某黑鎢細泥重選回收鎢試驗研究*

常學勇 張艷嬌

(1.中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所；2.自然資源部多金屬礦綜合利用評價重點實驗室；3.西北地質科技創新中心)

鎢是我國的優勢礦產資源，在世界鎢資源供需方面我國一直處于主導地位，黑鎢礦在鎢資源的開發利用中占有很大比重。黑鎢礦的選礦回收手段以重選為主且選礦回收率相對較高，但由于其性脆、密度大，破磨過程易于在細粒級別中富集，因此在黑鎢選礦生產現場一般采取集中處理的方法回收細泥中的鎢，但細泥作業回收率通常較低，大量金屬在細泥作業段損失[1-4]，因此細泥中鎢的回收一直是選礦領域的研究熱點。

某黑鎢礦選廠細泥成分較為復雜，細泥段生產采用浮選脫硫—高梯度磁選—搖床精選工藝流程，細泥作業段回收率35%～40%。為了進一步回收該細泥尾礦中的鎢礦物，對其開展了鎢再回收的試驗研究。

1 礦樣性質

表1 礦樣化學多元素分析結果 %

表2 礦樣鎢物相分析結果 %

由表1～表3可知，礦樣中WO3含量為 0.142%，WO3主要賦存于黑鎢礦中，96%以上的鎢金屬集中在-0.074 mm的粒度范圍內，-0.01 mm產率達31.48%。

表3 礦樣粒度分析結果

礦物物質組成研究表明，礦樣中主要脈石礦物為云母、石英、綠泥石、蒙脫石及電氣石等，其中綠泥石、蒙脫石等泥質礦物較多，礦物量達20%左右，易使礦漿黏度增大，對后續分選過程有一定的不利影響。

2 選礦試驗研究

2.1 流程選擇與確定

由粒度分析結果可知，該礦樣中+0.074 mm粒級中WO3含量僅為0.021%，但產率卻高達22.22%，可通過篩分方式將其分離后直接拋尾。

目前，細泥選礦一般采用重選、浮選、磁選中的一種方法或幾種聯合工藝對鎢礦物進行回收[5]。因樣品中WO3含量較低，而浮選藥劑單價較高，浮選方法暫不采用。目前微細粒重選設備有離心選礦機、Falcon離心機、懸振錐面選礦機，由于離心選礦機分選精度不高，針對低品位礦石難以直接獲得合格的精礦產品；懸振錐面選礦機可獲得較高品位的精礦，但處理能力較小，因此試驗利用離心選礦機處理量大、回收率高的特點進行粗選，拋除絕大部分的細泥尾礦，再聯合懸振錐面選礦機對少量離心機精礦進行精選獲得黑鎢精礦，實現細粒物料的有效回收。試驗原則流程見圖1。

圖1 試驗原則工藝流程

2.2 黑鎢細泥回收條件優化試驗

試驗采用LX86型臥式離心選礦機進行粗選，主要進行了離心選礦機粗選濃度、漂洗水流量、樣品流量以及轉數等參數優化試驗。

2.2.1 離心選礦機粗選濃度試驗

入料濃度是影響細粒物料重選回收的重要參數之一，濃度過低則縮短了分選時間，回收率降低；濃度過高容易造成粗精礦品位偏低，產率加大，增加后續精選作業的負擔，為此進行了離心選礦機入料粗選濃度試驗。固定離心機轉數450 r/min，離心機漂洗水流量為1.0 L/min，給料時間1 min，給料流量為61 kg/min，試驗結果見圖2。

當δR=0時,將其代入式(17),可得到發射機的相關函數(correlation function,CF),即

圖2 離心選礦機入選濃度試驗結果

由圖2可見，隨著給料濃度的增大，回收率增大；但當濃度大于12%時，粗精礦品位顯著降低；鑒于礦樣中含泥量大，礦漿黏度相對較高，同時由于該段作業前是分級作業，入選濃度過高需要濃縮，使工藝流程復雜，故確定濃度12%為宜。

2.2.2 離心選礦機粗選漂洗水流量試驗

漂洗水是提高粗精礦品位的重要手段，但流量過大易造成金屬損失。為了確定最佳的漂洗水用量，進行了漂洗水流量試驗，固定轉數450 r/min，給料流量61 kg/min，給料時間1 min，給料濃度12%，試驗結果見圖3。

