白钨常温浮选工艺及药剂研究

1、白钨常温浮选工艺及药剂研究程新朝摘 要:对白钨矿和黑钨矿均具有良好捕收作用的捕收剂及含钙脉石的有效抑制剂是实现钨矿物常温浮选的两个关键因素。本文详细研究了这两个因素,确定了合理的工艺流程和药剂制度,成功实现了钨矿物的常温浮选,一次粗选、两次扫选和五次精选得到的混合精矿经黑钨矿、白钨矿磁选分离和酸浸作业,最终得到含W O371.83%、回收率56.23%的白钨精矿和含W O366.61%、回收率27.30%的黑钨精矿,总钨回收率达83.53%。关键词:白钨矿 黑钨矿 常温浮选 CF捕收剂 组合抑制剂在矽卡岩钨矿床中,黑钨矿和白钨矿、白钨矿与方解石、萤石等含钙脉石矿物紧密共生。由于黑钨矿和白钨矿的

2、可浮性存在较大差异,而白钨矿与方解石、萤石等含钙脉石矿物的可浮性又十分相近。因而它们的浮选分离十分困难。在前苏联和国内大部分选矿厂,这类矿石一般采用加温浮选,即彼得罗夫法,但此法操作复杂、能耗大、成本高、生产环境差,因而钨矿物与含钙脉石矿物在常温条件下的浮选分离一直是选矿界探索的课题。虽然有些选矿厂实现了白钨矿与含钙矿物分离的常温浮选,但仅限于矿物组成简单的矿石,且技术指标较低,例如,我国香花铺选矿厂采用常温浮选,白钨矿回收率仅为62%。因此,研究常温条件下钨矿物与含钙脉石矿物的浮选分离具有重要意义。1 矿石性质试验用矿样取自柿竹园有色金属矿 矿带富矿段。原矿的多元素分析和钨物相分析结果见表1

3、和表2。表1原矿的多元素分析结果(%元素WO3M o Bi CaF2Fe M n S i O2Al2O3M gO CaCO3Na2O P表2原矿钨化学物相分析结果(%相别白钨矿黑钨矿钨华其它总计原矿中钨矿物主要有白钨矿、黑钨矿、假象和半假象白钨矿和钨华,白钨矿和黑钨矿比例约为73。白钨矿多呈半自形、它形粒状产于萤石、石榴子石、石英、闪石、辉石、云母等矿物颗粒的间隙中或在几种脉石矿物交界处,脉岩矿石中白钨矿的分布粒度较粗,矽卡岩中白钨矿常被萤石溶蚀,上述结构的白钨矿易于单体解离和选矿,有些被石榴子石等脉石矿物包裹的微细粒白钨矿难选而损失于尾矿中,黑钨矿主要分布在云英岩等脉岩矿石中,嵌布于萤石、石

4、英中的黑北京矿冶研究总院高级工程师 北京 100044钨矿易选,但它的交代蠕状、文象、假象和半假象结构以及与萤石、石英、长石的齿状嵌布及对辉铋矿、磁铁矿和磁黄铁矿的穿插包裹不利于浮选。黑钨矿和白钨矿的共生关系十分密切,白钨矿常沿黑钨矿颗粒外缘、解理、裂隙交代黑钨矿,交代强烈时,形成假象和半假象白钨矿或具有残斑结构,影响黑钨矿的浮选,它的最佳选矿途径是采用能浮选白钨矿和黑钨矿的全浮选新药剂。2 工艺流程研究2.1 原则流程矿石的嵌布特性为白钨矿与黑钨矿共生,白钨矿与萤石、方解石、石榴子石等含钙脉石矿物共生,实现钨矿物常温浮选的条件是要有能同时有效浮选黑钨矿和白钨矿的捕收剂及含钙脉石矿物的选择性抑

5、制剂。因此,本研究的重点是筛选捕收剂和寻找含钙脉石矿物的高效抑制剂。本次试验的原则流程如图1 所示。图1 钨矿物浮选试验原则流程2.2 浮选试验本次试验主要研究钨矿物的浮选,钨浮选前采用煤油、SN -9和松油醇浮选硫化矿物,硫化矿浮选尾矿作为钨浮选给矿。根我院研制的CF 捕收剂经多年试验,证明对黑钨矿和白钨矿均有良好捕收作用。因此,研究的重点是筛选以CF 药剂为主的组合捕收剂。试验研究了CF 、CF 和C5C9羟肟酸、CF 和水杨羟肟酸、CF 和辛基羟肟酸几种捕收剂对钨可浮性的影响,结果示于图2 。图2 捕收剂种类对钨可浮性的影响 图2结果表明,单用CF 捕收剂时浮选效果最佳,其粗精矿钨品位最

