江西某钨矿选矿工艺研究

江西某钨矿为典型的原生石英－钨铋多金属矿石类型，赣南地区有较多同类钨矿石的选别实践，一般采用阶段分选、强化分级工艺，充分体现“能收早收，该丢早丢”思想。该矿石能否适用同类型矿石的原则流程，有待对其进行工艺矿物学分析和流程试验。

一、矿石工艺矿物学特征

（一）矿石化学成分及矿物组成

矿石化学多元素分析结果见表1。

表1  矿石化学多元素分析结果    %

可见，矿石中WO₃含量较高，是主要回收的组分；选矿中可综合回收的组分有Bi，Cu，Mo，Sn。

矿石中主要金属矿物有黑钨矿、白钨矿等，其它金属矿物有黄铁矿、辉钼矿、闪锌矿、黄铜矿、辉铋矿等；脉石矿物主要为石英，其次为少量长石、白云母、萤石、磷灰石、绿泥石、方解石等。矿脉中富含钨铋等多金属矿，矿石未风化，属原生石英一钨铋多金属矿石类型。

（二）矿石的结构与构造

矿石结构主要有自形晶结构、半自形晶结构和它形晶结构，还有交代残余结构、溶蚀结构、包含结构和交代结构等。矿石构造有交叉构造、对称条带状构造、角砾状构造、复脉构造和梳状构造等。

（三）主要矿物嵌布特征

1、黑钨矿嵌布特征。褐黑色，条痕棕褐色，金属光泽，密度大。产于早期石英脉，多呈叶片状及板状集合体产出，垂直或斜交脉壁生长，少数为粒状或小块状杂乱分布，个别呈“钨砂包”出现。多与白钨矿共生，并被白钨矿或黄铁矿包围、穿插、交待和熔蚀。黑钨矿嵌布粒度总体较粗，68.32%以上的黑钨矿分布在1.6～0.2mm粒级中，属粗粒级范围。

2、白钨矿嵌布特征。浅黄－灰白色，具金刚或松脂光泽，一般为他形粒状或小块状，零星分布，有时被方解石、绿泥石交代。

3、黄铁矿嵌布特征。浅黄铜色，条痕黑色，强金属光泽，一般为块状或粒状集合体产出，有被闪锌矿交代或溶蚀等现象。

4、辉钼矿嵌布特征。铅灰色，金属光泽，硬度小，污手，薄片有挠性，具油脂感，多呈磷片状集合体或细小颗粒状分布，多见于含钨石英脉中，在花岗岩区脉侧蚀变云英岩中也可见及，一般单独产出较多，偶尔也见到与白云母共生。

5、黄铜矿嵌布特征。铜黄色，条痕绿黑色，金属光泽，硬度小于黄铁矿，常呈他形块状或粒状集合体出现；主要产于含钨石英脉中，常与黄铁矿、闪锌矿、辉铋矿共生，有时交代或穿插黄铁矿、闪锌矿。

6、辉铋矿嵌布特征。铅灰色，条痕灰黑色，金属光泽，密度大，硬度小；常为块状或纤维状集合体产出，在晶洞中有时见有针状或毛发状。常与黑钨矿、黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿等共生，与黄铜矿相互交代或穿插，因此不易辨别它们的结晶先后。

7、石英嵌布特征。为灰白－乳白色、强油脂光泽，断面为贝壳状，性脆、块状构造。

8、长石嵌布特征。灰白－浅肉红色，具有玻璃光泽，呈板状或块状产出，表面常有高岭粉末。

9、白云母嵌布特征。为白－灰白色，玻璃光泽，呈细小片状产出。

（四）黑钨矿单体解离度测定

将矿石破碎到-2 mm后进行黑钨矿单体解离度测定，结果见表2。

表2  黑钨矿单体解离度测定结果

从表2可以看出，黑钨矿的单体解离度较好，全样可达到79.03%。

二、选矿工艺流程试验研究

（一）选矿工艺方案的选择

该黑钨－石英脉型钨矿石中金属矿物种类繁多，主要有用成分为WO₃，其它元素含量均较低；钨矿物嵌布粒度较粗；脉石矿物主要为石英。总体上该矿石属于简单易选矿石类型。

该矿石的选矿试验研究借鉴了赣南同类矿石的处理经验，拟采用先分级、再跳汰+摇床粗选、钨粗精矿再浮选脱硫、磁选实现黑钨矿与白钨矿和锡石的分离，最终获得高品质钨精矿的联合工艺流程。

（二）跳汰入选粒度研究

选用跳汰机对粗粒级有用矿物进行了早收研究，首先进行了12～0mm，6～0mm 2个入选粒度的优选试验，结果见表3。

表3  跳汰入选粒度优选试验结果

由表3可见：6～0 mm入选比12～0 mm入选在WO₃回收率相差不大的情况下，WO₃品位高出3倍以上，因此确定跳汰重选入选粒度为6～0mm。

（三）分级跳汰重选试验

为提高选矿效率，对跳汰的工况进行了优化，即改全粒级入选为分粒级段入选，试验流程见图1，试验结果见表4。

图1  分粒级跳汰重选试验流程

表4  跳汰分粒级入选试验结果    %

由表4可以看出，跳汰分粒级入选，粗精矿品位和回收率分别达到31.38%和31.74%，较6～0mm全粒级入选的粗精矿品位和回收率分别提高18.14和11.23个百分点，表明该矿石分粒级选别的效率明显高于全粒级选别的效率；此外，该重选尾矿WO₃品位和回收率分别高达0.35%和68.26%，大部分WO₃没有得到回收。因此该流程的精、尾矿均需进一步进行磨选。

