钨钼铋萤石复杂多金属矿选矿工艺方案研究.pdf

2 0 0 9 年第6 期有色金属 选矿部分 1 9 钨钼铋萤石复杂多金属矿选矿工艺方案研究 周菁 湖南有色金属研究院，长沙4 1 0 0 1 5 摘要针对湖南某地钨钼铋铁萤石复杂多金属矿体中矿物品种多、矿物间嵌布粒度粗细不均匀、有价元素含量 低、有害元素含量多、复杂难选的特点。进行了有价元素回收的不同选矿工艺方案比较、参数条件选择确定。采用合理 有效的钼铋硫分离工艺、独特的萤石中矿返回精选工艺、特效含钙脉石矿物抑制剂，成功实现了多金属矿中低含量有价 金属钨、钼、铋有效回收，并综合回收铁、萤石、石榴子石矿物。获得良好的选矿指标。 关键词钨钼铋萤石；低品位；选矿工艺；抑制剂 中图分类号T D 9 5 4文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 9 0 6 - 0 0 1 9 - - 0 4 湖南某地钨、钼、铋、铁、萤石复杂多金属矿 是继柿竹园矿之后又一个同类型的大型矽卡岩型多 金属矿体，矿石中有价矿物含量多，嵌布关系复 杂，矿石类型国内外罕见，有价矿物综合回收选矿 工艺在国内外选矿界也属于难题。柿竹园钨、钼、 铋、萤石多金属矿曾经被列为国家‘‘／咂”、“九五”、 “十一五”科技攻关项目由多家科研单位进行科技 攻关[ 日，与同类型矿山含铋 o ．1 6 ％ 、W 0 3 0 ．6 ％ 、 C a F 2 1 7 ．o ％ 相比，本研究对象矿体中钨、钼、 铋、萤石有价矿物含量低很多，平均品位为小型 流程试验矿样W 0 30 ．3 5 ％、M o0 ．1 4 ％、B i0 ．0 6 ％、 S n0 ．0 3 5 ％、T F e8 ．2 0 ％、C a F 21 2 ．11 ％，工业试验矿 样W 0 30 ．2 5 ％、M o0 ．0 9 ％、B i0 ．0 4 ％、F e1 6 ．0 ％， 还有石榴石等矿物品种；而矿石中含硫 1 ．1 ％ 、 砷 0 ．4 4 ％ 较高。矿物之间嵌镶关系密切，硫化 矿与氧化矿、硫化矿互相之间共生在一起，矿石氧 化程度高，有价矿物呈粗细不均匀嵌布，矿石中含 钙矿物品种多，含钙矿物之间的浮选分离困难，因 此选矿难度很大。 该矿山有两个类型矿体，一种为含铁低的钨钼 铋萤石多金属矿，另一种为含铁高的铁钨钼铋萤石 多金属矿，其中的钨钼铋含量更低；本文论述的是 对前一种矿体的研究，但其选矿工艺同样能满足后 一种矿体选矿要求。针对该多金属矿体，选矿工艺 方案对浮选磁选一浮选磁选一浮选、浮选一磁 选一浮选重选两种联合工艺研究比较，确定了入 选粒度为一7 4 1 比m 占8 3 ．2 4 ％，全流程以浮选为主、 辅以磁选，获得钨、钼、铋、铁、萤石、石榴子石 6 种精矿产品，几种精矿产品总产率5 9 ．7 ％以上， 尾矿丢弃率4 0 ．3 ％，使矿产资源得到最有效的综合 回收。 1 工艺矿物学研究 1 ．1 试样化学分析 表l试样多元素分析结果 T a b l e1n ea n a l y s i sr e s u l t so fm u l t i e l e m e n to fs a m p l e ％ 元 素W 0 3M o B iSC a F 2C uP bZ nS n T F eA sCP A g A uS i 0 2 M g OC a OA 1 2 0 3K 2 0N a 2 0 M nS b 质量分数0 ．3 50 ．1 40 ．0 6 01 ．11 2 ．1 10 ．0 2 8 0 ．0 2 40 ．1 10 ．0 4 18 ．2 00 ．4 4 0 ．4 70 ．0 7 1 5 ．00 ．2 03 4 ．10 ．7 1 2 4 ．75 ．8 6 0 ．30 ．0 5 40 ．4 50 ．0 0 2 A u 、A g 品位单位为矾。 1 ．2 试样物相分析 试样钨、钼物相分析结果见表2 ，试样铋物相 分析结果见表3 。 