江西某鎢錫混合精礦浮選分離試驗(yàn)研究

池平山　陳　鑫

(江西省會(huì)昌縣礦產(chǎn)資源管理局)

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·礦物加工工程·

江西某鎢錫混合精礦浮選分離試驗(yàn)研究

池平山陳鑫

(江西省會(huì)昌縣礦產(chǎn)資源管理局)

江西某鎢錫選廠(chǎng)重選粗精礦WO3和Sn含量分別為25.20%和19.03%，鎢主要以黑鎢礦的形式存在，錫主要以錫石礦物產(chǎn)出。為實(shí)現(xiàn)該混合精礦中鎢礦物與錫礦物的有效分離，以該鎢錫混合精礦為研究對(duì)象，進(jìn)行了鎢錫分離試驗(yàn)。結(jié)果表明，采用“抑錫浮鎢”的浮選工藝流程能較好地分離該混合精礦中的鎢礦物與錫礦物，1粗3精2掃閉路試驗(yàn)流程處理試樣，獲得了WO3品位為55.64%、回收率為88.43%的鎢精礦和Sn品位為40.53%、回收率為98.20%的錫精礦，鎢精礦含Sn較低，僅為0.32%，分離指標(biāo)較理想。

黑鎢礦錫石浮選分離

鎢是我國(guó)具有戰(zhàn)略意義的稀有金屬資源，由于其良好的物理化學(xué)特性，廣泛應(yīng)用于建筑、交通、電子、軍工、航天等領(lǐng)域。我國(guó)的鎢資源豐富，占世界總儲(chǔ)量的60%左右[1]。錫是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)并利用最早的金屬之一，由于其熔點(diǎn)低、耐腐蝕等性質(zhì)，在合金制造、半導(dǎo)體、航天航空等領(lǐng)域具有廣泛的用途，我國(guó)錫資源儲(chǔ)量居世界前列，但由于近幾年的無(wú)序開(kāi)采，導(dǎo)致我國(guó)錫礦山的后備資源出現(xiàn)不足[2]。

由于黑鎢礦和錫石的密度較大，目前，我國(guó)主要采用以重選為主的方法回收鎢錫[3-4]，但黑鎢礦與錫石的密度相近，常規(guī)的重選作業(yè)通常只能獲得鎢錫混合精礦，無(wú)法實(shí)現(xiàn)黑鎢礦與錫石的有效分離。由于黑鎢礦具有弱磁性，因此可采用強(qiáng)磁選的方法分離黑鎢礦與錫石，但強(qiáng)磁選對(duì)鎢細(xì)泥等微細(xì)粒產(chǎn)品的處理效果較差[5]。因此，加強(qiáng)鎢錫浮選分離工藝的研究，對(duì)提高鎢錫回收率及經(jīng)濟(jì)效益有著十分重要的意義。

江西某鎢錫選廠(chǎng)重選混合精礦WO3和Sn含量分別為25.20%和19.03%，為實(shí)現(xiàn)混合精礦中鎢礦物與錫礦物的有效分離，以該混合精礦為研究對(duì)象，采用浮選工藝進(jìn)行了鎢錫混合精礦分離試驗(yàn)，并取得了較好的分離指標(biāo)。

1　試樣、試驗(yàn)設(shè)備及藥劑

1.1試樣

試樣為江西某選廠(chǎng)鎢錫重選粗精礦，礦石中有用礦物為黑鎢礦、白鎢礦、錫石，脈石礦物主要有石英、云母、方解石，以及少量的長(zhǎng)石、螢石、綠泥石、黃鐵礦等。試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，錫、鎢物相分析結(jié)果見(jiàn)表2、表3，篩析結(jié)果見(jiàn)表4。

表1　試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

表2　錫物相分析結(jié)果 %

表3　鎢物相分析結(jié)果 %

表4　試樣篩析結(jié)果

由表1～表4可知，試樣WO3和Sn含量分別為25.20%和19.03%；鎢礦物以黑鎢礦為主，白鎢礦含量較低，僅占8.64%；錫主要以錫石礦物產(chǎn)出，礦物類(lèi)型較單一；鎢、錫礦物嵌布粒度較細(xì)，-200目占81.45%，主要集中在200～325目粒級(jí)。

