提高某鎢多金屬礦選礦回收率試驗研究①

胡 振，黃神龍，周賀鵬

（1.江西理工大學 資源與環(huán)境工程學院，江西 贛州 341000；2.湖南有色黃沙坪礦業(yè)有限公司，湖南 桂陽 424400）

湖南某鎢多金屬礦礦區(qū)內矽卡巖型鎢鉬螢石礦礦床資源儲量豐富，礦區(qū)內鎢礦石主要以白鎢礦為主，黑鎢含量極少，而且礦區(qū)內白鎢礦與螢石、方解石等含鈣礦物緊密共生，大大增加了浮選過程中的分離難度，鎢回收率僅50%，螢石回收率僅40%，資源綜合利用效率低。目前國內大多數選礦廠采用脂肪酸及其衍生物作為捕收劑，采用“彼得羅夫法”加溫精選工藝來獲得合格精礦產品，但該工藝操作復雜、能耗大、生產成本高，現場作業(yè)環(huán)境差。近年來，基于“金屬離子配位調控分子組裝”原理開發(fā)出了高選擇性選鎢捕收劑，其成功應用可顯著減少水玻璃用量，取代白鎢加溫工藝，為鎢資源高效綜合利用提供了新的解決方案［1］，實現了常溫精選條件下鎢和螢石回收率大幅度提升。

1 礦石性質

湖南某鎢多金屬礦礦石以鎢、鐵、螢石為主，伴生鉬、鉍等有價元素，其主要化學成分分析結果見表1。

表1 礦石主要化學成分分析結果（質量分數）／%

該鎢多金屬礦主要礦物種類為白鎢礦、螢石、磁鐵礦，主要脈石礦物為硅酸鹽，少量方解石，含有一定輝鉬礦，原礦礦物類型及種類見表2。

表2 原礦礦物類型及種類

磨制礦石光片，在顯微鏡下測定該礦石中白鎢礦的嵌布粒度，結果如表3所示。可見白鎢礦粒度較均勻，主要粒度范圍0.04～0.35 mm，屬細-微細粒均勻嵌布類型。

表3 白鎢礦嵌布粒度分析結果

2 選鎢試驗研究

2.1 苯甲羥肟酸鉛配合物的浮選性能

苯甲羥肟酸屬于螯合捕收劑，能與大多數金屬離子發(fā)生螯合反應，從而生成穩(wěn)定的難溶化合物，苯甲羥肟酸作捕收劑時，在4.7＜pH＜13.7區(qū)間，金屬定位離子為Ca2＋，有利于苯甲羥肟酸靜電吸附，達到最佳浮選效果［2－4］。苯甲羥肟酸對白鎢礦有一定捕收作用，但捕收能力較弱，增加Pb、Ca、Fe、Al、Cu等金屬離子對白鎢礦有活化作用，以硝酸鉛活化效果最為顯著。在pH＝6～10條件下，Pb2＋與苯甲羥肟酸濃度比1∶2～2∶1范圍內，配合物體系下白鎢礦具有較好的可浮性，同時對方解石具有較強的捕收作用，但對螢石沒有捕收能力或捕收能力極弱，因此，在以苯甲羥肟酸鉛配合物為捕收劑時，白鎢礦和螢石的可浮性差異得到明顯提高，有利于實現白鎢礦和螢石的高效分選。

2.2 磨礦細度試驗

碳酸鈉用量300 g／t、鹽化水玻璃用量300 g／t（水玻璃與硫酸鋁之比2∶1）、活化劑硝酸鉛用量800 g／t、捕收劑苯甲羥肟酸用量700 g／t，按圖1所示流程考察了不同磨礦細度條件下的選鎢指標，結果見表4。

圖1 浮選試驗流程

表4 磨礦細度對選鎢的影響

考慮磨礦成本，選定磨礦細度－0.074 mm粒級占74.84%，此時可獲得鎢粗精礦品位2.22%、作業(yè)回收率82.16%的較理想指標。

2.3 選鎢條件試驗

2.3.1 pH值調整劑碳酸鈉用量試驗

以硝酸鉛為選鎢活化劑，在pH＜4和pH＞12時，白鎢礦回收率很低，在pH＝4～12范圍內，白鎢礦具有良好的可浮性。按圖1所示流程，在磨礦細度－0.074 mm粒級占74.84%、抑制劑鹽化水玻璃用量300 g／t、活化劑硝酸鉛用量800 g／t、捕收劑苯甲羥肟酸用量700 g／t條件下，進行了pH調整劑碳酸鈉用量試驗，結果見圖2。

