从铁尾矿中回收钨、锡选矿试验研究.pdf

5 2 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第2 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 6 ．0 2 ．0 1 1 从铁尾矿中回收钨、锡选矿试验研究 马立成，郑其，车小奎，严波，冯海亮 北京有色金属研究总院稀有金属冶金材料研究所，北京1 0 0 0 8 8 摘要某铁尾矿含钨0 ．9 3 ％，锡0 ．3 5 ％，矿物组成复杂，嵌布粒度细，且含易浮脉石较多，回收困难。针对此难选矿样 进行了钨、锡浮选回收试验研究。确定了最佳药剂用量为碳酸钠4 ．0k g ／t ，水玻璃 淀粉2 ．5 2 ．5k g ／t ，油酸 苯甲羟肟酸 1 ．0 1 ．4k g ／t ，获得了钨精矿含W 0 3 6 0 ．1 3 ％、钨回收率5 8 ．3 8 ％，锡精矿含锡2 1 ．0 8 ％、锡回收率4 4 ．8 7 ％。 关键词铁尾矿；白钨矿；锡石；浮选；综合利用 中图分类号T D 9 8 2 ；T D 9 5 4 ；T D 9 5 2 ．4 文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 6 0 2 - 0 0 5 2 - 0 4 O nT u n g s t e na n dT i nR e c o v e r yf r o mI r o nT r a i l i n g s M AL i c h e n g ，Z H E N GQ i ，C H EX i a o k u i ，Y A NB o ，F E N GH a i l i a n g R a r eM e t a l sa n dM e t a l l u r g yM a t e r i a l sR e s e a r c hI n s t i t u t e ， G e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t ef o rN o n f e r r o u sM e t a l s ，B e i j i n g1 0 0 0 8 8 ，C h i n a A b s t r a c t Ai r o nt a i l i n g sc o n t a i nt u n g s t e n0 ．9 3 ％a n dt i n0 ．3 5 ％，w h i c hf i n ep a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o n ，t h e m i n e r a lc o m p o n e n to ft h i so r ei Sc o m p l e xa n de x i s t e n c eo fe a s y r i o t i n gs i l i c am i n e r a l ．S Oi ti Sd i f f i c u l tt or e c o v e rt h e r e m a i n i n gs c h e e l i t ea n dc a s s i t e r i t ef r o mt h et a i l i n g s ．At e s ts t u d yo nr e c o v e r i n gt u n g s t e na n dt i nh a sb e e nd o n ef o r t h er a i l i n g ss a m p l e ．A c c o r d i n gt ot h ec o n d i t i o n a lt e s tr e s u l t s ，t h eo p t i m a lr e a g e n t sr e g i m ew a sc o n d u c t e d N a 2C 0 3 4 ．