6、高,而回收率与其它组合捕收剂相当,说明CF 捕收剂的选择性优于其它组合捕收剂,其缺点是捕收剂用量较大,对萤石的选择性较差。因此,我们研制了新型的CF 系列捕收剂CF103、CF104和CF105,并研究了它们对钨可浮性的影响。其结果示于图3。图3结果表明,CF 捕收剂的精矿钨品位最低,在药剂用量比其它捕收剂高300g/t 情况下,回收率低于CF103而与CF104、CF105相当,说明CF 捕收剂对钨的捕收能力和浮选选择性较CF103、CF104和CF105捕收剂差,CF103捕收剂的精矿钨品位虽比CF104、CF105略低,但钨回收率高,另外从精矿萤石品位看,CF 、CF103、CF104和

7、CF105捕收剂浮选精矿的萤石品位分别为图3 CF系列捕收剂对钨可浮性的影响37.12%、24.60%、30.17%和34.56%, CF103捕收剂精矿的萤石品位最低,这有利于精选进一步提高钨精矿品位。由此可见, CF103是较CF对钨矿物捕收能力更强、浮选选择性更好的捕收剂,能同时有效浮选黑钨矿和白钨矿。实现钨矿物常温浮选的另一关键因素是含钙脉石矿物的高效抑制剂。水玻璃是一种硅酸盐脉石矿物的较好抑制剂,但对含钙矿物的浮选分离来说单用水玻璃的抑制效果不明显。本研究选择了多种抑制剂,并对它们的抑制效果进行了详细试验研究。图4所示的是几种抑制剂在最佳条件下的浮选试验结果。图4结果表明,水玻璃和B

8、LR组合抑制剂的效果最好。与单用水玻璃相比,水玻璃和BLR组合抑制剂的粗精矿品位大幅度提高,说明其对脉石矿物的抑制作用更强,而回收率两者相近,说明在试验范围内水玻璃和BLR组合抑制剂对钨矿物的抑制作用较小,其选择性更好。另外,采用水玻璃和BLR组合抑制剂时,一次粗选钨精矿品位达12.28%,这对后续浮选钨精矿品位进一步提高非常有利。由此可见,该组合抑制剂是一种含钙脉石矿物的高效选择性抑制剂,可显著改善钨矿物的浮选选择性,它也是本次钨矿物常温浮选工艺得以实现的基础。2. 2.3 闭路试验在详细条件试验的基础上确定了一次粗选、五次精选和两次扫选的浮选流程,按此流程进行了闭路试验,结果示于表3。闭路

9、浮选试验得到了钨浮选精矿WO3品位62.41%、回收率相对原矿84.77%的良好指标。钨浮选精矿WO3品位不必达到65%以上,因为钨精矿中含有一部分磁铁矿,脱除磁铁矿后钨精矿品位还会进一步提高,另外,钨精矿为黑钨矿和白钨矿混合精矿,还必须进行黑钨矿和白钨矿分离,黑钨矿和白钨矿分离后,如黑钨矿钨品位达不到65%,可用摇床处理,而白钨矿中由于含磷和碳酸盐类矿物,加盐酸溶解后钨精矿品位还会大幅度提高。因此,钨浮选精矿WO3品位不必达到65%以上,相反,适当降低钨精矿品位有利于钨回收率提高。图4 各种抑制剂浮选最佳结果比较2.3 黑钨矿和白钨矿分离试验分离原料为闭路浮选试验钨精矿。先采用弱磁选除掉磁铁

10、矿,再用高梯度磁选得到黑钨精矿和白钨精矿。分离结果示于表4。在去掉磁铁矿后,钨精矿WO3品位上升至65.31%,经高梯度磁选分离,可得到WO3品位66.16%、回收率27.3%(相对原矿的合格黑钨精矿。但在实际生产中,由于操作和原矿性质方面的原因,钨精选精矿品位有时可能达不到62.41%,分离后得不到合格的黑钨精矿,因此,在高梯度磁选后再加摇床选别分离后的黑钨精矿对于得到合格的黑钨产品可能是必要的。 表3闭路试验结果(%产品名称产 率对硫化矿尾矿对给矿品位回 收 率对硫化矿尾矿对给矿产品名称产率对作业对原矿品位回收率对作业对原矿表5酸浸试验结果(%产品名称产率对作业对原矿品位回收率对作业对原矿

11、(1浸液的产率和金属损失率用差减法求得(2给矿为黑钨矿和白钨矿分离后的白钨精矿从结果看,酸浸是必需的,酸浸不仅可以除掉磷,还可以溶去方解石,大幅度提高白钨精矿的品位,白钨精矿品位可达71.83%。3 结语2.41%、回收率84.77%(相对原矿,下同的钨混合精矿,经黑钨矿、白钨矿分离和酸浸作业,最终得到白钨精矿含WO371.83%、回收率56.23%,黑钨精矿含WO366.61%、回收率27.30%,总钨回收率达83.53%,技术指标优异。2.CF103捕收剂对粗细粒白钨矿和黑钨矿都有良好的捕收作用。与CF药剂相比,CF103捕收剂用量小,对黑钨矿的捕收作用更强,对萤石等的捕收能力较弱,是一种捕收能力和选择性具佳的新型的钨捕收剂,是实现钨常温浮选的关键因素。3.水玻璃和BLR新型组合抑制剂能显著抑制萤石、方解石和其它脉石矿物,在较宽范围内对