第26卷第4期 2010年8月 湖南有色金属 HUNAN N0NFERROUS METALS 21
钨矿选矿工艺研究进展评述
王 星,黄光洪,陈典助
(长沙有色冶金设计研究院,湖南长沙410011)
摘要:文章系统介绍了钨选矿工艺技术、设备和药剂研究状况,以及目前钨选矿技术和设备的最 新进展,并展望了钨选矿的发展方向。 关键词:钨矿;重选;浮选;捕收剂;抑制剂 中图分类号:TD95 文献标识码:A 文章编号:1003—5540(2010)04—0021一O3
我国是钨资源大国,钨资源居世界第一。截止 2007年底,我国钨矿查明资源储量551.55万t,其中
基础储量为240.87万t,占43.67%,资源量310.68 万t[1 ]。钨矿主要分布在南方地区,其中湖南和江
西分布最多。由于多年的强化开采,黑钨矿储量消
耗很快,已经形成了以白钨矿为主的局面。 黑钨矿的选别方法以重选和浮选为主。粗粒级
一般采用重选回收,细粒级的回收方法常采用联合
流程,如重选一磁选法、磁选一浮选法、重选一浮选 法等。白钨矿的选别主要采用浮选法,其精选工艺 主要有包括加温法和731常温法。对于黑白钨共生
矿,结晶粒度相对较细,并伴生有硫化矿的矿石,一 般采用浮选工艺流程。
1黑钨矿选矿工艺
黑钨矿选矿最主要的选别工艺是重选。常用工
艺流程为多级跳汰、多级摇床、中矿再磨、细泥单独 处理等。传统的黑钨重选以跳汰早收、摇床丢尾为 主。随着选矿工艺和技术的发展,离心选矿机等新 设备被开发出来,并得到广泛应用。
1.1黑钨重选 由于黑钨密度较大,其回收常采用重选工艺,根 据分选设备的不同,又分为跳汰选矿法和螺旋溜槽 选矿法。 跳汰选矿法是黑钨选矿的主要流程。动筛跳汰
机由于跳汰室床层筛网的上下振动与水介质运动相
作者简介:王 ̄(1982一),男,助理工程师,主要从事有色金属矿山 选矿设计研究工作。 结合,能获得比普通隔膜跳汰机更大的冲程,因而具
有选别粒度粗、处理能力大、选别效率高、耗水量小 的特点,是一种粗、中粒矿石重选的优良设备,在黑 钨矿山中得到广泛应用。如大吉山钨矿_4 J,分别采
用了旁动型、下动型、侧动型、梯形和上动型动筛式
等多种跳汰机进行钨矿的回收。其选矿工艺成本 低,经济效果显著。 螺旋溜槽的分选原理是矿浆流沿垂直的中心轴
向下旋转运动及横向环流运动,使矿石按密度和粒
度分层和分带,从而达到分离的目的。它具有处理 量大、无传动部件、不需动力、不需添加水、结构简 单、维护费用少、分选效果好、过程稳定、指标可靠和 有利于环境保护等优点。李平_5j针对某难选钨矿
(黑钨95%,白钨5%)的粗选,进行了螺旋溜槽与湿
式强磁选的对比试验。取得了螺旋溜槽粗选,精矿 品位1.58%,回收率78.99%,产率20.08%;湿式强
磁选,精矿品位2.37%,回收率81.35%,产率15.03% 的试验指标。结果表明,螺旋溜槽与湿式强磁选的 选别指标相似,但螺旋溜槽的选矿成本低很多。 离心选矿机_6 J具有生产能力大、回收粒级下限
低、选矿回收率高等优点,被多次用于钨细泥回收工
艺。在20世纪80年代黑钨矿山企业如江西大吉 山、盘古山、西华山、漂塘、下垅、小龙等钨矿山都曾