1.2試驗(yàn)設(shè)備、藥劑

試驗(yàn)所用主要設(shè)備有XMQ240 mm×90 mm錐形球磨機(jī)，XFD、XFG型實(shí)驗(yàn)室用浮選機(jī)、SLon-100周期式脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁機(jī)等。

試驗(yàn)主要藥劑有丁基黃藥、碳酸鈉、水玻璃、淀粉、硝酸鉛、苯甲羥肟酸(GYB)、731、松醇油等，試驗(yàn)用水為民用自來(lái)水。

1.3試驗(yàn)流程

為實(shí)現(xiàn)試樣中鎢錫礦物的有效分離，進(jìn)行了探索性試驗(yàn)，分別考察了抑鎢浮錫工藝流程、抑錫浮鎢工藝流程以及高梯度強(qiáng)磁選工藝流程對(duì)鎢錫分離指標(biāo)的影響[6-8]。探索性試驗(yàn)結(jié)果表明，抑鎢浮錫流程可以獲得較高質(zhì)量的錫精礦，但鎢精礦的WO3品位較低，且Sn的含量較高；高梯度強(qiáng)磁選流程所得鎢精礦和錫精礦互含比較嚴(yán)重，鎢錫分離指標(biāo)較差；抑錫浮鎢流程可以獲得較高質(zhì)量的鎢精礦和錫精礦，且精礦互含較少，分離指標(biāo)較好。因此，采用抑錫浮鎢流程進(jìn)行選礦試驗(yàn)。由于試樣S含量較高，鎢錫分離浮選前需進(jìn)行浮選脫硫。

2　試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1脫硫浮選丁基黃藥用量試驗(yàn)

為消除可浮性較好的硫化礦物對(duì)鎢、錫精礦質(zhì)量的影響[9]，在分離浮選前先進(jìn)行脫硫浮選。丁基黃藥是硫化礦浮選的常用捕收劑，捕收能力較強(qiáng)[10]，試驗(yàn)以丁基黃藥為脫硫浮選的捕收劑，其用量對(duì)脫硫浮選指標(biāo)的影響見(jiàn)圖1。

圖1　丁基黃藥用量對(duì)脫硫浮選指標(biāo)的影響○—S品位；●—S回收率；▲—WO3回收率；◆—Sn回收率

由圖1可知，隨著丁基黃藥用量的增加，硫精礦S回收率上升，S品位下降，WO3和Sn在硫精礦中的損失率上升。綜合考慮，確定丁基黃藥用量為80 g/t。對(duì)應(yīng)的WO3和Sn在硫精礦中的損失率分別為2.36%和1.02%。

2.2鎢錫分離試驗(yàn)

鎢錫浮選分離試驗(yàn)的給礦為脫硫浮選尾礦，采用抑錫浮鎢的工藝流程，以碳酸鈉為礦漿pH調(diào)整劑，在弱堿性環(huán)境中，以水玻璃為脈石礦物的抑制劑，可溶性淀粉為錫石的抑制劑，硝酸鉛為黑鎢礦活化劑進(jìn)行分離浮選，試驗(yàn)分別考察了碳酸鈉用量、捕收劑種類(lèi)及用量、水玻璃用量、可溶性淀粉用量、硝酸鉛用量對(duì)鎢錫分離浮選指標(biāo)的影響。試驗(yàn)采用1次粗選流程。

2.2.1碳酸鈉用量試驗(yàn)

有用礦物的充分上浮需要在適宜的礦漿pH環(huán)境下，文獻(xiàn)[11]表明，黑鎢礦適宜在弱堿性環(huán)境下浮選。碳酸鈉用量試驗(yàn)的水玻璃用量為1 000 g/t，可溶性淀粉為800 g/t，捕收劑GYB為500 g/t，硝酸鉛為600 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知，隨著碳酸鈉用量的增加，鎢粗精礦WO3回收率上升，WO3品位先上升后下降，Sn品位波動(dòng)較小，Sn回收率上升；當(dāng)碳酸鈉用量為 1 600 g/t時(shí)，WO3品位達(dá)到最大、回收率也較高，碳酸鈉用量超過(guò)1 600 g/t時(shí)，Sn回收率的增幅上升。綜合考慮，確定碳酸鈉用量為1 600 g/t，對(duì)應(yīng)的鎢粗精礦WO3品位為38.62%、回收率為85.43%。