0k g ／t ，s i l i c a t es o d i u m2 ．5k g ／ta n ds t a r c h2 ．5k g ／t ，o l e i ca c i d1 ．0k g ／ta n db e n z o h y d r o x a m i ca c i d1 ．4k g ／t ． T h et u n g s t e nc o n c e n t r a t eg r a d i n g6 0 ．1 3 ％W 0 3w i t hr e c o v e r yo f5 8 ．3 8 ％，a n dt i nc o n c e n t r a t eg r a d i n g2 1 ．0 8 ％S n w i t hr e c o v e r yo f4 4 ．8 7 ％w e r eo b t a i n e db yt h ec l o s e d - c i r c u i tt e s t ． K e yw o r d s i r o nt a i l i n g s ；s c h e e l i t e ；c a s s i t e r i t e ；f l o t a t i o n ；r e u t i l i z a t i o n 从尾矿中综合回收有价元素是充分利用矿产资 源的一个重要途径，同时对经济的可持续发展和生 态环境的保护具有重要的意义⋯。某选矿厂的选铁 尾矿含有钨、锡等有价金属。因此，确定合理的选矿 工艺，最大限度地回收该铁尾矿中的钨、锡元素。 目前，重选因具有精矿质量稳定、流程简单、生 产成本低廉等优点，是钨矿的主要选矿方法之 一心圳。但钨矿性脆、易过粉碎，在采选过程中易产 生细泥，同时嵌布细的钨矿，在磨到单体解离时，粒 度过细，用重选法回收指标很低。而浮选法处理量 大、产品质量和回收率高，使浮选成为回收细粒钨矿 的有效手段。本文所研究试样为某铁尾矿，其中 W O ，品位0 ．9 3 ％，锡品位0 ．3 5 ％。将该物料经过加 工后产出钨粗精矿，其中含锡较高，影响钨的质量。 为了实现钨、锡金属的最大限度的回收，提高经济效 益，产出合格钨、锡精矿，对钨锡混合精矿进行钨、锡 分离选矿工艺研究。 1 试料性质 1 ．1 化学多元素分析 本文所研究试样为某铁尾矿，矿物组成复杂，粒 度组成极细，回收较为困难。试样金属含量普遍较 低，较有利用价值的金属元素有钨、锡。金属矿物主 要有磁铁矿、砷铁矿、闪锌矿、黄铁矿等；脉石矿物主 要有方解石、石英、萤石和绿泥石等。铁尾矿多元素 分析结果见表1 所示。 投稿日期2 0 1 4 - 0 1 - 1 9修回日期2 0 1 6 - 0 1 - 1 9 作者简介马立成 1 9 8 7 一 ，男，宁夏固原人，硕士，助理工程师，主要从事矿物加工工程及二次资源综合利用研究方面的工作。 万方数据 兰Q 生箜兰塑马立成等从铁尾矿中回收钨、锡选矿试验研究 ．5 3 ． 由表1 可见W O ，和锡的品位分别为0 ．9 3 ％和 0 ．3 5 ％，是铁尾矿中有回收价值的组分。试样中砷含 量较高，为1 4 ．3 3 ％，它的存在将影响钨、锡的提取。 1 ．2 钨、锡物相分析 试样钨、锡物相分析结果分别见表2 。可以看出 钨主要存在于白钨矿中，其含量占钨总量的9 0 ％以 上，还有少量的黑钨矿。锡主要以硫化锡、胶态锡和 锡石形式存在，就目前的选冶技术条件，具有工业意 义的锡矿物主要为锡石。 表2钨、锡物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i sr e s u l to fw o l f r a ma n dt i np h a s e f ％ 2 选矿试验研究 2 ．1 原则工艺流程确定 试样中砷含量较高，对钨、锡的回收造成困难， 而且还会影响钨、锡精矿的质量，需预先浮选脱除。 而且有用金属含量较低，大量的是石英、碳酸盐、铝 硅酸盐等脉石矿物。