湖南某多金屬礦鎢錫同步浮選回收試驗研究①

付廣欽， 周曉彤， 鄧麗紅， 趙 剛， 尚興科

（1.廣東省科學院資源利用與稀土開發研究所，廣東 廣州 510650； 2.稀有金屬分離與綜合利用國家重點實驗室，廣東 廣州 510650； 3.廣東省礦產資源開發和綜合利用重點實驗室，廣東 廣州 510650）

鎢、錫具有良好的物理化學特性，是具有戰略意義的稀有金屬資源［1］，被確定為我國保護性開采的特定礦種。 目前通常采用重選方法回收粗粒嵌布的鎢錫礦石［2］，采用浮選為主的組合工藝回收細粒嵌布的鎢錫礦物［3－4］。 鎢錫礦物品位較高時，鎢礦物、錫礦物具有較高經濟價值，可采用選礦工藝分別單獨回收［5］。 而多金屬礦中伴生的低品位錫資源，稟賦差、可浮性弱，單獨回收錫礦物選礦成本高。 若采用混合浮選工藝［6］，在回收鎢礦物的同時同步回收錫礦物，能極大降低錫的綜合回收成本。

湖南某大型鎢錫多金屬礦為黑白鎢共生礦床，嵌布粒度細，礦物組成復雜，伴生錫品位小于0.1%，可浮性差，未能作為有價金屬回收［6］，綜合利用難度大。基于該多金屬礦鎢錫礦物特性，本文對該多金屬礦開展了鎢錫混合浮選試驗研究。

1 礦石性質及試驗方法

1.1 礦石性質

工藝礦物學研究結果表明，礦石中可回收的金屬礦物有白鎢礦、黑鎢礦、輝鉬礦、輝鉍礦等，其他金屬礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、墨銅礦、磁鐵礦等。 原礦中鎢礦物主要為白鎢礦（WO3含量占原礦中總鎢含量的70.59%），其次為黑鎢礦（WO3含量占原礦中總鎢含量的26.47%）。 錫賦存狀態較為復雜，主要為錫石，少量黝錫礦、錫鈣鈦榴石和含錫的鈣鐵榴石礦物。

由于原礦中不僅含有鎢錫礦物，還有輝鉬礦、輝鉍礦等硫化礦物以及磁黃鐵礦、磁鐵礦等金屬礦物，在采用浮選法回收鎢錫礦物前，需先脫除硫化礦物和鐵礦物。 結合生產現場生產工藝，在原礦磨礦細度－0.074 mm粒級占82.35%條件下，經磨礦、磁選、硫化礦浮選后，以硫化礦浮選尾礦作為本試驗的研究對象（以下稱原礦），其化學多元素分析結果見表1。

表1 原礦化學多元素分析結果（質量分數）/%

1.2 試驗藥劑

試驗中使用的藥劑碳酸鈉、硝酸鉛、GYB、GYX、BK205 均為工業品。 其中GYB、GYX 為廣東省科學院資源利用與稀土開發研究所自主研發的羥肟酸類捕收劑［7］，BK205 為礦冶集團科技有限公司自主研發的一種雜醇類起泡劑［8］。

1.3 試驗方法

黑白鎢混合浮選工藝已被廣泛應用于黑白鎢共生礦回收，其核心在于高選擇性捕收劑的應用，常用的捕收劑體系包括羥肟酸類藥劑與脂肪酸類藥劑［7］、金屬-有機配合物藥劑［9］等。 傳統黑白鎢混合浮選工藝中添加了大量水玻璃藥劑，對伴生錫石具有強烈的抑制作用。 而隨著高選擇性捕收劑的研發，黑白鎢混合浮選工藝逐步改進，已實現了不添加或少量添加水玻璃，為鎢錫礦物的同步回收創造了有利條件。 本文擬采用高效的鎢錫捕收劑以及相應的浮選環境，通過鎢錫混合浮選，來達到鎢錫礦物同步回收的目的。 鎢錫混合浮選試驗原則流程見圖1。

圖1 鎢錫混合浮選試驗原則流程

2 試驗結果與討論

2.1 捕收劑對比試驗

高效捕收劑的選擇是鎢錫混合浮選工藝的關鍵因素。 按照圖1 所示流程，在碳酸鈉用量150 g/t、硝酸鉛用量500 g/t、BK205 用量8 g/t 條件下，進行了捕收劑對比試驗，結果見表2。