1 ．3 主要矿物组成 矿石中的矿物组成复杂、种类繁多，主要矿物 基金项目湖南省科技厅资助课题 2 0 0 9S K3 1 1 7 ‘ 收稿日期2 0 0 9 0 5 1 9 作者简介周菁 1 9 6 4 一 ，女，黑龙江哈尔滨人，高级工程师。 为黄铁矿、胶黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、白铁矿、 辉钼矿、辉铋矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉铜矿、 黝铜矿、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、锡石、 石英、金红石、石榴子石、 次 透辉石、透辉石、 阳起石、透闪石、符山石、绿泥石、角闪石、滑石、 万方数据 2 0 有色金属 选矿部分 2 0 0 9 年第6 期 表2钨、钼物相分析结果 T a b l e 2T h ea n a l y s i sr e s u l t s o ft u n g s t e n ，m o l y b d e n u m p h a s e ％ 相别 表4入选原矿主要矿物单体解离度 ’r a b l e4 T h em a i no r em i n e r , ss e l e c t e dm o n o m e r d i s s o c i a t i o nd e g r e e％ 钨物相钼物相 产品名称单体解离度备注 白钨矿黑钨矿钨华总钨辉钼矿白钨钼白钨钨钼钙钼华总钼 质量分数0 ．2 9 40 ．0 3 90 ．0 1 7O ．3 5 0 ．1 20 ．0 1 9 0 , 0 0 1 0 ．1 4 占有率 8 4 伪1 1 ．1 44 ．8 61 0 0 ．08 5 ．7 21 3 ．5 70 ．7 11 0 0 ．0 表3铋物相分析结果 T a b l e3T h ea n a l y s i sr e s u l t so fb i s m u t hp h a s e ％ 相别辉铋矿、辉铋铅矿、辉铅铋矿自然铋泡铋矿、铋华总铋 白云母、黑云母、高岭石、绢云母、绿帘石、斜 黝帘石、电气石、方解石、 铁 白云石、白钨矿、 黑钨矿、磷灰石、石膏、钼华、钨华、泡铋矿、蓝 铜矿、萤石、碳质物。金属及非金属矿物合计近 7 0 余种，矿石中可利用的矿物主要是辉钼矿、白 钨矿，可考虑综合回收利用的有萤石、黑钨矿、辉 铋矿、锡石、磁铁矿、石榴子石等。 1 ．4 主要矿物特征 辉钼矿主要呈叶片状、条状，偶见呈粒状。辉 钼矿嵌布粒度不均匀，主要在O ．0 2 ～0 ．2 m m ，粗者 可达数毫米，细者0 ．0 2 m m 以下。 辉铋矿主要呈柱状、细粒状，常分布在辉钼矿 边部或被辉钼矿包裹，也呈细小散粒状分布于石榴 子石、透辉石、透闪石、萤石等脉石基底中。嵌布 粒度比辉钼矿细得多，主要在0 ．0 7 m m 以下。 白钨矿主要呈粒状分布于矽卡岩脉石矿物中， 嵌布粒度不均匀，似有呈两极分化的趋势，粗者 0 ．0 4 m m 以上，个别可达1 m m 以上，细粒者0 ．0 2 m m 以下，甚至0 ．0 0 5 m m 以下，与萤石、石榴子石、 透辉石、方解石、云母、毒砂等关系较密切。 锡石主要呈微细粒分散分布。与透闪石、透辉 石、云母、绿泥石、磁铁矿、方铅矿、黄铁矿、毒 砂等矿物关系较密切，嵌布粒度细小，多在 0 ．0 2 m m 以下。 萤石在矿石中广泛分布，常呈粒状聚集，偶见 呈细脉状。嵌布粒度粗细不均匀，较粗者多在 0 ．0 7 m m 以上，聚团可达数厘米，少量粒度较细在 0 ．I M m m 以下与白钨矿、透辉石等矿连生。 磁铁矿主要呈细粒状分散分布，部分氧化成穆 磁铁矿和赤铁矿。