圖2　碳酸鈉用量對(duì)鎢粗精礦指標(biāo)的影響□—WO3品位；○—Sn品位；■—WO3回收率；●—Sn回收率

2.2.2水玻璃用量試驗(yàn)

水玻璃是黑鎢礦浮選常用的脈石礦物抑制劑，對(duì)硅酸鹽礦物及方解石等有較強(qiáng)的抑制作用[12]，且強(qiáng)堿弱酸鹽水玻璃有利于弱堿性礦漿環(huán)境的形成。水玻璃用量試驗(yàn)的碳酸鈉用量為1 600 g/t，可溶性淀粉為800 g/t，GYB為500 g/t，硝酸鉛為600 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3　水玻璃用量對(duì)鎢粗精礦指標(biāo)的影響□—WO3品位；○—Sn品位；■—WO3回收率；●—Sn回收率

由圖3可知，隨著水玻璃用量的增加，鎢粗精礦WO3品位上升、回收率下降；在整個(gè)水玻璃用量范圍內(nèi)，鎢粗精礦Sn品位及回收率波動(dòng)較小。綜合考慮，確定粗選水玻璃用量為1 000 g/t，對(duì)應(yīng)的鎢粗精礦WO3品位為38.62%、回收率為85.43%。

2.2.3可溶性淀粉用量試驗(yàn)

抑制劑是影響分離浮選指標(biāo)的重要因素，試驗(yàn)采用可溶性淀粉為錫石抑制劑。可溶性淀粉用量試驗(yàn)的碳酸鈉用量為1 600 g/t，水玻璃為1 000 g/t，GYB為500 g/t，硝酸鉛為600 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4可知，隨著可溶性淀粉用量的增加，鎢粗精礦WO3品位上升、回收率下降，當(dāng)可溶性淀粉用量超過(guò)1 000 g/t時(shí)， WO3回收率下降幅度增大，表明當(dāng)可溶性淀粉用量過(guò)大時(shí)，對(duì)黑鎢礦也產(chǎn)生一定的抑制作用；隨著可溶性淀粉用量的增加，鎢粗精礦Sn品位小幅下降、回收率先下降后趨于穩(wěn)定。綜合考慮，確定可溶性淀粉粗選用量為1 000 g/t，對(duì)應(yīng)的鎢粗精礦WO3品位為39.82%、回收率為84.66%。

圖4　可溶性淀粉用量對(duì)鎢粗精礦指標(biāo)的影響□—WO3品位；○—Sn品位；■—WO3回收率；●—Sn回收率

2.2.4硝酸鉛用量試驗(yàn)

黑鎢礦浮選過(guò)程中，通常要加入硝酸鉛活化黑鎢礦，以提高WO3回收率[13]。試驗(yàn)在碳酸鈉用量為1 600 g/t，水玻璃為1 000 g/t，GYB用量為500 g/t，可溶性淀粉為1 000 g/t條件下進(jìn)行，硝酸鉛用量試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5　硝酸鉛用量對(duì)鎢粗精礦指標(biāo)的影響□—WO3品位；○—Sn品位；■—WO3回收率；●—Sn回收率

由圖5可知，隨著硝酸鉛用量的增加，鎢粗精礦WO3回收率上升、品位先上升后下降，由于過(guò)量的Pb2+吸附在脈石礦物表面，使得脈石礦物上浮導(dǎo)致WO3品位下降；在整個(gè)硝酸鉛用量范圍內(nèi)，鎢粗精礦Sn品位波動(dòng)較小、回收率小幅上升。綜合考慮，確定硝酸鉛用量為800 g/t，對(duì)應(yīng)的鎢粗精礦WO3品位為40.14%、回收率為86.72%。

2.2.5捕收劑試驗(yàn)2.2.5.1捕收劑種類(lèi)試驗(yàn)

對(duì)黑鎢礦選擇性好、捕收能力強(qiáng)的捕收劑的使用，是實(shí)現(xiàn)鎢錫分離的關(guān)鍵。在碳酸鈉用量為1 600 g/t，水玻璃為1 000 g/t，硝酸鉛用量為800 g/t，可溶性淀粉為1 000 g/t，捕收劑的用量均為500 g/t(組合捕收劑731+GYB的質(zhì)量配合比為2∶1)條件下進(jìn)行了捕收劑種類(lèi)選擇試驗(yàn)[14]，結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6　捕收劑種類(lèi)對(duì)鎢粗精礦指標(biāo)的影響

