黑钨细泥选矿工艺研究现状及展望鲁军(紫金矿冶设计研究院)

摘 要 ：介绍了黑钨 细泥选矿工艺的研究情况，重点阐述 了浮选工艺及药剂、改进 离心机重选工艺、高梯度强磁选工艺、选冶组合工艺等新技术的研究现状，并对其应用前景进行 了展 望。关键词 ：黑钨 细泥 ;选矿 工 艺 ;现 状 ;展 望

CurrentSituation and ProspectofM ineralProcessing TechnologiesofW olframiteSlim e LuJun (ZijinDesignandResearchInstituteofMiningandmetallurgy) Abstract：Introduced the currentsituation ofmineralprocessing technologies ofwolframite slime， such asimprovedcentrifugalseparationprocess，flotation processanditsreagents，highgradienthigh in— tensitymagneticprocessand combiningprocessofmineralprocessingandmetallurgy .Andtheirapplicationswereenvisaged. Keywords：W olframiteslime;Mineralprocessing technology ;Presentstatus;Prospect

我 国是世界上钨资源最丰富的国家 ，钨矿储量、钨消费量、钨 品生产量和钨品出口贸易量均居世界首位。我国主要消耗黑钨矿 ，冶炼工艺基本上也是以黑钨矿为原料 ，黑钨矿密度大 、性脆 、易过粉碎和泥化。黑钨细泥是指 <74 m粒级 的物料 ，由于粒度小 ，各矿物的比表面积增大 ，颗粒问的运动差异变小 ，分选 难度 大大增 加… 。随着钨 矿床 采掘 的延深 ，在开采 、运输和选矿过程中，细泥不断产生 ，即使在各工序采取必要的措施 ，也避免不了细泥的产生 ，一 般选厂钨在矿泥 中的损失率达 20%lzJ。因此加强细泥回收 ，进一步研究更为有效 的细泥 回收工艺和设备 ，一直是钨矿选矿的重要课题之一 。围绕提高钨细泥回收率方 面的工艺技术 ，如重选 、浮选 、磁选及选冶综合工艺一直在探索_3J。 1 浮选 工艺 及药 剂黑钨矿属高密度 的氧化矿物 ，黑钨细泥浮选一直是国内外公认的难题 。随着黑钨细泥浮选理论研究的不断深入、不断改进和完善的浮选生产实践 ，浮选法正逐渐成为黑钨细 泥的主要 回收手段 ，用浮选法处理黑钨细泥越来 越为人们所重视 j。采用浮选法可以较大幅度提高黑钨细泥 的回收率 ，关键是采用合理的工艺及有效的浮选药剂 。 26 鲁 军(1974一 )，男 ，工程 师，硕士 ，364200福建省上杭县。 1.1 浮 选工艺常规浮选对 一10Ixm的有用矿物难以有效 回收或 回收率非常低。随着黑钨细泥浮选工艺不断改进和完善，推出了选择性絮凝、载体浮选、油团聚浮选等许多很有前途 的分选工艺。细粒技术也是浮选技术的一个重要分支 ，此外，还有浮选柱~}-N212艺等 J。 (1)选择性絮凝工艺。选择性 絮凝工艺 就是在高速搅拌的矿浆 中，添加适宜 的调整剂 (pH调整剂和脉石矿物分散剂)调浆 ，使各种矿物处于分散状态 ，然后再添加选择性絮凝剂 ，使 目的矿物絮凝成团 ，脉石矿物处于分散状态 ，根据矿石性质再辅 以各种分选方法(重选、磁选 、浮选等 )，使 目的矿物与脉石矿物分离。选择性絮凝工艺过程简单 ，易工业化 ，是一种很有发展前途的回收微细粒有用矿物的分选工艺。