圖3 離心選礦機漂洗水流量試驗結果

由圖3可見，粗精礦品位隨著漂洗水流量的增大而增大，回收率緩慢降低；但當漂洗水流量大于1.9 L/min后，尾礦損失量加大，因此確定漂洗水流量為2.0 L/min為宜。

2.2.3 離心選礦機粗選給料流量試驗

重選設備的處理能力大小對分選效果具有非常大的影響，故進行離心機給料流量試驗，確定該離心機合適的處理能力。固定轉數450 r/min，漂洗水量2.0 L/min，給料時間1 min，試驗結果見圖4。

由圖4可見，入選物料流量在60 kg/min以下時，可獲得較好的分選效果，作業回收率均在70%以上，因此確定給料流量為60 kg/min。

圖4 離心選礦機給料流量試驗結果

2.2.4 離心選礦機粗選轉數試驗

離心選礦機是通過高速旋轉增大礦物顆粒的比重差異從而實現細粒物料分選的[6]，不同轉數產生的離心力所達到的分選效果具有很大差異，因此進行了離心機轉數試驗。固定入料流量60 kg/min，漂洗水量為2.0 L/min，給料時間1 min，入選濃度12%，試驗結果見圖5。

圖5 離心選礦機轉數試驗結果

由圖5可見，離心選礦機的轉數對回收率具有較大影響，轉數為250 r/min時，回收率僅為50%左右；隨著轉數的增大，作業回收率增高，當轉數大于450 r/min后，作業回收率維持在70%以上，但精礦品位急劇下降，因此確定離心選礦機的轉數為450 r/min。

2.3 懸振錐面選礦機條件試驗

離心選礦機條件優化試驗完成后，采用最優操作條件制備了細粒黑鎢粗精礦，以該粗精礦為原料開展精選條件試驗，試驗機型為LXZ-1200A懸振錐面選礦機。懸振錐面選礦機的分選面振動頻率和轉動頻率是其核心參數，影響著細粒礦物在分選面上的松散程度、分選時間以及運動軌跡，對分選效果起決定性作用[7-8]，因此在粗精礦精選過程中進行了轉動頻率和振動頻率的條件試驗。

2.3.1 懸振錐面選礦機精選轉動頻率試驗

固定給料流量2.0 L/min，振動頻率15 Hz，進行床面轉動頻率試驗，試驗結果見圖6。

圖6 懸振錐面選礦機轉動頻率試驗結果

由圖6可見，隨著分選床面轉動頻率的不斷增加，精礦品位降低，作業回收率提高，轉動頻率大于20 Hz后增幅減小，因此確定轉動頻率20 Hz為宜。

2.3.2 懸振錐面選礦機精選振動頻率試驗

固定給料流量為2.0 L/min、轉動頻率20 Hz進行床面振動頻率試驗，試驗結果見圖7。

圖7 懸振錐面選礦機振動頻率試驗結果

由圖7可見，振動頻率對精礦品位影響很大，低于14 Hz時，品位低于20%；但頻率大于15 Hz時，精礦品位升高，但回收率顯著下降，因此確定床面振動頻率為15 Hz。

2.4 全流程試驗

根據以上優化試驗結果確定的最佳操作參數進行了全流程試驗，全流程工藝見圖1，試驗結果見表4。

表4 全流程試驗結果 %

由表4可知，采用篩分—離心選礦機粗選—懸振錐面選礦機精選流程可從WO3含量0.142%的尾礦樣中回收獲得WO3品位為28.04%、回收率為49.20%的鎢精礦，尾礦WO3品位降至0.072%。

3 結 語

(1)某黑鎢細泥礦樣中WO3主要賦存于黑鎢礦中，且96%以上的鎢金屬量集中在-0.074 mm的粒度范圍內；主要脈石礦物為云母、石英、綠泥石、蒙脫石及電氣石等，其中綠泥石、蒙脫石等泥質礦物較多，對后續分選過程有一定不利的影響。

(2)試驗確定采用篩分—離心選礦機粗選—懸振錐面選礦機精選流程，可從WO3含量0.142% 的尾礦樣中回收獲得WO3品位28.04%的精礦產品，WO3回收率為49.20%。