白鎢礦與含鈣脈石浮選分離的研究

周曉彤，李英霞，鄧麗紅，胡紅喜，付廣欽

(廣州有色金屬研究院，廣東 廣州 510650)

在白鎢礦浮選中，螢石和方解石等脈石礦物與白鎢礦含有相同的表面活性點—鈣離子。鈣離子與脂肪酸類捕收劑具有較強的結合能力，因此在常規浮選中白鎢礦、螢石和方解石的可浮性相近，要獲得較高的白鎢粗精礦指標有一定難度。因此，研究純礦物在不同介質和不同藥劑下的可浮性及其作用機理，對選擇性抑制螢石和方解石并獲得理想的白鎢精礦指標具有重要意義。

1 白鎢礦、螢石和方解石單礦物試驗

1.1 調整劑對礦物可浮性的影響

1.1.1 用 NaOH調漿的影響

在捕收劑TAB-3用量為50mg/L時，用NaOH和H2SO4調整礦漿pH值，pH值對白鎢礦、螢石和方解石可浮性的影響如圖1所示。由圖1可知，在pH=8.5時，白鎢礦的可浮性較好；當pH>10時，白鎢礦可浮性下降。在 pH>6時，螢石和方解石回收率大于90%。由此可見，螢石和方解石的可浮性好于白鎢礦。

1.1.2 用NaOH、Na2CO3和水玻璃調漿的影響

在捕收劑TAB-3用量為100mg·L-1，水玻璃用量為400mg·L-1時，用NaOH和H2SO4調整礦漿pH值，pH值對白鎢礦、螢石和方解石可浮性的影響如圖2所示。由圖2可知，添加水玻璃后螢石和方解石的可浮性大幅下降；白鎢礦在pH>6后其可浮性只是微微下降，在pH>10時與不加水玻璃相比其可浮性有一定提高(與圖1相比)。可見，添加水玻璃有利于白鎢礦上浮。

在捕收劑TAB-3用量為100mg/L，分別用NaOH和Na2CO3調整礦漿pH=10時，水玻璃用量對白鎢礦、螢石和方解石可浮性的影響如圖3所示。由圖3可知，當用Na2CO3調整礦漿pH時，白鎢礦、螢石和方解石的可浮性較好。用NaOH調整礦漿pH，當水玻璃用量大于400mg/L時，水玻璃對螢石的抑制作用顯著，有利于白鎢礦與螢石的浮選分離。

圖1 TAB-3捕收性能與pH值之間的關系

圖2 NaOH調漿、pH與礦物可浮性的關系

圖3 分別用NaOH和Na2CO3調漿、水玻璃用量與白鎢礦、螢石和方解石可浮性的關系

1.2 捕收劑對礦物可浮選的影響

分別用油酸皂、氧化石蠟皂(733，731)和TAB-3作捕收劑，用Na2CO3調整礦漿pH=11.0，進行水玻璃用量對白鎢礦、螢石和方解石可浮性影響的試驗，結果如圖4所示。由圖4可知，隨水玻璃用量增加，螢石的可浮性顯著降低。隨著水玻璃用量增加，采用油酸鈉和733作捕收劑時，方解石可浮性緩慢降低，而采用TAB-3和731作捕收劑時，方解石的可浮性降低明顯。圖4(a)、(b)、(d)顯示，采用油酸鈉、733和TAB-3作捕收劑時，隨著水玻璃用量增加，白鎢礦可浮性緩慢降低，而采用731，其可浮性下降明顯。從圖4還可看出，只要水玻璃用量大于400mg/L，采用任何一種捕收劑均可將白鎢礦和螢石這兩種礦物分離；而對于白鎢礦與螢石和方解石的分離，只有采用捕收劑TAB-3才能將白鎢礦與脈石礦物螢石和方解石有效分離。同時，從圖4還可看出，捕收劑對螢石、方解石的捕收作用的強弱順序為：733>731>TAB-3。說明捕收劑TAB-3的選擇性比較強。