选择性絮凝工艺需要解决两个 问题 ：一是研究出 目的矿 物 的选 择性 絮凝剂 ;二是 研究 出克 服 Ca¨ ， Mg 不 良影响的调整剂和有效 的脉石矿物分散剂。对 微 细 粒 黑 钨 矿 而 言，杨 久 流 等 采 用 NaCO ，(NaPO ) 和 FD絮凝剂 的最佳药剂制度可以使黑钨矿与石英、萤石、石榴石和方解石 4种脉石人工混合矿 物 (粒度均 为 一10 m粒级 )分离。卢毅屏等 研究 了聚丙 烯酸 (PAA)对细粒黑钨矿 的絮凝行为，以油 酸钠 为捕收剂 ，进行 了细粒黑 钨矿 (一2 m)絮团浮选 的研究 ，并提出了一种新的絮团万方数据鲁 军：黑钨细泥选矿工艺研 究现状及展望 2011年 2月第2期浮选工艺——CPC絮团浮选工艺。在 pH为 6.8的条件下 ，油酸用量 100g/L，加 1mg/LPAA一5和不加 ，对粒度为 一2la,m的细粒黑钨矿进行浮选试验 比较 ，前者 比后者钨 的 回收 率高 17.83% ，精矿 WO 品位高 2.94%。对 前者 浮选粒 度测 定分 析表 明，一 0.005mm粒级 含 量 由原 试 料 中的 34% 减 少 到 4% ，最大浮选颗粒 由 0.02mm增 大到 0.088mm。在上述混合用药条件下 ，对 一0.02mm粒级黑钨矿和石英 (1：1)的混合试料进行 絮团浮选 ，获得 钨精矿含 WO 68.46%、钨 回收率 91.31%的分选指标 ，分选效率达 69.10% ，比常规浮选提高 l7.83个百分点 。

(2)载体浮选工艺。载体浮选工艺就是利用一般浮选粒级的矿粒作载体 ，使细粒罩盖于载体上浮 ，载体可用同类矿物或 异类矿物_6J。邱冠周 等 用 +0.01mm 的不 同粒级黑钨矿对 一0.005mm粒级的黑钨矿进行载体浮选 ，回收率从原来 的40.5%上升到 70.38%。朱建光 用 一0.005mm粒级黑钨矿进行载体浮选 ，并与同条件下 的常规浮选作比较 ，加入的载体为 +0.01mm 的不 同粒级 的黑钨矿 ，试验结果可提高 一0.005mm细粒黑钨矿的浮选速率 ，极大地改善微 细粒黑钨 矿的分选效 果。有研究 表明 ：在 pH为 8的苯 乙烯 膦 酸溶液 中，一0.005 mm的微粒黑钨矿可在粗粒黑 钨矿上粘 附，粗粒黑钨矿是 一0.005mm黑钨矿 的载体 ，而 一0.005mm 的石英与粗粒黑钨矿表面之 间相互作用为排斥 ，细粒石英难以在粗粒黑钨矿上粘 附，也难 和细粒黑钨矿发生异凝聚 ，说明以粗粒黑钨矿作载体 ，用载体浮选工艺实现细粒黑钨与石英 的分离是可能的 ，这对改善微细粒黑钨浮选具有重要意义。 (3)细粒技术。细粒技术 主要包括油团聚浮选工艺 、疏水聚团分选和高分子絮凝 ，其中后者在钨矿选别中还不成熟 。油 团聚是在 中性 油 的桥联作 用下 ，矿粒 间相互聚合形成大而结实的球 状团。这种工艺的优点是在分 离细粒矿石 的同时也进行 了脱水 ，可以简化 固液分离工艺 ，但是 它 的药剂用 量很大 ，成本高。疏水聚团分选是先用调浆剂调浆使细级别的矿物和脉石矿物完全处于分离状态 ，再用有效的表面活化剂使 目的矿物表面疏水 ，进而添加非极性油作桥联介质 ，在剪切力场 的作用下使表面疏水的 目的矿物聚集成团 ，随后采用常规工艺与脉石矿物分离 。 (4)浮选柱工艺。微泡浮选柱是一种能高效 回收微细粒 的浮选设备 ，在微细粒级浮选和资源再利用方面都得到了广泛的应用 。微泡浮选柱利用微泡强化微细粒矿物的捕收来提高 回收率 、利用泡沫 区淋洗水减少脉石矿物夹杂来提高精矿品位。黄光耀等¨ 针对湖南安化湘安钨业公 司 白钨浮选尾矿 中微细粒级在浮选机 中未能有效分选 的特点 ，利用微泡技术开发 了 CMPT微泡浮选柱 ，利用专家系统控制浮选柱关键参数 ，确保浮选柱处于较好 的工作状态 。半工业试验 和工业试验表明 ，微泡浮选柱能从浮选尾矿中回收微细粒级 白钨 。