“彼德洛夫法”进行白钨加温精选，原矿含WO30.418%，获得含WO367.87%、回收率85.99%的白钨精矿。张忠汉等采用螯合捕收剂GYN和辅助捕收剂GYE，获得白钨精矿含WO345.2%，回收率达89.58%。叶雪均等加入配比为5∶1的731氧化石蜡皂与塔尔油作组合捕收剂，比单用731氧化石蜡皂时WO3品位下降0.24%，回收率提高了2.26%。余军等用捕收剂CKY和油酸钠对黑钨矿、白钨矿、萤石、方解石单矿物和实际矿物进行了浮选分离研究，可实现钨矿物与萤石、方解石的有效分离。周箐等采用K捕收浮选瑶岗仙白钨矿，可从含WO3为0.32%的给矿中得到含WO364.76%、回收率为87.76%的白钨粗精矿。周晓彤等采用先浮硫化矿，再加入Na2CO3、Na2SiO3和高效复合捕收剂TA进行白钨粗选，白钨粗精矿添加改性Na2SiO3和进行加温精选的工艺流程，获得WO3品位65.41%、回收率81.12%的白钨精矿。韩兆元采用GYB与ZL的组合对含WO30.81%的原矿进行黑钨矿和白钨矿的混合浮选，获得了含WO330.07%、回收率为88.79%的粗精矿，加温精选获得白钨精矿中WO3品位为68.24%，回收率为60.02%；精选尾矿经摇床选别获得WO3品位为66.17%、回收率为13.74%的黑钨精矿；次钨精矿中WO3品位为32.72%，回收率为10.79%；钨精矿中WO3总回收率为84.55%，获得了较好的选矿指标。曾庆军[9]用ZL做捕收剂获得的钨精矿品位和回收率均高于用731氧化石蜡皂，且ZL捕收剂用量少。当原矿品位为WO30.58%时，可获得钨精矿品位66.82%、回收率90.98%的工业试验指标。张树宏[10]在Na2CO3和Na2SiO3碱性介质中用GYW新型氧化矿捕收剂进行白钨矿选矿，当原矿含WO30.58％时，获得WO3品位65.70％、回收率75.90％的白钨精矿。邓丽红用R31为捕收剂、Na2CO3为调整剂、Na2SiO3为抑制剂进行白钨粗选，白钨精选采用Na2SiO3加温浮选的工艺，在原矿含WO30.28％时，获得白钨精矿品位73.10％，回收率为81.67％，R31是白钨矿较为合适的捕收剂。1.2白钨矿抑制剂的研究白钨矿浮选一般在高碱度情况下进行，通常需要碳酸钠、氢氧化钠与水玻璃配合来调整矿浆pH值。脉石抑制剂可以分为有机抑制剂和无机抑制剂两大类。另外，抑制剂之间的组合使用，也能显著增强抑制效果。添加多价金属阳离子如Al3+、Cr3+、Mg2+、Cu2+、Zn2+和Pb2+等金属盐可以提高水玻璃的选择抑制性能。除了水玻璃外，常用的无机抑制剂还有磷酸类和硅氟酸钠等。程新潮等[12]采用磷酸盐作调整剂从方解石、萤石、石英以及石榴子石中优先浮选出白钨矿，研究表明六偏磷酸钠和焦磷酸钠也是白钨矿优先浮选的有效调整剂。有机抑制剂常用的有单宁和白雀树皮汁等。程新潮采用水玻璃和BLR作组合抑制剂，与单用水玻璃相比，能大幅度提高钨粗精矿的品位，二者回收率相近，其选择性更好。叶雪均在白钨矿常温精选时使用水玻璃+偏磷酸盐作为组合抑制剂，不仅可免去矿浆浓缩和加温的复杂工序，降低选矿成本，而且降磷效果明显，为免去生产中的酸浸除磷工序提供了依据。粗选加入碳酸钠和水玻璃作组合抑制剂，原矿WO3为0.37%时，可获得含WO3品位9.11%、回收率85.68%的白钨粗精矿。