于洋等人以苯甲羟肟酸为捕收剂,采用分批浮选试验方法,研究了柿竹园黑钨矿、白钨矿及萤石可浮性随浮选时间的变化关系,并根据浮选动力学基本原理,对白钨矿、黑钨矿及萤石的浮选动力学特性进行了分析。结果表明,浮选速度常数K值在浮选过程中是不断变化的。调整剂柠檬酸可显著扩大矿物浮游速度之间的差异,柠檬酸可作为黑钨矿优先浮选的选择性调整剂,其原因在于:柠檬酸在黑钨矿表面吸附并不牢固,难以阻碍苯甲羟肟酸在其表面吸附;同时柠檬酸能够选择性络合白钨矿与其它含钙矿物表面Ca2+离子,导致矿物表面与捕收剂作用的活性质点减少,使矿物浮游受到抑制。在原有经典动力学模型的基础上,通过适当改进导出了分速浮选动力学方程的一般形式,分速模型对浮选数据的拟合精度优于经典动力学模型。研究认为,异步浮选技术能实现矿物的个性化、差异性浮选。并且在相关异步浮选分离在相关异步浮选分离研究的基础上,利用回归分析与人工神经网络建立起不同工艺条件与矿物可浮性变化规律关系模型,为解决浮选建模过程中遇到的多变量、非线性、强耦合、大滞后等难题,实现浮选过程的优化控制提供参考。研究结果表明:对矿物浮选累计回收率的影响因素大小依次是Time>pH>羟肟酸>柠檬酸。对于预测矿物不同工艺条件下的浮选指标,回归模型预测精度较差,白钨矿和黑钨矿浮选累计回收率预测值与试验值之间的相关系数R2分别为0.805、0.827,而神经网络模型具有较好的预测精度,相关系数R2分别为0.944、0.947。人工混合矿分离结果与单矿物浮选规律有很好的一致性,应用所建立的神经网络模型对于更好的掌握不同矿物之间的浮游规律,优化浮选工艺有一定的意义。
广州有色金属研究院、北京矿冶研究总院、湖南柿竹园有色金属有限责任公司等单位经过十几年的研究与开发,对常规的“彼得洛夫法”进行了改进:以组合抑制剂代替单一的抑制剂水玻璃,强化对硫化矿和含钙脉石矿物的抑制;加温后不进行脱水脱药作业,直接常温稀释浮选,大大简化了加温精选作业,避免了多次稀释过程中的金属损失,而且可使含钙脉石矿物一直处于强烈抑制状态,使钨矿物处于良好的活化浮游状态,从而提高钨精矿的品位和回收率。
刘红尾研究了常温浮选白钨矿、萤石和方解石时,石灰、碳酸钠和水玻璃添加后对表面动电位的影响,通过浮选溶液化学计算表明:加入石灰,白钨矿表面动电位正移幅度非常小,石灰溶解组分Ca2+离子和CaOH+离子在白钨矿表面吸附少;萤石表面动电位正移幅度显著,并且随着石灰浓度的增加,吸附难于达到饱和,萤石表面吸附了大量的Ca2+离子和CaOH+离子,使萤石表面动电位高于白钨表面动电位;方解石表面动电位也发生了正移,幅度较萤石小,但石灰的加入,使方解石保持了很高表面动电位,远高于白钨表面的动电位。在加入石灰的基础上,继续加入碳酸钠,白钨矿表面动电位负移趋势不明显,碳酸钠溶解组分CO32-离子和HCO3-离子在白钨矿吸附量非常微弱。而萤石和方解石表面动电位发生了明显的负移,说明萤石和方解石表面吸附了大量的CO32-离子和HCO3-离子。在已加入石灰和碳酸钠的基础上,继续加入水玻璃,白钨矿表面动电位负移非常平缓,说明水玻璃在白钨矿表面吸附量非常小;萤石和方解石表面动电位显著负移,说明其表面吸附了大量的水玻璃。水玻璃在矿物表面的吸附量大小顺序为:萤石>方解石>白钨矿,这与三种矿物溶液中钙离子总浓度T[Ca2+]与SiO32-离子的总浓度T[SiO32-]的乘积的大小顺序一致。这解释了浮选试验中水玻璃对矿物抑制作用强弱的原因。
马亮研究了含钙矿物颗粒与气泡的相互作用,研究发现对于白钨矿,粗颗粒在小尺寸气泡下浮选效果好,细颗粒在大尺寸气泡下浮选效果好;对于萤石,细颗粒在小尺寸气泡下浮选效果好,且在低矿浆浓度、小尺寸气泡时萤石的回收率明显高于白钨矿和方解石。在捕收剂浓度一定的条件下,对于白钨矿、方解石和萤石,当粒级为38~74μm时,浮选回收率随着矿物密度的增大而不断降低;当粒级为10μm~38μm,气泡尺寸是50μm、58μm、65μm时,三种矿物浮选回收率从高到低的顺序是:方解石>白钨矿>萤石,而从单种矿物来看,方解石在58μm的气泡尺寸时的浮选效果最好,白钨矿和萤石在气泡尺寸是65μm时浮选效果最好;当粒级为0~10μm,矿浆含气率较低时,白钨矿的浮选效果比萤石和方解石要好;而在矿浆含气率较高时,方解石的回收率随着气泡尺寸的增大而有降低的趋势,且随着气泡尺寸的增大,方解石和白钨矿之间的差异逐渐减小。降低捕收剂的浓度,方解石仍有较好的浮选效果,而白钨矿和萤石的浮选回收率下降较为明显。含钙矿物与气泡相互作用形成气泡集群要经过三个步骤;且作用过程中存在一个最佳的气泡尺寸值和颗粒粒度值,使捕集概率P值最佳;浮选速率常数K随着气泡直径的减小而增加,在电解浮选中,随着电流强度的不断升高,矿浆含气率不断增大,气泡尺寸减小,浮选速率常数K就会随之增大。
邓海波等研究了细粒矿泥与钨矿物凝聚行为和对浮选分离影响,通过EDLVO理论计算得出,在疏水体系下,钨矿物与矿泥作用的总EDLVO势能VEDtotal为负,根据热力学第二定律,说明细粒矿泥与钨矿物会发生凝聚行为。由矿物表面离子水化自由能ΔGh理论计算结果和矿物表面动电位正负值理论分析,结合实测验证表明,矿泥中的主要矿物萤石表面动电位均呈正电,钨矿物表面动电位均呈负电,由于静电力相互作用,不同种类矿物细粒间将发生互凝,使选择性浮选分离发生困难。
肖良对钨矿的高效选择性破碎进行了机理研究,研究发现:不同磨矿介质其磨矿效果不同。钢锻对细粒级矿石具有保护作用,并通过压力试验对比钨矿的标准试件和不规则矿块抗压强度,结果表明不规则矿块抗压强度随矿块质量的减少而增大,通过正交多项式拟合抗压强度-粒径多项式,得到钨矿抗压强度-粒径多项式:σ压=1.594-0.191(D-5.165)+0.054(D-5.165)2-0.008(D-5.165)3。
钨矿浮选的理论和基础研究为钨矿选矿工业的长足发展奠定了基础,对钨矿物选别的生产实践具有重要的指导意义,也为钨矿选矿工艺技术的阶梯式突破提供了强大支持。