赤铁矿、褐铁矿主要呈粒状、细 粒状，与黄铁矿、胶黄铁矿、方解石、绿泥石等矿 物关系较密切。 入选原矿主要矿物单体解离度见表4 。 2 选矿工艺方案研究及结果 2 ．1 选矿工艺方案 按照工艺矿物学研究结果，试样中含钨、钼、 铋、铁、萤石等多种有价金属矿物，都是综合回收对 象，但各种矿物之间嵌镶关系复杂，嵌布粒度粗细极 其不均匀，因此主要考虑的问题是使有价矿物品种 都能得到有效回收，获得较高的矿物综合回收利用 率；在获得合格精矿产品的条件下，尽可能提高产品 回收率；同时要考虑在现场实施的可行眭、工艺的可 操作性等。针对矿石性质特征，采用的工艺方案 1 根据试样中钼高、铋低、硫高的特点，钼、铋、 硫粗选采用等可浮方案，粗选获得钼铋及一部分易浮 的黄铁矿混合精矿，再抑硫浮选钼铋，钼铋混合精矿 再抑铋浮钼； 2 黄铁矿浮选脱除含硫矿物，有利 于下步钨矿物浮选； 3 磁选回收铁矿物； 4 钨 浮选，采用高效脉石矿物抑制剂，获得粗选段W O ， 含量6 ％～1 4 ％的钨粗精矿，加温精选得到钨精矿产 品； 5 萤石浮选，采用萤石精矿再磨，部分中矿 丢弃，部分中矿集中返回方法获得合格萤石精矿； 6 石榴子石磁选 重选 回收。试样入选粒度为- 7 4 1 山m 占8 3 ．2 4 ％，全流程采用以浮选为主、辅以磁选或重选 选矿工艺，获得钨、钼、铋、铁、萤石、石榴子石6 种精矿产品，矿产资源得到最有效的综合回收，选矿 试验原则流程见图l 。 2 ．2 试验结果 对不同的方案进行了详细的试验研究，比较 筛选，最终按图1 所示工艺流程，获得试验结果见 表5 、表6 。 表5全流程试验结果 T a b l e5T e s tr e s u l t so ft h ew h o l ep r o c e s s％ 万方数据 2 0 0 9 年第6 期周菁钨钼铋萤石复杂多金属矿选矿工艺方案研究 2 l 表6全流程试验结果 T a b l e6 T e s tr e s u l t so ft h ew h o l ep r o c e s s％ 产品名称产率 品位回收率 W 0 3C 也F eW 0 3 C a F 2 F e 墓妻暑嚣0 蚴．0 6 2 ⋯刚6 6 ．3 0 6 6s ～盯I1 ．．9 0 5 9 6 蚴6 萤石精矿6 ．9 59 8 ．0 铁精矿 7 ．9 06 3 ．0 原矿 凶磨矿细度- 7 4 p ．m 8 3 ％ I 钼铋硫l 等可浮选 钼铋一l 硫分离 硫浮l 选 钨浮l 选 铁精矿 铁磁l 选 钨加温I 精选强磁选l 石榴石 酸浸钨精矿 摇l 床l萤石l 浮选 摇床钨精矿钨尾矿石榴子石萤石精矿尾矿 图1 钨、钼、铋、萤石、铁、石榴子石综合回收原则 流程 F i g ．1T u n g s t e n ，m o l y b d e n u m ，b i s m u t h ，f l u o r i t e 。i r o n - g a r n e tp r i n c i p l e so fi n t e g r a t e dr e c o v e r yp r o c e s s 3 结果分析与讨论 3 ．1 钼铋矿物浮选工艺 对硫化矿浮选方案探索了优先浮选、混合浮 选、等可浮选三种不同工艺流程。钼铋优先浮选工 艺中。在优先浮选钼时由于流程中要加入石灰抑制 黄铁矿，虽然可以获得合格钼精矿产品，但是对钼 精矿回收率有影响，而铋浮选时由于铋含量低，精 选泡沫不好控制，难以获得较高品位的铋精矿产 品；混合浮选工艺，原矿中硫含量较高，采用钼、 铋、硫混合浮选工艺，大量的黄铁矿上浮到钼铋混 合精矿中，混合精矿钼铋含量降低，在分离时要加 人大量的硫化钠脱药及其它抑制剂抑制黄铁矿、铋 矿物等，使得钼、铋、硫分离变得困难，获得高品 位钼精矿产品要增加更多的精选次数；钼、铋、硫 等可浮选工艺，是在工艺中加入对钼铋选择捕收性 好、对黄铁矿捕收能力弱的捕收剂，不加入黄铁矿 抑制剂，使钼铋及一部分可浮性好的黄铁矿浮选进 入粗选精矿中，粗精矿中的钼铋品位相对较高，有 利于分离精选进行，获得高品位钼精矿产品及低品 位铋精矿产品。 