2 白鎢礦與含鈣脈石礦物的分離

白鎢-螢石型白鎢礦石和白鎢-方解石型白鎢礦石是白鎢礦石的兩大類型。對這兩類實際礦石的試驗研究十分重要。

2.1 白鎢礦-螢石型白鎢礦的試驗研究

湖南某鎢礦，原礦含WO30.26%、CaF219.27%、CaCO39.42%，鎢礦物中分別含白鎢礦、黑鎢礦和鎢華為82.69%、13.85%和3.46%，屬于白鎢-螢石型白鎢礦石。在捕收劑TAB-3用量0.24kg/t的條件下，進行調整劑試驗，試驗結果列于表1。由表1可知，調整劑采用NaOH與Na2SiO3組合，其用量分別為0.2kg/t、3.0kg/t，可獲得較高品位和回收率的白鎢精礦。

采用不同捕收劑進行回收白鎢礦試驗，結果列于表2。試驗結果表明，采用捕收劑TAB-3，用量為0.64kg/t，白鎢礦的回收指標較好。在NaOH用量0.4kg/t、Na2SiO3用量3kg/t的條件下，捕收劑TAB-3用量對回收白鎢礦影響的試驗結果如圖5所示。試驗結果表明，隨TAB-3用量增加，回收率提高，精礦品位降低，但品位降低降低幅度較小。

(a) C油酸皂=3×10-4mol/L；(b) C733=100mg/L；(c) C731=100mg/L；(d) C TAB-3=100mg/L

表1 白鎢礦-螢石型的白鎢浮選調整劑試驗結果

表2 白鎢浮選捕收劑試驗結果

圖5 TAB-3用量對白鎢浮選的影響

用NaOH和Na2SiO3作調整劑，TAB-3作捕收劑，經一次粗選三次精選三次掃選閉路試驗，可得到品位11.70% WO3的白鎢粗精礦、對作業回收率為75.69%,尾礦品位0.065% WO3。白鎢粗精礦經加溫浮選可得到品位為74.57% WO3、回收率69.47%的白鎢精礦，對白鎢礦回收率84.01%。白鎢礦的回收效果較理想。

2.2 白鎢礦-方解石型白鎢礦的試驗研究

安徽某鎢礦，原礦含WO30.19%、CaCO316.42%、CaF21.58%，鎢礦物中含白鎢礦、黑鎢礦和鎢華分別為91.55%、5.92%、2.53%，屬白鎢-方解石型白鎢礦石。在捕收劑TAB-3用量為0.18kg/t的條件下，調整劑種類及其用量對白鎢礦浮選影響的試驗結果列于表3。實驗結果表明，調整劑以Na2CO3與Na2SiO3組合，可獲得品位和回收率較高的白鎢精礦。

在Na2SiO3用量2.6kg/t、TAB-3用量0.16kg/t的條件下，Na2CO3用量對白鎢礦浮選影響的試驗結果如圖6所示。實驗結果表明，Na2CO3用量為0.5kg/t時，白鎢精礦的品位和回收率均較高，選別效果良好。

表3 白鎢礦-方解石型的白鎢浮選調整劑試驗結果

圖6 Na2CO3用量對白鎢浮選的影響

用Na2CO3和Na2SiO3作調整劑，TAB-3作捕收劑，經一次粗選三次精選二次掃選閉路可得到品位7.52% WO3的白鎢粗精礦、對作業回收率為91.59%,尾礦品位0.016% WO3。白鎢粗精礦經加溫浮選，可得到品位為65.62% WO3、回收率為87.47%的白鎢精礦，對白鎢礦回收率95.55%。

3 作用機理的研究

3.1 礦物表面動電位

在調整劑水玻璃用量為400mg/L、捕收劑TAB-3用量為100mg/L的條件下，用H2SO4和NaOH調礦漿pH值，礦漿pH值與白鎢礦、螢石及方解石表面電位的關系如圖7所示。

圖7 pH值與礦物表面電位的關系

由圖7(a)可知，在堿性介質或酸性介質中，均未發現白鎢礦的零電點。在較寬的pH范圍，白鎢礦表面荷負電；白鎢礦與TAB-3作用后，隨pH增大，具有荷負電的表面，其ζ-電位向負值移動幅度較大；白鎢礦與水玻璃和TAB-3作用后，其表面ζ-電位負移幅度較小。圖7(b)顯示，螢石的零電點pH≈8，pH<8時螢石表面荷正電，但與TAB-3作用后，其ζ-電位在pH<8時變為負值。圖7(c)顯示，方解石的零電點pH≈8.5，與TAB-3作用后，其ζ-電位在所有pH范圍均為負值，但負移趨勢較緩。而加入水玻璃后，白鎢礦ζ-電位負移較小，螢石ζ-電位負移較大，方解石ζ-電位負移最大。以上說明水玻璃在螢石和方解石表面的吸附會排擠TAB-3的吸附。這與1.1.2部分的試驗結果基本一致。

