某白鎢尾礦浮選工藝試驗

2019-01-22 08:17:04馬子龍宋興偉

現代礦業 2018年12期

楊茂馬子龍宋興偉龍飛

(1.中國礦業大學化工學院；2.國家煤加工與潔凈化工程技術研究中心)

目前我國大多數白鎢礦選礦尾礦并未得到有效利用，主要堆存于尾礦庫或用于回填礦井，造成鎢資源的嚴重浪費，并且占用土地，污染環境[1]。旋流-靜態微泡浮選柱作為一種能高效回收微細粒礦物的浮選設備，已經在白鎢礦尾礦選別得到實際應用[2-9]。通過結合旋流-靜態微泡浮選柱與浮選機在微細粒礦物回收的優勢，能實現微細粒礦物資源的充分利用[10-11]。采用浮選機、浮選柱和二者聯合工藝對某白鎢尾礦進行回收試驗，以確定合適的浮選工藝與設備。

1 礦樣性質

取某白鎢礦選礦脫硫尾礦(-0.074 mm 70%)的代表性礦樣，進行化學多元素分析和粒度分析，結果分別見表1、表2。

表1 礦樣化學多元素分析結果 %

表2 礦樣粒度分析結果

由表1可知，礦樣中主要有價組分為鎢，WO3的含量為0.14%；脈石礦物種類較多，主要為石英和硅酸鹽類的礦物，并含大量透長石。礦樣粒度較細，大部分目的礦物白鎢礦分布在細粒級中；-0.043 mm粒級產率達到59.14%，WO3分布率達到74.79%。

2 試驗方法

2.1 浮選工藝

礦樣WO3品位較低，石英等硅酸鹽類脈石礦物對白鎢礦可浮性影響較大，且常規浮選機對微細粒白鎢礦回收能力較弱。因此通過采用浮選機和浮選柱分別進行浮選試驗，以確定適合回收該白鎢尾礦的浮選工藝流程。

2.2 浮選藥劑與設備

試驗藥劑主要有pH調整劑NaOH、抑制劑水玻璃、捕收劑GY-10、起泡劑2#油；主要設備有容積1.0 L的單槽浮選機和旋流-靜態微泡浮選柱(中國礦業大學)。

3 試驗結果與討論

3.1 磨礦細度試驗

白鎢礦性脆，在磨礦過程中極易粉碎過磨，磨礦細度對浮選指標有著很大影響。為確定合適的磨礦細度，按圖1流程進行磨礦細度試驗，結果見圖2。

圖1 磨礦細度試驗流程

由圖2可知，隨著磨礦細度-0.074 mm粒級含量由70%增加到85%，粗精礦WO3品位不斷降低，WO3回收率未見明顯提高，說明大部分白鎢礦分布在細粒級中。當磨礦細度為-0.074 mm 70%時，選別效果相對較好，即礦樣不需要進行進一步細磨。此時粗精礦產率4.11%、WO3品位1.91%、回收率61.62%，尾礦WO3品位0.051%。

圖2 磨礦細度試驗結果

3.2 浮選機試驗

磨礦細度試驗過程中發現，1次粗選粗精礦泡沫層較薄且泡沫量相對較少，分選效果較差，因此采用浮選機進行試驗時將試驗流程調整為2次粗選、分段加藥，以提高分選效果。浮選機條件試驗流程見圖3。

圖3 浮選機條件試驗流程

3.2.1 水玻璃用量試驗

水玻璃是白鎢礦浮選最常用的脈石礦物抑制劑。在NaOH用量500 g/t、GY-10用量200 g/t的條件下進行水玻璃用量試驗，結果見圖4。

圖4 水玻璃用量試驗結果

從圖4可知，當水玻璃用量從1 000 g/t增大到3 000 g/t時，粗精礦WO3品位和回收率均呈先上升后下降趨勢，并分別在水玻璃用量為2 500，2 000 g/t時取得最大值。當水玻璃用量較小時，無法很好地抑制脈石礦物對白鎢礦浮選的不利影響，粗精礦品位和回收率較低；水玻璃用量過大時，又惡化浮選環境，降低浮選指標。考慮到粗選應盡可能回收白鎢礦，因此選擇最佳的水玻璃用量為2 000 g/t。此時在礦樣WO3品位為0.16%時，粗精礦WO3品位1.36%、回收率72.62%，尾礦WO3品位0.048%。