3 ．2 钨浮选工艺 物相分析结果，白钨矿占钨矿物的8 4 ．2 1 ％， 而总钨含量不高，矿物粒度亦呈粗细不均匀嵌布， 试样中含有萤石、方解石、石榴子石等大量的与白 钨矿可浮性相近的含钙脉石矿物，使钨矿物的提纯 变得异常困难。采用浮选工艺，粗选在高碱度条件 下浮选钨矿物，粗精矿精选时添加特效含钙脉石矿 物抑制剂L S ，可以使钨粗精矿品位达到1 4 ％以上， 试验结果见表7 。精选探索了加温精选及常温精选 不同条件下选矿工艺，结果表明钨粗精矿需要采用 加温精选才能获得高的钨精矿品位指标。 表7钨粗选闭路试验指标 T a b l e7Wc r u d ei n d i e a t o ro ft h ee l e c t i o nc l o s e d c i r c u i tt e s t ％ 3 ．3 萤石浮选工艺 萤石浮选给矿为钨浮选尾矿，含C a F 为 1 0 ．0 ％，其中还含有大量与萤石可浮性相近的石榴 子石及方解石等含钙矿物，使得浮选获得高品位萤 石精矿非常困难，试验研究采用先强磁选回收石榴 子石矿物，提高萤石浮选入选品位 T Y 案1 和直 接浮选萤石 方案2 两种不同选矿工艺，两方案 获得萤石精矿品位相近。但方案1 回收率低2 ．8 4 ％， 方案1 经过强磁选后，使进入萤石浮选的给矿量大 大降低，仅为方案2 给矿量的2 2 ．3 4 ％，萤石人选品 位可以提高到3 8 ．9 2 ％，而且不需要精矿再磨，减 万方数据 2 2 有色金属 选矿部分 2 0 0 9 年第6 期 少精选次数，简化工艺流程，同时获得石榴子石粗 精矿产品。由于在得到高质量萤石精矿同时保汪高 回收率难度很大，研究采用精选中矿1 2 扫选后返 回、其余中矿顺序返回工艺，比中矿集中返回工艺 精矿回收率提高2 8 ％。浮选获得萤石精矿再经过强 磁选后可以获得含C a F 29 8 ．O ％的精矿产品。 表8 浮选、磁选一浮选两种方案萤石试验结果 T a b l e8 F l o t a t i o n ，m a g n e t i cs e p a r a t i o n - f l u o r i t ef l o t a t i o n t e s tr e s u l t s o ft w op r o g r a m s％ 3 ．4 石榴子石回收工艺 回收石榴子石研究探索了磁选、重选两种方 案。重选工艺选矿成本低，但获得的选矿指标较 差，精矿作业回收率仅4 1 ．6 5 ％；磁选方案选矿成 本较高，但在获得与重选方案相近精矿品位的同 时，精矿作业回收率可达到8 7 ．7 8 ％。 表9 T a b l e 磁选、重选两种方案回收石榴子石试验结果 9 T h er e c o v e r yp r o g r a mo fr e - - e l e c t i o nc u r l i n gs t o n e o ft w ot e s tr e s u l t sm a g n e t i ca n dg r a v i t y％ 4 结论 某地钨、钼、铋、萤石矿体属于复杂难选多金 属矿，有价矿物间、有价矿物与脉石矿物间呈粗细 不均匀嵌布；尤其是钨、铋、萤石含量低，硫、 砷、含钙矿物含量高，铋矿物中难选的铋华、泡铋 矿含量占3 9 ．7 ％，有价矿物综合回收难度大。 针对原矿中钼含量高铋低的特点，采用抑硫浮钼 铋再钼铋分离精选分离工艺；萤石浮选采用独特的粗 选及中矿返回选矿工艺、特效含钙脉石矿物抑制剂； 钨浮选中辅以高效选择性好的脉石抑制剂；采用以浮 选为主、磁选为辅的选矿工艺流程，实现了对多金属 矿中有价金属的综合回收，获得良好选矿指标。 参考文献 [ 1 ] 孙传尧，程新朝，李长根．