为了节省选矿成本、提高选矿 处理能力，减少后续作业的矿量，首先用重选脱除试 样中的脉石矿物，得到钨锡粗精矿，再对钨锡粗精矿 进行浮选分离。因此，对钨、锡矿物的浮选分离是本 研究的重点。由于试样中钨主要以白钨矿形式存 在，并且钨和锡是细粒嵌布，目前通常采用浮选的方 法处理这种试样。通过白钨矿的优先浮选试验，选 钨尾矿即为锡精矿，从而实现白钨矿与锡石的分离。 本试验采用“彼得罗夫法”加温浮选法以获得较高品 位的钨、锡精矿∞o 。原则工艺流程如图1 所示。 2 ．2 预浮选试验 试样中砷矿物主要以硫化砷的形式存在，对试 样进行了浮选脱砷试验，试验结果见表3 。开路试验 结果表明砷的脱除率可以达到8 7 ．4 ％，同时尾矿中 W O ，和锡含量达到1 ．3 2 ％和0 ．4 2 ％，因此，可以通 过浮选的方式对砷矿物进行脱除回收。 表3 T a b l e3 钨精矿锡精矿 图1 原则工艺流程 F i g ．1P r i n c i p a lf l o w s h e e t 预浮选试验结果 T h er e s u l t so fp r e - f l o t a t i o n／％ 2 ．3 重选试验 预浮选脱砷尾矿中矿物组成主要为白钨矿、锡 石，脉石矿物为石英、碳酸盐、铝硅酸盐、方解石等。 对选砷尾矿进行多次摇床脱杂选别试验，得到含 W O ，2 4 ．2 3 ％、锡1 3 ．0 7 ％的钨锡混合精矿，其作业 回收率分别为7 1 ．6 8 ％、7 9 ．1 2 ％的摇床钨锡粗精矿。 2 ．4 钨锡分离试验 经摇床富集后得到的钨锡混合精矿，需要进行 钨锡分离，产出合格的钨精矿和锡精矿。为了获得 高品位的钨、锡精矿产品，进行了条件优化试验，包 括p H 调整剂、抑制剂、捕收剂的用量试验和精选次 数的试验。 2 ．4 ．1 p H 调整剂用量 白钨矿大多是在弱碱性矿浆中进行浮选，对于 含可溶性或微溶性矿物较多的白钨矿，碳酸钠是较 为理想的p H 调整剂。本试验中白钨矿粗选的p H 调整剂为碳酸钠。碳酸钠用量试验结果见图2 。 由图2 可知，钨的回收率与品位均随着碳酸钠 用量的增加先呈逐渐增加后降低的趋势；同时锡的 品位也随之逐渐增加，但回收率却逐渐下降。综合 考虑，碳酸钠用量为4 ．0k g ／t 时，钨的浮选指标为最 万方数据 5 4 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第2 期 优。因此，确定钨粗选碳酸钠用量为4 ．0k g ／t 。 图4 捕收剂用量试验 图2 碳酸钠用量试验 F i g ．4 R e s u l t so fc o l l e c t o rd o s a g e F i g ．2 R e s u l t so fs o d i u mc a r b o n a t ed o s a g e 2 ．4 ．2 抑制剂用量 浮选过程中，通过抑制脉石矿物等来提高精矿 品位。本试验中白钨矿浮选的抑制剂为水玻璃和淀 粉。水玻璃 淀粉的用量试验结果见图3 。 抑制剂用量／ k g t 。1 图3 抑制剂用量试验 F i g ．3 R e s u l t so fi n h i N t o r sd o s a g e 零 褂 娶 回 从图3 可知，随着水玻璃 淀粉用量的增加，对 脉石矿物的抑制作用不断加强，钨粗精矿品位逐渐 提高，锡品位逐渐降低，回收率逐渐下降。当水玻璃 淀粉用量大于2 ．5 2 ．5k g ／t 时，白钨回收率由 7 4 ．3 8 ％降至6 5 ．0 5 ％，并且锡精矿品位不再增加。 综合考虑，确定水玻璃 淀粉为2 ．5 2 ．5k g ／t 。 2 ．4 ．3 捕收剂用量试验 目前，白钨矿的浮选常用脂肪酸类或改性脂肪 酸类等阴离子类捕收剂。本试验采用油酸和苯甲羟 肟酸组合捕收剂，油酸和苯甲羟肟酸的总用量为2 ．4 k g ／t 。