分別用NaOH和Na2CO3將礦漿調至pH=10，在TAB-3用量為100mg·L-1的條件下，水玻璃用量與礦物表面電位的關系如圖8所示。

圖8 NaOH和Na2CO3分別調漿，水玻璃用量與礦物表面電位的關系

3.2 礦物吸附藥劑后的紅外光譜分析

藥劑在礦物表面上的吸附往往是幾個力的綜合結果，如共價鍵、庫侖靜電作用、晶格中或雙電層中的離子交換、氫鍵、被吸附表面活性劑的烴鏈引起的鏈之間粘著鍵合、和范德華鍵等。紅外光譜法被廣泛用來鑒定在浮選體系中藥劑和礦物是否發生化學吸附。

捕收劑TAB-3的紅外光譜圖如圖9所示。圖9顯示，2921.6cm-1為捕收劑TAB-3中-CH3的C-H反對稱伸縮振動吸收峰，2856.1cm-1為-CH2的C-H對稱伸縮振動吸收峰，1560.1cm-1為羧基中C-O伸縮振動吸收峰。

圖9 TAB-3藥劑的紅外光譜圖

白鎢礦、螢石和方解石與藥劑作用的紅外光譜如圖10所示。圖10顯示，加入水玻璃后，礦物與藥劑作用的紅外光譜圖發生變化：①白鎢礦表面出現羧酸鈣羧基中C-O反對稱伸縮振動吸收峰[1]，1546.6cm-1處為羧酸鈣的特征峰，表明捕收劑TAB-3與白鎢礦表面有較強的化學吸附；②螢石表面的1560.1cm-1處羧基C-O吸收峰消失，僅在2921.6cm-1、2854.1cm-1處出現了-CH3反對稱伸縮振動吸收峰和-CH2對稱伸縮振動吸收峰，表明捕收劑TAB-3在螢石表面吸附力減弱；③方解石表面的2921.6cm-1處-CH3反對稱伸縮振動吸收峰消失，表明TAB-3捕收劑在方解石表面吸附較弱。由此可見，加入水玻璃后，減弱了捕收劑在螢石和方解石表面的吸附力，從而提高了捕收劑TAB-3對白鎢礦的選擇性吸附作用，有利于白鎢礦與螢石和方解石的浮選分離。

圖10 白鎢礦、螢石和方解石與藥劑作用的紅外光譜圖

4 結論

1) 用Na2CO3調介質pH為8～11時，有利于白鎢礦與方解石的浮選分離；用NaOH調介質pH≥11時，有利于白鎢礦與螢石的浮選分離。

2) TAB-3捕收劑在白鎢礦、螢石和方解石表面均發生化學吸附，但加入水玻璃后，捕收劑TAB-3在螢石和方解石表面的吸附減弱。因此，加入水玻璃后，有利于白鎢礦與螢石的浮選分離，更有利于白鎢礦與方解石的浮選分離。

[1] 鄭國錫，賈方如.油酸鈉與磷礦物作用的紅外光譜[J].化工礦物與加工，1983(3):35-38.

國土資源部辦公廳下發通知在全國評選礦產資源潛力評價先進典型

日前，國土資源部辦公廳下發通知，就開展全國礦產資源潛力評價工作先進集體和先進個人評選活動進行部署。

據悉，本次評選分為集體獎和個人獎，集體獎設優秀組織獎和先進集體兩個獎項，個人獎設突出貢獻獎和先進個人兩個獎項。評選范圍包括參加全國礦產資源潛力評價工作的省級國土資源主管部門及項目承擔單位，中國地質調查局、中國核工業地質局、中國煤炭地質總局、中化地質礦山總局、中國地質大學(武漢)等單位，以及參與全國礦產資源潛力評價工作的技術人員與管理人員。

全國礦產資源潛力評價工作自2007年實施以來，在各省(區、市)國土資源主管部門的高度重視、全國礦產資源潛力評價項目辦公室與各項目承擔單位的共同努力下，全面完成25種重要礦產資源潛力評價的各項任務，取得了顯著成效。評選先進集體和個人，旨在全面總結成功經驗，宣傳先進典型，進一步推動工作成果的轉化應用。