使用过。经铁山垅钨矿与赣州有色冶金研究院共同 改进后在铁山垅钨矿钨细泥回收工艺中得到成功应 用。用于粗选作业,富集比可达3—6倍,回收率可 达75%~80%;用于精选作业,富集比可达3~5倍,
回收率可达85%~90%,钨细泥综合回收率可达
66%以卜。
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1.2黑钨细泥浮选
黑钨矿性脆,易过粉碎。重选法回收细泥钨矿
的回收率一般小于45%。对细泥黑钨矿可采用浮选 工艺回收。 细泥黑钨矿浮选常用捕收剂为甲苯胂酸、混合
甲苯胂酸、苄基胂酸、甲苄砷酸、苯乙烯膦酸、羟(氧) 肟酸等。这类药剂都具有一定毒性,在制造和使用 过程中会造成环境污染。近年来各种羟肟酸,如水
杨羟肟酸、萘羟肟酸、苯甲羟肟酸等螫合捕收剂的研 制和应用均获得了很好的效果。实践表明,羟肟酸 类是黑钨矿的良好捕收剂。高玉德 J采用以水玻璃
为主的组合抑制剂、BD单一抑制剂和以苯甲羟肟酸
为主的混合捕收剂,处理柿竹园多金属矿白钨加温 精选尾矿,含WO 品位为1.74%,经一次粗选、三次 扫选、三次精选,能获得含WO 大于65%,回收率大 于90%的闭路试验结果。王明细E8 J用羟肟酸类捕收
剂COBA浮选黑钨矿单矿物,取得了回收率大于 99%的极好结果。
调整剂方面,改性水玻璃和以水玻璃为主的混 合抑制剂的研制应用取得了可喜进展。改性水玻璃
比普通水玻璃对萤石、方解石、石英等脉石矿物具有 更强的抑制性能,还能有效分散矿泥、降低矿泥对钨 矿物的罩盖,改善钨矿物的浮选效果。柿竹园黑、白 钨混合浮选中使用普通水玻璃粗选时,可获得品位
WO 1.48%、钨回收率78.69%的钨精矿;用同量的
改性水玻璃时,钨精矿品位提高到含WO33.4%,钨 回收率提高到93%_7j。陈万雄认为硝酸铅对黑钨矿
浮选有显著的活化作用[9]9,采用硝酸铅作活化剂对
含WO 1.62%的柿竹园黑钨细泥进行浮选试验,获 得了黑钨精矿含WO366.04%,回收率90.36%的良
好效果。 1.3黑钨磁选 黑钨矿是弱磁性矿物,可采用强磁选工艺将黑 钨矿与白钨矿和其他非磁性矿物进行分离。高效强
磁选设备的出现为黑钨矿的磁选增添了新活力,如 SLon型立环脉高梯度强磁选机。对湖南瑶岗仙钨
矿的钨细泥采用高梯度磁选机一次粗选、一次精选、 二次扫选的磁选流程试验,当给矿品位0.43%时,获 得精矿品位21.89%,钨细泥回收率77.11%。研究
成果说明,高梯度磁选机对于黑钨细泥的选别具有 很好的效果,特别对于小于10 g/g的微泥回收效果 更是优于其它选别方法。因此,高梯度磁选机用于 黑钨细泥选别是值得推广和重视的高效设备。 2白钨矿选矿工艺
2.1 工艺 白钨矿一般结晶粒度较细,可浮性良好,回收白 钨矿的主要工艺是浮选。白钨浮选可以分为:粗选 段和精选段。粗选段以最大限度地淘汰脉石矿物提
高粗选富集比为目的,精选是整个白钨浮选的关键。 白钨粗精矿的精选工艺目前主要包括加温法和731 常温法。 1.加温法。粗精矿经浓缩(固体占60%~
70%)后,添加大量水玻璃在高温条件下长时间强烈 搅拌,利用矿物间表面吸附的捕收剂膜解析速度的 不同,提高抑制的选择性,然后稀释常温精选。该法
