新型捕收劑SCA在河南某白鎢選礦廠的應用研究①

李 衛，王 旭，焦 芬，張政權，覃文慶，周敬閩，張 健

（1.中南大學 資源加工與生物工程學院，湖南 長沙 410083；2.洛陽豫鷺礦業有限責任公司，河南 洛陽 471500）

我國鎢礦資源豐富，鎢儲量和產量均居世界第一。隨著黑鎢礦資源日漸枯竭，白鎢礦逐漸成為具有經濟開采價值的含鎢礦物［1］。脂肪酸類捕收劑具有捕收能力強、來源廣泛、生產成本低的優點，已被廣泛應用于白鎢礦浮選［2-5］。但脂肪酸類捕收劑存在水溶性差且對溫度敏感的缺點，在低溫環境下其捕收性能會大幅降低［6-7］。

河南某白鎢選礦廠所用捕收劑為FX-6［8-10］，它是脂肪酸類捕收劑的一種，受氣溫降低和堿值長期過高的影響，該企業一、四季度綜合回收率相對于全年綜合回收率偏低，經濟效益嚴重受損。開發耐低溫高堿的新型白鎢礦捕收劑對白鎢選礦企業具有重要的現實意義，對促進白鎢礦浮選技術進步也具有重大意義。

藥劑復配法采用表面活性劑與捕收劑復配，通過產生協同效應提高捕收劑表面活性，是目前解決脂肪酸類捕收劑低溫溶解性差問題的主要研究方向［11-13］。本文針對河南某白鎢選礦廠面臨的低溫高堿礦漿條件，采用藥劑復配法開發耐低溫高堿的新型白鎢礦捕收劑，為該企業提供技術支持，同時也為其他白鎢選礦企業提供技術參考。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗礦樣

河南某白鎢選礦廠所選礦石主要目的礦物為白鎢礦，脈石礦物主要為石英、長石、云母、方解石等，含少量螢石、磷灰石等。試驗所用礦樣為選礦廠粗選車間入選原礦漿，其主要化學成分分析結果見表1，鎢物相分析結果見表2。

表1 主要化學成分分析結果（質量分數） %

表2 鎢物相分析結果

白鎢礦解離度約70%，未解離的白鎢礦主要與脈石礦物連生，少部分嵌布在脈石顆粒中。白鎢礦粒徑主要介于1～50μm之間，最大顆粒粒徑可達80μm。

1.2 試驗設備與藥劑

試驗所用主要設備為XFD型1.0 L掛槽浮選機。試驗所用主要藥劑包括分析純H2SO4和NaOH，選礦廠現用抑制劑Y1和捕收劑FX-6，新型捕收劑SCA。其中Y1和FX-6取自選礦廠配藥車間；新型捕收劑SCA為中南大學自主研發藥劑，主要由FX-6與甜菜堿類表面活性劑復配而成。

1.3 試驗方法

為保證原礦性質與生產現場一致，直接從粗選車間取原礦漿，均勻攪拌后分取礦漿以備試驗使用。試驗前通過冷凍或加溫將礦漿調控至試驗所需溫度，試驗時通過H2SO4或NaOH調節礦漿pH值，然后依次加入抑制劑和捕收劑后充氣浮選。所取礦漿已經添加了碳酸鈉，故試驗時不再添加碳酸鈉。試驗所得精礦和尾礦分別烘干稱量后制樣化驗并進行相關計算。試驗原則流程見圖1。

圖1 浮選試驗原則流程

2 試驗結果與討論

2.1 抑制劑Y1用量對白鎢礦回收效果的影響

礦漿溫度10℃、pH值10.50、捕收劑FX-6用量220 g／t條件下，進行一次粗選試驗，考察抑制劑Y1用量對白鎢礦回收效果的影響，結果見圖2。

圖2 抑制劑Y1用量對白鎢礦回收效果的影響

由圖2可知，隨著抑制劑Y1用量增加，白鎢粗精礦WO3品位不斷上升；Y1用量低于30 g／t時，WO3回收率基本不受影響，但當其用量超過30 g／t后，WO3回收率開始下降。適宜的抑制劑Y1用量為30 g／t。

2.2 礦漿溫度對白鎢礦回收效果的影響

pH＝10.50、抑制劑Y1用量30 g／t、捕收劑用量220 g／t，考察了礦漿溫度對新型捕收劑SCA和現場用捕收劑FX-6對白鎢礦回收效果的影響，結果見圖3。