圖2 pH值調整劑碳酸鈉用量試驗結果

由圖2可見，碳酸鈉用量200 g／t時，白鎢礦粗精礦品位1.39%，回收率達到84.30%；隨后繼續(xù)增大碳酸鈉用量，鎢回收率逐步下降。綜合考慮，選擇碳酸鈉用量200 g／t。

2.3.2 抑制劑鹽化水玻璃用量試驗

碳酸鈉用量200 g／t，其他條件不變，進行了抑制劑鹽化水玻璃用量試驗，結果見圖3。

圖3 抑制劑鹽化水玻璃用量試驗結果

由圖3可見，隨著鹽化水玻璃用量增大，WO3品位呈逐漸升高再降低的趨勢，與之對應的鎢回收率先減小后增大再趨于穩(wěn)定。選定鹽化水玻璃用量600 g／t，此時WO3品位2.10%、回收率84.06%。

2.3.3 活化劑硝酸鉛用量試驗

有研究表明，苯甲羥肟酸和硝酸鉛在一定的摩爾配比范圍內，形成的配合物對含鎢礦物具有較強的捕收作用［4］。在中性或弱堿性條件下，硝酸鉛在礦漿中水解后形成Pb2＋和PbOH＋，這些離子能在鎢礦物表面產生化學或物理吸附，使礦物表面電性由負變正，起到活化作用，促進鎢礦物與捕收劑作用，提高分選效果。抑制劑鹽化水玻璃用量600 g／t，其他條件不變，進行了活化劑硝酸鉛用量試驗，結果見圖4。

圖4 活化劑硝酸鉛用量試驗結果

由圖4可知，隨著硝酸鉛用量增大，WO3品位和回收率均呈逐漸升高再降低的趨勢。選定硝酸鉛用量800 g／t，此時WO3品位1.89%、回收率83.86%。

2.3.4 捕收劑苯甲羥肟酸用量試驗

活化劑硝酸鉛用量800 g／t，其他條件不變，進行了捕收劑苯甲羥肟酸用量試驗，結果見圖5。

圖5 捕收劑苯甲羥肟酸用量試驗結果

由圖5可見，隨著苯甲羥肟酸用量增大，WO3品位和回收率都有明顯升高，而當苯甲羥肟酸用量超過900 g／t后，WO3品位下降而回收率緩慢升高。選擇苯甲羥肟酸用量800 g／t，此時WO3品位1.94%、回收率82.42%。

2.4 閉路試驗

在條件試驗和開路試驗基礎上，進行了鎢浮選閉路試驗，試驗流程見圖6，結果見表5。

圖6 閉路試驗流程

表5 閉路試驗結果

經過一粗五精二掃、中礦順序返回的閉路流程，可獲得鎢精礦品位44.23%、鎢回收率73.52%的技術指標。

3 結 論

1）傳統(tǒng)脂肪酸及脂肪酸衍生物選擇性差，難以實現白鎢礦與螢石、方解石等含鈣礦物的高效分離；增加抑制劑水玻璃用量雖然可以提高可浮性差異，但其用量過大也會抑制粗顆?；螂y選鎢礦物，極大阻礙了鎢回收率進一步提升。苯甲羥肟酸及其金屬鹽配合物對白鎢礦體現出了較強的選擇性捕收能力，有利于鎢與螢石伴生資源的高效浮選分離。苯甲羥肟酸體系中，硝酸鉛提高了捕收劑對鎢礦物的有效吸附，鹽化水玻璃能減弱對白鎢礦的抑制，同時加強對方解石的抑制作用，可以實現白鎢礦與方解石的高效浮選分離。本工藝一方面取消了傳統(tǒng)工藝中大量使用的水玻璃和脂肪酸，極大提高了鎢回收率，同時避免了螢石在選鎢階段被強烈抑制，保持了螢石的良好可浮性，有利于后續(xù)資源進一步高效回收。

2）在磨礦細度－0.074 mm粒級占74.84%條件下，以碳酸鈉作pH調整劑、鹽化水玻璃作抑制劑、硝酸鉛作活化劑、苯甲羥肟酸作捕收劑，采用一粗五精二掃、中礦順序返回的選鎢閉路流程，得到鎢精礦鎢品位44.23%、回收率73.52%。以鎢常溫精選工藝取代加溫精選，鎢回收率有效提升，通過使用高選擇性捕收劑，大大降低了水玻璃抑制劑用量，廢水易于沉降和處理，對礦山選礦經濟效益提升和可持續(xù)發(fā)展具有顯著成效。