对矿石的适应性较强,选别指标稳定,但需另设加温 辅助设备,选矿成本高,劳动条件较差,此法在白钨
一方解石、萤石型的白钨矿山得到广泛应用。 2.731常温法。与加温法相比,此法更加重视 粗选作业,强调碳酸钠与水玻璃的协同作用,通过控
制矿浆DH值使矿浆中的HSi03-保持在一个有利于 氧化抑制的浓度范围,并配以选择性较强的731氧
化石蜡皂作白钨矿的捕收剂来达到较高的粗选比, 粗精矿在添加大量水玻璃的条件下,长时间(>30 min)强烈搅拌后稀释精选。该法免去了浓浆高温法
的诸多不便,选矿成本也比较低,但对矿石的适应性 不及加温法。73l常温法在以石英为主的矽卡岩型 白钨矿山得到广泛应用。周士强_1 0l针对白钨矿综
合回收采用磁选+浮选工艺流程,在白钨入选品位 0.25%的条件下,采用731常温法,取得了精矿
65.046%、回收率50.47%的较好指标。 2.2药剂
2.2.1 白钨矿浮选捕收剂 脂肪酸及其皂类可用作白钨矿的捕收剂,最常 用的是油酸和油酸钠,使用时可加乳化或与煤油使
用以减少油酸的用量。也可采用油酸的替代品,如 塔尔油、塔尔油皂、环烷酸、环烷酸皂、棉子油皂、氧
化石蜡皂及癸脂等。白钨矿也可以用阳离子作捕收
剂如十二烷胺浮选,此时钙、镁和钠盐实际上对白钨
矿浮选没影响。除了脂肪酸及其皂类可用作白钨矿
的捕收剂,两性捕收剂也是白钨矿的有效捕收剂。
如RO一12(N一十四酰基氨基乙酸)、RO一14(N一 十六酰基氨基乙酸)、4RO一12(N一十四酰基氨基丁
酸)和4RO一14(N一十六酰基氨基丁酸)等都对白
钨矿有较好的捕收能力…]。广州有色金属研究院 第4期 王星,等:钨矿选矿工艺研究进展评述 23
采用新型GY螫合捕收剂的GY法浮选流程对某矽 卡岩型为主的白钨矿石进行了试验研究l】 ,主要脉
石矿物为透辉石、萤石、方解石、石榴子石、角闪石、 石英、长石、绿泥石、磷灰石等。当原矿含
WO 1.46%,可得到品位WO374.10%,回收率达
85.50%的白钨精矿。 2.2.2 白钨矿浮选抑制剂 白钨矿浮选脉石的抑制剂常用水玻璃、糊精、淀 粉等。水玻璃的用量和pH值是获得高质量白钨矿
的重要因素,水玻璃用量增加,精矿中的WO3含量 增高。水玻璃模数也有很重要的作用,最佳模数为
2.4~2.5。水玻璃对非硫化矿物抑制强弱顺序为: 石英>硅酸盐>方解石>磷灰石>钼酸钙>重晶石
>萤石>白钨矿。这与矿物表面中的阳离子的形式 和捕收剂的作用形式有关。当水玻璃升高到70%~ 80%时,其抑制作用加强。为了提高水玻璃作用的
选择性,加入捕收剂后,进行快速浮选可利用捕收剂 和水玻璃不同的吸附速度提高分离效果。如白钨矿 与方解石、萤石的分离,将含有方解石和萤石的白钨
粗精矿浓缩,加入大量的水玻璃,在室温长时间搅 拌,矿浆稀释后,进行白钨矿浮选,槽中产物为方解
石和萤石 l引。 叶雪均对两种不同类型的白钨矿,即白钨一方 解石、萤石型和白钨、石英型进行了粗选试验研究。
试验结果表明,石灰+碳酸钠法适合于白钨一方解 石、萤石型矿石的粗选(原矿)。碳酸钠法适合于白 钨一石英型矿石的粗选。并推荐了偏磷酸盐+水玻