3.2.2 氫氧化鈉用量試驗

在水玻璃用量2 000 g/t、GY-10用量200 g/t的條件下進行NaOH用量試驗，結果見圖5。

圖5 NaOH用量試驗結果

從圖5可知，隨著NaOH用量的增加，粗精礦WO3品位和回收率均先呈逐漸上升趨勢；當用量達到500 g/t時，再增大NaOH用量，粗精礦WO3品位和回收率均開始下降。因此選擇NaOH用量為500 g/t。在礦樣WO3品位0.14%的條件下，粗精礦產率為6.22%、WO3品位1.61%、回收率為71.77%，尾礦WO3含量降低至0.042%。

3.2.3 捕收劑用量試驗

GY-10是白鎢礦的高效捕收劑，具有捕收能力強、選擇性好的優點。在NaOH用量500 g/t、水玻璃用量2 000 g/t的條件下進行GY-10用量試驗，結果見圖6。

圖6 GY-10用量試驗結果

從圖6可知，隨著GY-10用量的增大，粗精礦WO3品位不斷下降，回收率不斷上升。GY-10用量較大時，粗精礦泡沫較多，產率大，WO3品位低，尾礦WO3含量低；GY-10用量較小時，粗精礦WO3品位高，但回收率較低。綜合考慮，選擇GY-10用量為200 g/t較為合適，此時在礦樣WO3品位為0.13%的情況下，粗精礦產率5.65%、WO3品位1.61%、回收率72.86%，尾礦品位0.036%。

3.3 浮選柱試驗

根據浮選機條件試驗確定的藥劑制度，進行浮選柱試驗，以確定浮選柱的選別效果和最佳設備條件。

3.3.1 粗選試驗

浮選柱(φ50 mm)試驗采用1次粗選流程進行，流程見圖7。浮選柱循環壓力是提高浮選柱分選效果的重要參數，循環壓力對礦物浮選的指標影響很大。浮選柱循環壓力對浮選指標的影響見圖8。

圖7 浮選柱試驗流程

圖8 循環壓力試驗結果

從圖8可知，隨著浮選柱循環壓力的逐漸增大，微細粒礦化程度增強，粗精礦回收率升高，尾礦WO3品位降低；循環壓力小，粗精礦WO3品位較高，但壓力過小和過大都不利于選別指標的提高。當循環壓力達到0.10 MPa時，再增大循環壓力，粗精礦回收率升高幅度變緩，WO3品位則繼續下降。因此確定浮選柱最佳循環壓力為0.10 MPa。在礦樣WO3品位0.14%的條件下，粗精礦WO3品位1.89%、回收率74.76%，尾礦WO3品位0.038%。

3.3.2 1粗1精流程試驗

在粗選條件的基礎上，固定浮選柱循環壓力0.10 MPa進行浮選柱1粗1精流程試驗，流程見圖9，結果見表3。

表3 浮選柱1粗1精試驗結果 %

由表3可知，在給礦WO3品位0.14%的條件下，浮選柱1粗1精流程精礦WO3品位3.21%、回收率72.41%，尾礦WO3品位0.036%。黃光耀、馮其明等[12]在工業和半工業試驗上利用微孔材料發泡浮選柱從鎢浮選尾礦中回收細粒級白鎢礦，5～10 μm，10～19 μm和19～38 μm 3個粒級中白鎢礦回收率均達到65%以上，實現了細粒級白鎢礦的有效回收。