由圖6可知，731+GYB為捕收劑分類(lèi)指標(biāo)最好，因此，選擇731+GYB(質(zhì)量配合比為2∶1)為分離浮選捕收劑，對(duì)應(yīng)的鎢粗精礦WO3品位為38.92%、回收率為92.26%。

2.2.5.2731+GYB用量試驗(yàn)

731+GYB用量試驗(yàn)的碳酸鈉用量為 1 600 g/t，水玻璃為1 000 g/t，硝酸鉛為800 g/t，可溶性淀粉為1 000 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。

圖7　731+GYB總用量對(duì)鎢粗精礦指標(biāo)的影響□—WO3品位；○—Sn品位；■—WO3回收率；●—Sn回收率

由圖7可知，隨著組合捕收劑731+GYB用量的增加，鎢粗精礦WO3回收率上升、品位下降，Sn品位和回收率均上升。綜合考慮，確定731+GYB總用量為750 g/t，即731+GYB用量為500+250 g/t，對(duì)應(yīng)的鎢粗精礦WO3品位為38.02%、回收率為93.74%，Sn品位為2.99%、回收率為9.93%。

2.3閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖8，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知，采用圖8所示的流程處理該試樣，可以獲得WO3品位為55.64%、回收率為88.43%的鎢精礦和Sn品位為40.53%、回收率為98.20%的錫精礦，鎢精礦含Sn 量較低，僅為0.32%，分離指標(biāo)較理想。

圖8　閉路試驗(yàn)流程

表5　閉路試驗(yàn)結(jié)果 %

3　結(jié)　論

(1)江西某選廠(chǎng)鎢錫重選粗精礦試樣WO3和Sn含量分別為25.20%和19.03%；礦石中有用礦物為黑鎢礦、白鎢礦、錫石，脈石礦物主要有石英、云母、方解石，以及少量的長(zhǎng)石、螢石、綠泥石、黃鐵礦等；鎢礦物以黑鎢礦為主，白鎢礦含量較低，僅占8.64%；錫主要以錫石礦物產(chǎn)出，礦物類(lèi)型較單一；鎢、錫礦物嵌布粒度較細(xì)，-200目占81.45%，主要集中在200～325目粒級(jí)。

(2)抑錫浮鎢工藝流程能夠較好地實(shí)現(xiàn)試樣中鎢錫礦物的分離。試樣經(jīng)脫硫浮選除去硫化礦物，以碳酸鈉為pH調(diào)整劑，水玻璃為脈石礦物抑制劑，可溶性淀粉為錫石抑制劑，以731+GYB(質(zhì)量配合比為2∶1)為黑鎢礦捕收劑，經(jīng)1粗3精2次掃、中礦順序返回流程處理，最終獲得了WO3品位為55.64%、回收率為88.43%的鎢精礦和Sn品位為40.53%、回收率為98.20%的錫精礦，鎢精礦含Sn 量較低，僅為0.32%，分離指標(biāo)較理想。

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Study on Flotation Separation of a Tungsten and Tin Mixed Concentrate from Jiangxi

Chi PingshanChen Xin

(Mineral Products Resources Administration of Huichang County, Jiangxi Province)

There is 25.20% WO3and 19.03% Sn in a gravity rough concentrate from a tungsten and tin plant from Jiangxi. Tungsten mainly exists in form of wolframite and the tin occurs in cassiterite. Tungsten and tin separation tests were conducted to realize effective separation of tungsten and tin in the mixed concentrate using the tungsten and tin mixed concentrate as research object. Results indicated that by "tin depression and tungsten flotation" flotation process can well separate tungsten mineral and tin mineral of the mixed concentrate. Tungsten concentrate with WO3grade of 55.64% and recovery of 88.43%, tin concentrate with Sn grade of 40.53% and recovery of 98.20%, and there is little tin in tungsten concentrate, only 0.32%, separation index is ideal.

Wolframite, Cassiterite, Flotation separation

2016-06-26)

池平山(1966—)，男，工程師，江西省贛州市會(huì)昌縣上渡街1號(hào)。