表2 鎢錫混合浮選捕收劑對比試驗結果

由表2可見，采用GYX 獲得的鎢錫回收率較高，GYX 對鎢錫的捕收能力優于GYB，能滿足鎢錫同步回收的目的。 采用GYX 作為鎢錫混合浮選捕收劑進行后續試驗。

2.2 粗選條件試驗

2.2.1 碳酸鈉用量試驗

礦漿pH 值直接影響著礦物表面電性和浮選藥劑活性。 碳酸鈉是浮選中常用的調整劑，在調整礦漿pH值的同時，還可減少礦漿中有害離子的影響。 按照圖1所示流程，在硝酸鉛用量600 g/t、GYX 用量600 g/t、BK205 用量8 g/t 條件下，進行了碳酸鈉用量試驗，結果見圖2。

由圖2可見，隨著碳酸鈉用量增加，粗精礦鎢品位逐漸提高、錫品位變化較小，但鎢、錫回收率均呈下降趨勢。 碳酸鈉用量600 g/t 時，粗精礦中鎢、錫回收率分別降至76.37%、54.64%。 綜合考慮，確定粗選碳酸鈉用量為150 g/t。

圖2 碳酸鈉用量對鎢錫混合浮選的影響

2.2.2 硝酸鉛用量試驗

硝酸鉛常用作黑白鎢混合浮選的活化劑，鉛離子附著在礦物表面有利于捕收劑吸附，而且鉛離子與羥肟酸藥劑還可配位組裝形成金屬有機配合物［9－10］。 按照圖1 所示流程，在碳酸鈉用量150 g/t、GYX 用量400 g/t、BK205 用量4 g/t 條件下，進行了硝酸鉛用量試驗，結果見圖3。

圖3 硝酸鉛用量對鎢錫混合浮選的影響

由圖3可見，隨著硝酸鉛用量增加，鎢錫粗精礦鎢品位和回收率均呈現上升趨勢；當硝酸鉛用量增加至800 g/t 時，粗精礦WO3品位達到1.40%、鎢回收率達到76.82%。 但粗精礦中錫品位較穩定，錫回收率呈先上升后小幅下降的趨勢。 當硝酸鉛用量為500 g/t 時，粗精礦錫回收率達到最高，為42.48%。 綜合考慮，確定粗選硝酸鉛用量為500 g/t。

2.2.3 GYX 用量試驗

碳酸鈉用量150 g/t、硝酸鉛用量500 g/t、BK205用量8 g/t，進行了捕收劑GYX 用量試驗，結果見圖4。

由圖4可見，隨著GYX 用量增加，粗精礦中鎢品位呈下降趨勢、錫品位變化較小，鎢、錫回收率均呈上升趨勢，增加GYX 用量，有利于提高粗精礦中鎢、錫回收率，選擇GYX 用量600 g/t。

圖4 GYX 用量對鎢錫混合浮選的影響

2.3 閉路浮選試驗

在藥劑用量條件試驗基礎上，進行了1 次粗選、3次掃選、5 次精選的鎢錫混合浮選閉路試驗，試驗流程見圖5，結果見表3。

圖5 鎢錫混合浮選閉路試驗流程

表3 鎢錫混合浮選閉路試驗結果

對于WO3品位0.34%、Sn 品位0.089%的硫化礦浮選尾礦，閉路試驗獲得了WO3品位38.11%、Sn 品位3.87%的鎢錫混合精礦，對給礦的鎢、錫回收率分別為74.05%、29.74%。 該鎢錫混合浮選工藝中，粗選段未添加抑制劑，僅在精選段添加少量改性水玻璃，減少了伴生錫礦物受抑制的可能性。 雖然該鎢錫混合精礦未直接獲得錫品位5%以上的計價產品，但經進一步浮選或磁選將黑鎢礦、白鎢礦分離［11－13］，將獲得錫富集的計價含錫精礦產品，為有效利用該伴生錫資源創造了條件。

3 結 論

1） 湖南某大型鎢多金屬礦有用礦物嵌布粒度細、礦物組成復雜，伴生錫資源品位小于0.1%，礦物可浮性差，單獨回收錫成本高，一直未能綜合利用。 研發適宜的鎢錫混合浮選工藝同步回收鎢錫礦物，成為低成本利用該類資源的一種解決途徑。

2） 自主研發的捕收劑GYX 對鎢錫礦物具有較好的捕收能力，可同步回收鎢、錫。 粗選段不添加水玻璃、精選段少量添加改性水玻璃，是提高錫回收率的關鍵。

3） 針對WO3品位0.34%、Sn 品位0.089%的硫化礦浮選尾礦，采用鎢錫混合浮選工藝，獲得了WO3品位38.11%、Sn 品位3.87%的鎢錫混合精礦，鎢、錫回收率分別為74.05%、29.74%。