璃作为精选的抑制剂,该抑制剂不但具有较强的选 择性抑制作用和调节泡沫的作用,而且具有较好的 除磷效果_1 。周基校l15]报道了一种选择性抑制剂
能选择性抑制萤石、方解石等含钙脉石矿物,而不影 响白钨的浮选,提高了白钨精矿的质量。
2.3浮选设备进展 近年来浮选柱用于钨浮选也已经取得了突破性 进展。在栾川三道庄矿区低品位伴生白钨矿得到了
成功回收,浮钼尾矿中白钨矿品位在0.035% 0.05%,实际回收率达到60%左右,精矿品位≥ 20%,取得了较好的经济效益。
将浮选柱作为白钨回收粗选段主体浮选设备,
不仅简化了工艺流程、提高并稳定了各项工艺指标、
还提高了选矿厂自动化控制程度,有效地减轻了工 人的劳动强度[ ]。浮选柱在综合回收低品位、难选
白钨矿方面的成功应用,开创了浮选柱浮选河南栾 川地区低品位、难选白钨矿的先河。
3结论
1.钨矿的选矿工艺回收很少采用单一的工艺流 程,往往采用复合的工艺流程,对黑白钨共生矿更是
如此。选择哪种流程更好,取决于黑白钨的入选品 位、嵌布粒度、脉石成分、伴生矿种类以及黑白钨的 含量等一系列因素,选择合理的工艺流程是钨选矿
工作者的一项重要任务,这需要广泛的理论知识和 丰富的实践经验。 2.黑钨矿的回收重点在于开发节能、高效、处理
量大的重选设备。用螺旋溜槽选矿机替代摇床作为 钨矿的丢尾设备,体现了这一原则。
3.浮选是白钨矿的有效选别方法,而浮选药剂 又是浮选过程的关键,因此,白钨矿浮选药剂以及浮 选原理的研究是提高白钨矿回收利用的研究方向。
4.随着低品位,难选别的钨矿的开发和人们环 境意识的加强,白钨浮选药剂的开发方向将是开发 捕收性能强、选择性好、无毒、价格低廉的捕收剂;开
发高效、低廉,针对性强的抑制剂。 5.浮选柱作为新型的浮选设备具有占地面积 小、处理能力大;节约能源、易损件少、维修方便;可
完全实现自动控制;浮选时泡沫层厚,捕收区域长, 目的矿物在泡沫上升过程中富集时间较长的特点。 在低品位细泥钨矿回收领域将会有广阔的前景。 6.浮选柱在栾川地区选钼尾矿综合回收伴生白
钨矿的成功应用,为低品位、难选伴生白钨矿的回收 开创了全新的节能工艺。
参考文献:
[1]孔昭庆.我国钨矿目前的形势和任务[J].中国钨业,2007,22 (1):1—3. [2] 肖英,罗超.钨矿企业可持续发展的战略讨论[J].中国矿业, 2008,17(6):24—26. [3]戚开静,王斌,郑勇军.近lO年中国钨矿资源开发利用国际比 较及建议[J].资源与产业,2009,11(3):19—22. [4]林芳万.大吉山钨矿的跳汰机研究与实践[J].中国钨业, 1999,14(5—6):126—129. [5]李平.某难选钨矿石选矿试验研究[J].中国钨业,1998,(6): 28—3O. [6]林培基.离心选矿机在钨细泥选矿中的应用[J].金属矿山, 2009,(2):137—140. [7]高玉德,李玉峰,常祝春.黑钨细泥浮选新的工艺流程及药剂 研究[J].广东有色金属学报,1994,(1):20. [8]王明细,蒋玉仁.新型螯合捕收剂COBA浮选黑钨矿的研究 [J].矿冶工程,2002,(1):56—57. (下转第71页)