通过半工业试验获得了浮选柱的较优 的工作参数 ，工业试验表 明其平均精矿品位和回收率分别为 24.52%和 43.41% ，富集 比35.03。水析试验表明 5～10 m，1O一19Ixm 和 19～38 m3个粒级的回收率均达到 65%以上 。由于微细粒级矿物具有质量效应和表面效应 ，因而 CMPT工艺在技术上存 在一定难度 ，其关键是微细粒级颗粒 中有用矿物的高效回收。可以采用的有效途径主要有调药 、调粒 、调泡 3种 ，即寻找高效的浮选药剂 、选择合理的工艺流程、开发针对微细粒级颗粒浮选的浮选设备。除上述浮选工艺外 ，还有两液 分选 、离子浮选等 ，这些浮选工艺和上述工艺一样 ，还有很多因素需要完善 ，经过研究者的努力 ，必将会有越来越多的黑钨细泥浮选工艺应用于生产。

1.2 浮选 药剂就黑钨细泥矿物浮选来说 ，药剂最为关键 ，尤其是捕收剂的选择性应是首先需要解决的问题。选矿研究工作者对此 已进行 了大量 的研究工作 ，取得 了不少进展 。 (1)新型高效螯 合捕 收剂 。长期 以来 ，为提高钨细泥的回收率 ，研究者们在药剂制度方面开展 了不少研究 ，以提高黑钨矿 细泥的浮选效果 。近几年来 ，特别加强 了对黑钨矿 的浮选理论和浮选药剂的研究 ，而螯合捕收剂仍然是我 国黑钨矿细泥浮选药剂研究的重点。新型羟肟基螯合捕收剂 COBA对黑钨矿有 良好的捕收性能 ，但单独使用 COBA时 ，黑钨矿基本不浮 ，只有与油酸钠 和 2油混合使用才能发挥其捕收性能。 一75一+38Ixm黑钨矿单矿物浮选试验表 明：单独使用油酸钠 8×10 moL/L时钨的回收率才达 90% ，而采用 COBA与油酸钠的混合捕收剂 用 量 只 需 3×10 moL/L并 辅加 2油 5O mg/L(以改善起 泡效果 )时 ，钨 的回收率就可 达到 90% ，当混合捕收剂用量 增大至 5×10 mol/L时 ，钨的回收率可达到 99.1% ，说 明使用 COBA可 以大大减少药剂 的用量 ，COBA对黑钨矿 细泥有很好 的 27 万方数据总第 502期 现代矿业 2011年 2月第 2期捕收 l生能[13]。江西某矿钨细泥 (70% 一30 m)中 WO 在 白钨矿 、黑钨矿 和钨华 中的分布率分 别为 45.3O% ，53.01% ，1.69% ，采 用 Na，CO 改 性 Na，SiO 和 Pb(NO ) 作调整剂 ，TA一4作捕收剂对黑 白钨矿进行粗选 ，然后加温精选分离 ，其泡沫经酸浸获得白钨精矿 ，加温精选尾矿经摇床选别获得黑钨精矿。试验结果表明 ，Na：CO。的合理添加直接影响黑 白钨混合浮选 的选别效果 ，采用新型选钨捕 收剂 TA一4是提高钨选别指标 的关键。精选 中加 人 NTA有利于 白钨矿 与黑钨矿的分 离。当钨 细泥给矿品位 (WO )为 0.2%时，获得 WO 品位 59.55%、回收率 47.21%的白钨精矿 ，WO 品位 36.62%、回收率 19.53%的黑钨精矿 ，钨精矿的 WO 平均 品位为 50.60% ，总回收率为 66.74% 。 (2)组合药剂。采 用混合用药特别是捕 收剂 ，按一定 比例组合使用后产生 1+1>2的增效效应 ，不但可以提高药剂的浮选效果 ，也可 以降低药剂 的用量以及药剂的费用 。方夕辉 、钟常明 针对钨细泥钨 回收率低 、金属流失严重的问题 ，对某钨矿细泥进行全浮选试验 。结果表 明捕 收剂苯 甲羟肟酸 与 731氧化石蜡皂组合使用 ，既能有效 回收黑钨矿，也能有效 回收白钨矿 ，在 pH值 为 7～8的弱碱性条件下 ，钨的回收率达到 86.01% ，比常规重选高 20个百分点以上。在 目前看来 ，对钨细泥浮选 ，尤其是钨金属 以白钨矿和黑钨矿两 种矿物形态存在而言，苯甲羟肟酸与 731氧化石蜡皂组合药剂是较为适宜的捕收剂 。