陈文胜认为，在柿竹园黑、白钨矿混合粗精矿加温精选中，添加硫化钠和水玻璃混合剂能更好地使白钨矿与萤石等含钙矿物及脉石矿物分离，并能一定程度地减少水玻璃用量，节约成本。王秋林等[16]在白钨矿常温精选过程中，采用组合抑制剂Y88有效抑制了脉石矿物，实现了白钨矿与含钙脉石矿物的有效分离，获得了含钨品位达72.18%、回收率为84.85%的优质白钨精矿。曾庆军等采用Na2SiO3和YN作白钨矿浮选时的脉石抑制剂，可以有效地将白钨矿与脉石分离。1.3黑钨矿选矿药剂的研究黑钨矿浮选主要是指黑钨细泥的浮选。细粒浮选要求高选择性的捕收剂，主要包括胂酸类、膦酸类、螯合类、两性捕收剂以及少数脂肪酸类捕收剂。黑钨矿浮选过程中的pH值调整剂和脉石矿物的抑制剂基本上与白钨矿的浮选相同，常用活化剂如硝酸铅和硫酸亚铁等。研究表明，Mn2+和Fe2+等金属阳离子对黑钨矿浮选有活化作用。混合用药不但广泛应用于捕收剂方面，而且在调整剂方面也越来越受到人们的青睐。新型螯合剂的开发成为黑钨矿浮选药剂的发展趋势。2黑、白钨矿选矿工艺的研究现状2.1白钨矿选矿工艺的研究对粗粒白钨矿仍然采用重选法回收，细粒嵌布的白钨矿一般用浮选法回收。白钨矿浮选一般分为粗选段和精选段，粗选段以最大限度地提高粗精矿品位为目的，精选段以钨精矿达到市场需求为目的。所以，为了得到合格的钨精矿，往往需要采用比较复杂的工艺流程和多次精选的配合才能达到目的。在白钨矿的浮选研究和实践中，粗选工艺有石灰+碳酸钠法和碳酸钠法，一般采用短粗选、长扫选。白钨精选段的关键是能使含钙的脉石矿物与白钨矿分离。白钨粗精矿精选工艺有常温法和加温法，常温法对矿石的适应性不强，选别指标波动性较大，浮选白钨精矿WO3品位一般为55%~60%，含杂质高，通常通过加盐酸浸出的方法最终达到回收WO365%以上的钨精矿的目的。常温法在石英脉矿山和钙矿物含量低的矿山使用较普遍，钙矿物含量特别是萤石含量高、钨含量低的矿山一般使用加温法。邓丽红等在白钨矿的常温精选过程中，通过添加TC组合抑制剂和少量TA-3药剂，获得含WO365.17%的白钨精矿，回收率为70.16%。叶雪均等采用白钨常温浮选工艺，获钼精矿含Mo17.56%、回收率为71.84%，白钨精矿含WO327.34%、回收率为76.96%。用731氧化石蜡皂白钨常温浮选工艺，获得高质量的钼和钨，钼精矿品位46.20%，回收率76.87%；白钨精矿含WO370.18%，回收率85.31%。曾庆军等用Na2CO3作pH调整剂，用Na2SiO3和YN作脉石抑制剂，ZL作捕收剂，经过加温精选，当原矿品位(WO3)为2.83%时，可获得品位(WO3)75.01%的一级Ι类白钨精矿，WO3回收率91.89%。程琼对品位为10.50%的某白钨粗精矿进行了加温精选，取得了钨精矿产率为15.12%、钨精矿(WO3)品位为65.37%、钨回收率为95.10%的选矿技术指标。徐晓萍等用“优先浮铜脱硫—白钨粗选—粗精矿加温搅拌不脱药精选”的工艺流程，对含钨(WO3)0.75%的矿样进行试验，取得的钨精矿产率为1.03%，钨精矿(WO3)品位为65.37%，钨回收率为86.31%。2.2黑钨矿选矿工艺的研究黑钨矿选矿最主要的选别工艺是重选。