钨铋钼萤石复杂多金属矿综合 选矿新技术一柿竹园法[ J ] ．中国钨业，2 0 0 4 ， 5 8 1 4 ． T H EM 啉E R A L SP R o C E S SE X P E I ⅫM E N TR E S E A R C Ho FM o ，B i ，W 0 3 ，C a F C o M P L E XM I N E Z H O UJ i n g H u n a nN o n f e r r o u sM e t a l sR e s e a r c hI n s t i t u t e ，C h a n g s h a4 1 0 0 1 5 ，C h i n a A B S T R A C T H u n a nH u a n g s h a p i n gW M o B i C a F 2c o m p l e xo r e a r em i n e r a ls p e c i e si nt h ec o n t e n ta n di n t e r m i n e r a l p a r t i c l es i z ec l o t hi n l a yu n e v e nt h i c k n e s s 。t h e r ea r ee l e m e n t sa tl o wc o n t e n to fv a l u a b l ee l e m e n t s ，t h e r ea r e e l e m e n t sa th i g hc o n t e n to fh a r m f u le l e m e n t sa n dm o r ec o m p l e xf e a t u r e so ft h ee l e c t i o n ，t h e yw a f tc o n d u c t e d d i f f e r e n t o p t i o n s f o r r e c o v e r yo fv a l u a b l ee l e m e n t s o ft h eb e n e f i c i a t i o n p r o c e s s a n dt h e p a r a m e t e r s t o d e t e r m i n et h ec o n d i t i o n so fc h o i c e ．b i s m u t hm o l y b d e n u me f f e c t i v e s u l f u r s e p a r a t i o np r o c e s s ，u n i q u e i n f l u o r i t em i n et or e t u r nt os e l e c t i o n p r o c e s s ，e f f e c t sg a n g u e m i n e r a lc a l c i u mi n h i b i t o r s ，t h es u c c e s s f u l i m p l e m e n t a t i o n o fam u l t i - m e t a lo r e p r i c e si n t h el o wm e t a lc o n t e n to fa ne f f e c t i v ei n t e g r a t e dr e c o v e r y ， b e n e f i c i a t i o ng o o di n d i c a t o r s ． K e yw o r d s W M o B i C a F 2 ；l o w g r a d e ；b e n e f i c i a t i o np r o c e s s ；i n h i b i t o r s 万方数据