通过改变油酸和苯甲羟肟酸的用量比例，确定 浮选最佳药剂制度。试验结果见图4 。 蔷 蔷 由图4 可知，油酸和羟肟酸按1 1 ．4 添加时，浮 选效果较好，钨的回收率可以达到7 6 ％以上，再增加 其用量，钨的回收率和品位降低，同时，钨精矿中锡 占有率较低。因此，确定捕收剂用量为油酸和苯甲 羟肟酸按1 1 ．4 。 2 ．4 ．4 浮选精选次数 本试验对钨粗精矿进行了精选次数试验，以获 得较高品位的钨精矿，试验结果见图5 。可以看出， 钨粗精矿经过三次精选作业可取得比较好的试验结 果。因此，根据试验确定的药剂制度，钨粗精矿经过 3 次精选作业可以获得品位较高的钨精矿，同时锡精 矿也获得较好的指标。 图5 精选次数试验 F i g ．5 R e s u l t so fc l e a n i n g 2 ．5 钨锡浮选闭路试验 根据前面试验确定浮选条件进行闭路试验，采 用碳酸钠为p H 调整剂，水玻璃和淀粉为抑制剂、硝 酸铅为活化剂，苯甲羟肟酸和油酸为混合捕收剂。 粗选作业主要用抑制剂、活化剂和混合捕收剂，扫选 作业加少量混合捕收剂。试验结果见表4 。 万方数据 2 0 1 6 年第2 期马立成等从铁尾矿中回收钨、锡选矿试验研究 5 5 表4钨锡分离闭路流程试验结果 T a b l e4 L o c k e d - c y c l et e s tr e s u l t so ft u n g s t e na n dt i n s e p a r a t i o n ／％ 2 ．6 全流程试验 试验流程见图6 ，试验结果见表5 。 药剂用量单位s ／t ； 单位m i n 您姗瑚 6 I | 松醇油1 0 0 5 4 l 油酸3 0 0 ，苯甲羟肟酸5 0 0 ， I 水玻璃 淀粉10 0 0 10 0 0 量睦 3 3 0 0 I 锡精矿 钨精矿 图6 全流程工艺流程图 F i g ．6 F l o w s h e e to ff u l lp r o c e s sf l o w 3 工业应用 根据以上试验结果，推荐预先浮选除砷一重选 富集一钨锡浮选分离流程，流程见图6 。采用推荐的 工艺流程进行工业试验，与试验指标相比较，钨精矿 和锡精矿品位基本一致，但钨精矿和锡精矿回收率 分别提高了2 ．3 0 ％和2 ．6 3 ％。 表5全流程试验结果 T a b l e5R e s u l t so ff u l lp r o c e s sf l o wt e s t，％ 4 结论 1 某铁尾矿的工艺矿物学研究表明，较有利用 价值的金属元素有钨、锡。其中钨主要以白钨矿形 式存在；锡的分布较分散，具有工业意义的锡石中仅 占锡总量的5 1 ．4 3 ％。 2 对钨锡混合精矿进行了钨锡分离试验，确定 了钨浮选的最佳药剂用量为碳酸钠4 ．0k g ／t ，水玻璃 淀粉2 ．5 2 ．5k g ／t ，油酸 苯甲羟肟酸1 ．0 1 ．4 k g ／t ，经过三次精选作业可以获得品位较高的钨精矿。 3 对铁尾矿采用“预先浮选一重选富集一钨锡 分离”的全流程工艺，获得了品位为6 3 ．7 1 ％、回收率 8 5 ．4 3 ％的砷精矿，品位为6 0 ．1 3 ％、回收率5 8 ．3 8 ％ 的钨精矿和品位为2 1 ．0 8 ％、回收率4 4 ．8 7 ％的锡精 矿，实现了该尾矿资源的二次利用。 参考文献 [ 1 ] 王红，吴刚，张丽．尾矿资源化与矿山的可持续 发展[ J ] ．化工矿物与加工，2 0 0 9 ，3 8 3 3 0 - 3 1 ． [ 2 ] 安占涛，罗小娟．钨选矿工艺及其进展[ J ] ．矿业工程， 2 0 0 5 ，3 5 2 9 - 3 2 ． [ 3 ] 张忠汉，张先华，叶志平，等．难选白钨矿重浮选矿新工 艺的研究[ J ] ．广东有色金属学报，2 0 0 1 ，1 1 2 7 9 - 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