在 pH值为 6.5～7.0的矿浆中，以硝酸铅为活化剂 ，水玻璃 、硫酸铝等为组合抑制剂 ，苯 甲羟肟 酸 与 塔 尔 皂 组 合 捕 收 剂 ，当 给 矿 品 位 WO 1.62% ，钙矿物含 量大于 70% ，一40Ixm粒级约 占 90%时，采用一次粗选 、三次精选 、三次扫选工艺流程 ，可获得 WO 66.04% 、回收率 90.36%的浮选精矿 ，技术指标达到先进水平 ，基本解决 了富含钙矿物黑钨细泥 回收的技术难题_l。研究结果表明 ，以硝酸铅为活化剂 ，添加以苯甲羟肟酸为主、塔尔油与煤油为辅的组合捕收剂 ，可 以充分发挥药剂间的互补和协 同效应 ，强化捕 收效果 ，大 大降低主捕收剂用量 ;采用 以水玻璃为主、组合 添加羧 甲基纤维素、硫酸铝为抑制剂浮选柿竹 园矿 一40 m 占 90%的黑钨细泥时 ，给矿含 WO 1.63% ，获得粗精矿含 WO 8.78% ，粗选 回收率 79.03% 的试验指标 。粗精矿精选时再添加改性氟硅酸钠为抑制剂 ，采用一次粗选、三次扫选、三次精选流程 ，获得 了黑钨矿细泥精矿含 WO 48.91% ，回收率 70.89% 的工业试 验指 28 标 。 2 离心机重选工艺离心机用于钨细泥 回收工艺 ，它具有生产能力大 、回收粒级下限低 、选矿回收率高等优点。生产实践表明，离心选矿机是黑钨细泥 回收较为理想 的选矿设备 ，可以获得较好选矿技术经济指标。江西钨业公司通过对离心选矿工艺存在的问题进行分析与改进 ，使钨细泥离心选矿工艺在铁 山垅钨矿得 到成熟的应用 ，为其在黑钨矿山的推广使用奠定了基础。铁山垅钨矿钨细泥流程 自改造投产 以来 ，经不断完善改进 ，运转正常 ，生产效果 良好。根据单机考察和多次的流程测定结果证 明：该机用于粗选作业 ，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%以上 。自20世纪 60年代 以来 ，离心 流膜选矿技术一度成为钨重选工艺 的一枝新秀_3J。云锡公司根据流膜选矿原理 ，于 20世纪 90年代研 制出一种新 的流膜选矿设备 ，该设备能有效增加矿浆流膜中的分散压 ，强化松散分层 ，被称为复合力转盘选矿机 。该设备采用重锤旋转产生剪切力 ，强化 了矿粒层的松散分层 ，盘面的转动可形成粗选 区、精选 区，能产生出多个产品。周晓彤、邓丽红_1根据钨细泥 的矿石特性 ，采用重选一浮选一重选联合流程 回收钨 ，即先用离 心选矿机脱除部分微 细粒级可浮性较好 的轻矿物 ，再进行黑 白钨混合浮选 ，经加温浮选获得 白钨精矿及摇 床重选 获得 黑钨精 矿。在 钨 细泥 WO 品位 为 0.33%时，获得 WO 品位 55.38%、回收率 29.82%的白钨精矿 ;WO 品位 38.76%、回收率 32.55%的黑钨精矿 ;总钨 WO 平 均品位为 45.26%，总钨 回收率为 62.37%的选别指标 。

3 高梯度强磁选工艺高梯度磁选机在选别黑钨细泥方面 ，越来越得到重视 。孙仲元 、周为吉 叫用振动高梯度磁选法处理韶关精选厂 的黑钨细泥可 以得 到较好 的分选指标 ，当原矿含 WO 为 5.7o左右 ，一次选别可获得 WO 品位 18% ～21%、回收率 60% ～62%的精矿。该指标优于现场浮选作业指标 (浮选 作业原矿 WO 品位 7.37% ，精 矿 WO 品位 180，回收率 60% )。原矿分级人选 ，并使磁介质振动 ，能消除磁介质的机械夹杂 ，从而有效的提高磁选指标。入选加适量分散剂 ，矿浆强烈搅拌 ，使矿浆充分分散 ，是获得 良好指标的前提 ，特别是 对微细矿物 的分选 尤为重要。