圖3 礦漿溫度對白鎢礦回收效果的影響

由圖3可知，在廣泛的溫度范圍內，使用SCA時的WO3回收率均明顯高于使用FX-6時的回收率；隨著溫度降低，尤其當溫度低于15℃后，使用SCA和FX-6的WO3回收率均大幅降低，但使用SCA比使用FX-6下降幅度要小，說明SCA比FX-6表現出更優的捕收性能和更強的耐低溫性能。

2.3 pH值對白鎢礦回收效果的影響

抑制劑Y1用量30 g／t、礦漿溫度10℃、捕收劑用量220 g／t條件下，考察了pH值對新型捕收劑SCA和現場用FX-6對白鎢礦回收效果的影響，結果見圖4。

圖4 pH值對白鎢礦回收效果的影響

由圖4可知，在廣泛的pH值范圍內，使用SCA的WO3回收率均明顯高于使用FX-6的回收率；當pH值高于11.0后，使用SCA和FX-6的WO3回收率均明顯降低，但使用FX-6降幅更大，說明SCA比FX-6表現出更優的捕收性能和更強的耐高堿性能。

2.4 捕收劑用量對白鎢礦回收效果的影響

抑制劑Y1用量30 g／t、礦漿溫度10℃、pH值11.0條件下，考察了捕收劑用量對白鎢礦回收效果的影響，結果見圖5。

圖5 捕收劑用量對白鎢礦回收效果的影響

由圖5可知，隨著捕收劑用量增加，使用SCA和FX-6的WO3回收率均呈現出先上升后保持不變的趨勢。SCA用量超過220 g／t后，WO3回收率基本保持在75%左右；FX-6用量超過240 g／t后，WO3回收率才基本保持在72%左右。在更低的捕收劑用量條件下，使用SCA可以獲得更高的WO3回收率，說明SCA可以在用量更少的情況下表現出比FX-6更優的捕收性能。

2.5 閉路試驗

為了進一步對比SCA與FX-6對白鎢礦的捕收性能，進行了粗選閉路試驗，試驗流程見圖6，結果見表3。

圖6 粗選閉路試驗流程

表3 粗選閉路試驗結果

由表3可知，經一粗兩掃粗選閉路浮選，采用捕收劑SCA可獲得WO3品位0.432%、WO3回收率79.95%的白鎢粗精礦，相比捕收劑FX-6，在保證了粗精礦WO3品位的前提下，WO3回收率提高了4.53個百分點，浮選指標良好，具有進行工業應用的潛力。

2.6 新型捕收劑SCA的工業應用

在河南某白鎢選礦廠進行了新型捕收劑SCA的工業應用。該企業白鎢礦粗選車間處理量為18 000 t／d，分為3個系列，其中一系列和二系列工藝流程與設備配置一致，見圖7。一系列添加新型捕收劑SCA，二系列添加現場用捕收劑FX-6，兩個系列分別調試穩定后同時持續運行8天共24個班次。期間礦漿溫度10～12℃，礦漿pH值10.7～11.0，累計生產指標見表4。

圖7 工藝流程與設備配置簡圖

由表4可知，在低溫高堿的工業生產條件下，采用新型捕收劑SCA比現場用捕收劑FX-6的WO3回收率提高了2.76個百分點，且捕收劑用量還減少了20.37 g／t。新型捕收劑SCA有利于提高白鎢粗選回收率、增加WO3產出，具有良好的工業應用前景。

表4 工業應用生產累計指標對比

3 結 論

1）在試驗溫度、pH值和捕收劑用量條件下，新型捕收劑SCA比現場用捕收劑FX-6表現出更優的WO3捕收性能。而且，新型捕收劑SCA還具有更強的耐低溫和耐高堿性能。

2）在抑制劑Y1用量30 g／t、礦漿溫度10℃、pH值11.0、捕收劑用量220 g／t條件下，經一粗兩掃粗選閉路浮選，采用SCA作捕收劑時白鎢粗選WO3回收率為79.95%，相比FX-6提高了4.53個百分點。

3）新型捕收劑SCA在河南某白鎢選礦廠穩定應用了8天共24個班次，在低溫高堿礦漿條件下，WO3回收率比使用FX-6提高了2.76個百分點，同時捕收劑用量降低了20.37 g／t，展現出了良好的工業應用前景。