（四）跳汰尾矿摇床重选试验

对跳汰分级选别尾矿进行了全粒级摇床选别试验，结果见表5。

表5  跳汰分级选别尾矿全粒级摇床选别试验结果%

由表5及矿石工艺矿物学特点可以看出，摇床也必须进行分级选别。试验流程见图2，试验结果见表6。

由表6可以看出，跳汰粗选尾矿采用分级摇床重选－一次摇床中矿再摇选的流程，可以获得产率0.83%、WO₃品位31.85%、回收率51.83%的综合摇床精矿；最终总的钨粗精矿产率1.46%、WO₃品位31.07%、回收率88.97%；尾矿WO₃品位已降至0.04%，没有进一步深选的必要，但粗精矿需进一步精选，以提高精矿晶质。

对试验过程的分析表明：各粒级摇精WO₃品位在30.58%～33.14%之间，这一结果充分表明分粒级选别具有高效性、准确性的特征。

图2  跳汰、摇床分粒级选别试验流程

表6  跳汰、摇床分粒级选别试验结果    %

（五）重选粗精矿分级台浮和浮选脱硫试验

因矿石中含有少量的硫化矿，硫化矿密度与钨矿物密度差异较小，重选难以去除这部分硫化矿，而如不去除该部分硫化矿又难以得到高质量钨精矿，为此，对重选粗精矿进行了分粒级台浮和浮选脱硫试验，试验流程见图3，试验结果见表7。

图3  重选粗精矿分级台浮和浮选脱硫试验流程

表7  重选粗精矿分级台浮和浮选脱硫试验结果    %

由表7可见，随丁黄药用量的增大，硫化矿中铋和硫的品位都有所下降，但回收率均明显升高；而随丁黄药用量的增大，所得到的钨粗精矿WO₃品位和回收率却相差不大。当台浮丁黄药70g/t，浮选丁黄药50g/t、2^#油21g/t时，得到的钨精矿WO₃品位达到57.84%，作业回收率达到25.87%；得到的硫化矿含硫铋分别为31.45%和7.21%，作业回收率分别为79.19%和91.71%，对原矿回收率分别为4.67%和12.76%。因此选取台浮丁黄药70g/t，浮选丁黄药50g/t，2^#油21g/t作为后续试验条件。

（六）浮选脱硫尾矿摇床重选选钨试验

由于浮硫尾矿中钨含量较高，为此进行了浮硫尾矿摇床重选试验，同样将浮硫尾矿分为两个级别进行摇床重选，试验流程见图4，试验结果见表8。

图4  浮硫尾矿摇床重选选钨试验流程

表8  浮硫尾矿摇床重选选钨试验结果    %

由表8可以看出，浮选脱硫后的尾矿采用分粒级摇床重选－摇床中矿再摇选的流程，可以获得作业产率50.94%、WO₃品位56.68%、作业回收率90.27%的综合摇精；尾矿WO₃品位已降至6.34%，作业回收率也降至9.73%。因此该尾矿进一步深选意义不大，但钨总的粗精矿品位仅为56.95%，需进一步精选，以提高精矿品质。

对试验过程的分析表明：各摇精WO₃品位在56.13%～57.25%之间，这一结果充分表明分粒级选别具有高效性、准确性的特征。

（七）钨综合粗精矿强磁精选条件试验

原矿经前面一系列处理后可得到WO₃品位56%以上的钨综合粗精矿，但其质量还达不到高品级钨精矿要求，这是因为原矿中含有少量锡石等重矿物，这些矿物的密度与钨矿物差异较小，重选工艺达不到与钨矿物分离的目的。考虑到本研究对象以黑钨矿为主，而且黑钨矿与锡石在磁性上有一定差异，因此进行了钨综合粗精矿强磁精选条件试验，背景磁感应强度为1.1T。

由于磁选入选的钨粗精矿粒度范围较宽，容易产生夹带现象，为此进行了钨综合粗精矿不同分级方案下的磁选条件试验，试验流程见图5，试验结果见表9。

表9  重选粗精矿分粒级磁选条件试验结果  %

由表9可以看出，将钨综合粗精矿分成4～0.83,0.83～0.2, 0.2～0mm 3个级别进行强磁精选，无论是精矿品位还是回收率都较高，因此分级粒度适当下移有利于提高综合精矿品位，但61.63%的WO₃品位仍达不到高品质钨精矿的要求。为此将钨综合粗精矿强磁精选的背景磁感应强度降低约20%进行精选，并增加一次原磁场强度下的精扫选作业，试验结果表明，最终可获得含WO₃ 64.21%、作业回收率89.48%、对原矿回收率达76.80%的钨精矿，得到了较好的试验结果。

图5  钨综合粗精矿分粒级磁选条件试验流程

（八）全开路流程试验

为验证条件试验的可重复性，对前面的阶段流程进行了全流程开路试验。

结果表明，采用条件试验所确定的条件，最终得到钨精矿的品位为64.27%，回收率为77.65%；得到的硫化矿中含铋7.58%、硫35.00%，铋回收率13.77%、硫回收率5.40%。因此，按（跳汰+摇床）分级粗选－浮选脱硫－强磁精选工艺流程处理该矿石是行之有效的。

三、结语

（一）该钨矿晶体粗大，单体解离容易，其他有害组分较少，属简单易选的矿石。

（二）根据该钨矿工艺矿物学特性制定的（跳汰+摇床）分级粗选－浮选脱硫－强磁精选联合流程，适合处理该黑钨－石英脉型钨矿石，在原矿含WO₃ 0.51%时，得到的钨精矿含WO₃ 64.27%、WO₃回收率77.65%；硫化矿含铋7.58%、含硫35.00%，对应回收率铋13.77%、硫5.40%。