万方数据鲁 军 ：黑钨细泥选矿工艺研究现状及展 望 2011年 2月第 2期矿浆 pH值是 影响微细矿物分选 的主要 因素之一 ，控制矿浆 pH值 ，能够改变矿物的表面电性 ，从而能有效地消除异质凝聚的产生 ，保证矿粒充分分散。赣州有色冶金研究所研制的 SLon一1000立环脉动高梯度磁选机分选通风防尘收集的细粒钨粉尘获得较好 的效果。此种细粒钨粉尘试料粒度 细(一74 Izm 占 80% )，黑钨 占 74% ，白钨 占 26% 。当给 矿 WO 品 位 为 4.6% 时，可 获 得 钨 精 矿 WO 品 位 59.55% ，钨回收率为 77.88% ，其 中黑 钨 回收率 达到 89.08%rE]。中南工业大学对钨细泥进行高梯度磁选机的研究工作 ，对湖南瑶 岗仙钨矿钨细泥采用高梯度磁选机一次粗选 、一次精选 、二次扫选磁选流程试 验。 当给矿 WO，品位 0.43% 时 ，获得 精 矿 WO 品位 21.89% ，钨 回收率为 77.11%E2Ol。贺政权、刘树贻 采 用脉 动梯度磁 选分选 盘古 山钨细泥 ，只需一次 分选就可获得满意 的指标 ：精 矿 WO 品位为 21.87%时，回收率为 60.88% ，精矿 WO 品位为 17.90% 一18.03%时 ，回收率可达 73.78% ～ 75.54% 。上述研究成果说 明，高梯度磁选机用 于黑钨细泥选别是可行的 ，特别对于 一1O m的微细泥 回收效果更是优于其他选别方法。 4 选冶组合工艺通过钨细泥选矿获得品位适 当的钨细泥精矿直接制取仲钨酸铵 ，既能有效提高细泥的回收率 ，又能获得较好 的综合经济效益 。卢友 中 研究 了采用粗浮选一钨粗精矿直接碱分解 的选冶联合工艺处理钨尾矿 、细泥及浸 出渣的工艺 ，确定了浮选和碱分解的较优实验条件 ，对传统浸 出和微波浸 出钨精 矿效果作 出了客观的评价 。结果表明 ：在选冶联合 工艺条件下 ，WO 品位为 0.39%的钨尾矿及细泥经粗浮选 、微波辅助碱分解后 WO 回收率可达 82.6% ，微波辅助浸 出比传统加热浸出效率高。江西某钨矿 日处理量 2200～2500t，日产原生细泥 150～400t，WO 品位 0.13% 一0.3%、次生细泥 300—400t，WO 品位 0.15% 一0.3% ，混合 细泥日产 500—800t，WO 品位 0.13% ～0.3%。经 多方案对比，采用重选预富集一浮选一重选联合 流程选别该矿 的混合细泥 ，小型闭路试验获得 WO 品位 55.30%的白钨精矿和 WO，品位 38.76%的黑 钨精矿 ，回收率分别为 38.25% ，41.76% ，总钨精矿 WO 品位 45.26% ，回收率 62.33%。白钨浮选精矿经酸浸后可得 WO 品位 70%的最终 白钨精矿 。 5 展 望 (1)“钨细泥”概念可重新定义 ，由原来 的 一74 m界定 一40 m甚至更 小，采用 多种方法相互结合和完善新型浮选工艺是钨矿浮选发展的趋势 。钨细泥处理工艺不久可能呈现“全浮选 ”概念流程 ，细泥的回收率有望进一步提高。 (2)钨细泥浮选药剂的理论研究和应用研究是长期性 的课题 。采用低廉价原料 ，改 良制药工艺 ，降低新型高效浮选药剂 的价格 ，或研发价格更低的高效药剂是推广应用钨细泥浮选新技术 的重要基础 ，也是面对即将开发利用贫、细 、杂难选钨矿资源应做好的技术储备之一。 (3)积极研究和引进新型高效细泥重选设备对于黑钨细泥回收将会起 到 良好 的促进作用 ，具有很强的实际意义。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 。 (4)借助于多种方法相互结合和采用选冶联合流程 已成为黑钨细泥回收的发展趋势 。

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