多级跳汰、多级摇床、中矿再磨以及细泥单独处理是黑钨选矿的工艺流程，其中跳汰早收和摇床丢尾是重选的核心。黑白钨共生的矿石也用强磁选和浮选的流程。黑钨具有弱磁性，也广泛应用磁选工艺。湖南柿竹园380选厂采用了类似流程，不但回收了磁铁精矿，而且提高了钨精矿的质量，取得了良好的经济效益。张铟针对黑、白钨互含影响彼此精矿质量的问题，进行了黑、白钨的分离研究。磁选用的是SQC-2-1100湿式强磁选机，得到了特级黑、白钨精矿。Slon-1000立环脉动高梯度磁选机通风防尘收集的细粒钨粉尘已经获得较好的效果。此种试料粒度细(-0.074mm占80%)，黑钨占74%，白钨占26%。当给矿品位4.6%时，可获得钨精矿品位59.55%，回收率为77.88%，其中黑钨回收率达89.08%。对湖南瑶岗仙钨矿的钨细泥采用高梯度磁选机一次粗选、一次精选和二次扫选的磁选流程试验，当给矿品位0.43%时，获得精矿品位21.89%，钨细泥回收率为77.11%。柿竹园矿应用CF法浮选获得含WO362.41%的黑、白钨混合精矿，经弱磁—高梯度磁选工艺进行黑、白钨分离，获得磁选黑钨精矿品位为WO366.16%，黑钨矿的总回收率达81.06%。2.3黑钨细泥选矿工艺的现状黑钨矿性脆，易粉碎。细泥中钨的回收率在45%以下，在黑钨细泥浮选中用甲苯胂酸、混合甲苯胂酸、苯乙烯膦酸以用羟(氧)肟酸等捕收剂来提高黑钨细泥的回收率。对简单矿石，主干流程采用“硫化矿浮选—黑钨矿浮选—黑钨精选”，在弱碱性或中性矿浆中，添加油酸、甲苯胂酸或苯乙烯膦酸作捕收剂，有时油酸作粗选的捕收剂，甲苯胂酸作精选的捕收剂；对较复杂的矿石，主干流程采用“混合浮选—硫化矿浮选—重选—黑钨浮选”，在弱碱性或中性矿浆中粗选；对复杂难选矿石(如与稀土金属磷酸盐矿石的分离等)，主干流程采用“硫化矿浮选—黑钨矿浮选—黑钨精选”，在强酸性介质中，多采用硅氟酸钠。高玉德采用以水玻璃为主的组合抑制剂、BD单一抑制剂和以苯甲羟肟酸为主的混合捕收剂，处理柿竹园多金属矿白钨加温精选尾矿，含WO3品位为1.74%，获得WO3＞65%、回收率＞90%的闭路试验结果。在pH值为6.5~7.0的矿浆中，以硝酸铅为活化剂，水玻璃和硫酸铝等为组合抑制剂，苯甲羟肟酸与塔尔皂等共用的组合捕收剂，采用一次粗选、三次精选、三次扫选的工艺流程，可获得WO366.04%、回收率为90.36%的浮选精矿。周晓彤等采用重—浮—重联合流程回收钨，在钨细泥品位为0.33%时，获得品位55.38%、回收率为29.82%的白钨精矿，品位为38.76%、回收率为32.55%的黑钨精矿，总钨平均品位为45.26%，总钨回收率为62.37%。戴子林等用以苯甲羟肟酸为主的混合捕收剂BH与组合抑制剂AD配合，可使细粒黑钨矿与萤石、方解石等含钙矿物有效分离，对于含WO31.94%、CaF260.35%和CaCO39.77%的给矿，可获得含WO352.77%的浮选精矿，回收率达68.32%。邓丽红等采用重选预富集—浮选—重选联合流程处理钨原次生细泥取得较好的选矿指标。周晓彤等采用Na2CO3、改性Na2SiO3和Pb(WO3)2作调整剂，TA-24作捕收剂对黑白钨矿进行粗选，然后加温精选分离，加温精选尾矿经摇床选别获得黑钨精矿。当钨细泥给矿品位(WO3)为0.2%时，获得品位59.55%、回收率47.21%的白钨精矿，品位36