福建某钨矿选矿试验研究.pdf

2 0 0 8 年第6 期有色金属 选矿部分 9 福建某钨矿选矿试验研究 任爱军1 ，2 1 ．北京科技大学土木与环境工程学院，北京1 0 0 0 8 3 ；2 ．北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 摘 要福建某钨矿是花岗岩型和细脉型含钼的黑、白钨矿床。原矿含w o o ．2 5 ％。其中白钨矿中W O ，占4 1 ．3 5 ％、 黑钨矿中W O ，占5 5 ．8 8 ％。采用钼浮选一脱硫浮选黑白钨混合浮选钨粗精矿重选流程，获得钨精矿l 含W O ， 6 6 ．6 6 ％、W 0 3 回收率7 4 ．5 7 ％，钨精矿2 含W 0 33 9 ．2 4 ％、W O ，回收率1 6 ．5 8 ％，同时获得钼粗精矿含钼1 2 ．2 1 ％、钼回收 率7 7 ．6 3 ％。 关键词黑钨矿；白钨矿；浮选；羟肟酸类捕收剂；硝酸铅 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 8 0 6 0 0 0 9 0 5 自然界中已经发现2 0 多种钨矿物，其中工业价 值最大的是白钨矿和黑钨矿。黑钨矿 F e ，M n W O 。是钨铁矿F e W O 。和钨锰矿M n W O 。所构成的一 系列连续固溶体类质同相混合物。白钨矿 c a w 0 4 是钙的钨酸盐。黑钨矿和白钨矿的密度比较大，故 重选是钨的主要选矿方法之一，2 0 世纪7 0 年代以 前这种方法占有统治地位。采用重选法的优点是显 而易见的，成本低、利于环保，但是由于重选设备 处理能力低，对细泥回收率不佳。7 0 年代以后，开 始了钨矿浮选的理论研究和工艺实践。相对于重选， 钨浮选有明显的优点，设备配置简单、处理量大、 产品质量和回收率高；但是缺点同样突出，选矿成 本高、污染环境。磁选和电选也广泛应用在钨选矿 中，主要用于黑钨矿与白钨矿、黑钨矿与锡石、白 钨矿与锡石以及铁磁性物质的分离。近年来在钨矿 选矿药剂、浮选工艺等方面取得了很大的进展。其 中，钨钼铋复杂多金属矿选矿新技术柿竹园法， 是中国独创的新技术，采用主干全浮流程，用自主 开发的高效螯合捕收剂浮选黑、白钨矿物和回收钨 细泥，用等可浮法确保铋、钼等硫化矿物充分回收 和分离，解决了黑白钨矿物同步浮选并与含钙矿物 分离的难题，是对世界钨选矿技术的重大突破[ 1 】。 因此，本文研究的福建某钨矿选矿试验采用浮选主 干流程进行钨矿物的回收。 1 矿石性质 原矿的主要化学成分分析结果和钨物相分析结 收稿日期2 0 0 8 0 8 0 4 作者简介任爱军 1 9 7 7 一 ，男，山西石楼人，工程师。 果见表1 和表2 。原矿中主要有用矿物有白钨矿、 黑钨矿、辉钼矿，主要的脉石矿物有石英、钾长石、 钠长石、黑磷云母、白云母、绢云母、绿泥石、萤 石、方解石、磷灰石、角闪石、石榴石等。 表1 原矿主要化学成分分析结果． T a b l el A n 由s i sr e s u l t so fm a j o rc h e m i c a lc o m p o s i t i o n o fr u n o f 南i n eo r e％ 垡兰垡坌型Q 丝曼璺垒 Q 皇Q 璺 Q 质量分数0 ．2 50 ．0 1 70 ．0 3 5O ．1 511 ．7 07 0 ．3 21 ．4 7 表2原矿钨的化学物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i sr e s u l t s o ft u n g s t e np h a s e ％ 原矿含W 0 3 0 ．2 5 ％，其中黑钨矿所含的W O 。占 5 6 ．8 8 ％、白钨矿占4 1 ．3 5 ％、钨铌锰铁矿中W 0 3 占 1 ．7 7 ％。伴生钼品位0 ．0 1 7 ％，以辉钼矿为主。伴生 铜品位为0 ．0 3 5 ％，以黄铜矿为主。黑钨矿含量为 0 ．1 9 ％，常呈厚板状、柱状单独或与白钨矿连晶嵌 布在脉石中，黑钨矿粒度为o ．0 2 4 ．4 3 m m 。白钨矿 含量为0 ．1 3 ％，常呈粒状单独或与黑钨矿连晶浸染 在脉石中，少数与黄铁矿、辉钼矿、铋矿物连生或 包裹它们，白钨矿粒度为0 ．0 2 3 m m 。黑钨矿、白钨 矿均以粗粒嵌布为主，粗、中、细不均匀嵌布，绝 大部分易解离，当原矿磨矿细度为一7 4 斗m 粒级占 7 0 ％时，黑钨矿、白钨矿的单体解离度可达到 万方数据 1 0 有色金属 选矿部分2 0 0 8 年第6 期 9 6 ．8 ％。同时，伴生矿物辉钼矿粒度为0 ．O l ～0 ．3 m m ， 黄铜矿粒度是0 ．0 1 ～0 ．8 m m ，黄铁矿粒度是 0 ．0 1 ～2 m m ，铅铋银矿物粒度是0 ．0 0 5 ～0 ．3 m m 。铁闪 锌矿、闪锌矿粒度是0 ．0 1 5 ～0 ．6 m m ，均以中粒嵌布 为主，也均易解离。确定选矿试验磨矿细度为 一7 4 m 粒级占7 0 ％。 2 选矿工艺研究 2 ．I 方案的选择 该钨矿氧化矿与硫化矿共生、黑钨矿与白钨矿 共生、白钨矿与碳酸盐及萤石共生，各矿物之间可 泽陛差异不等，辉钼矿价值较高、天然可泽陛较好， 要提前单独回收；其他硫化矿会影响最终钨精矿的 品位，应在钨浮选之前尽量脱除；黑钨矿与白钨矿 可浮性差异较大，需要添加调整剂增加可浮性，实 现黑、白钨混合浮选；萤石、方解石等含钙镁矿物 与白钨矿可浮性相近，采用高选择性的捕收剂获得 W O ，品位尽量高的钨粗精矿；最终获得W O ，品位大 于6 2 ％的钨精矿还需实现黑、白钨矿与萤石、方解 石等含钙镁矿物的分离。厦门钨业可以处理黑、白 钨混合精矿，因此，不需要进行黑钨矿与白钨矿的 分离。按照充分回收各有用矿物和厦门钨业对钨 精矿要求的原则，设计了该钨矿的选矿原则流程， 见图l 。 给矿 钼 黑、白钨混合精矿 重选尾矿 图1 试验方案原则工艺流程 F i g ．1 P r i n c i p a lf l o w s h e e to fe x p e r i m e n tp l a n 该工艺流程的特点是原矿进入分选作业前磨 细到各种目的矿物基本单体解离的细度，优先浮选 辉钼矿得到钼粗精矿；钼浮选尾矿回收硫化矿，得 到硫化矿产品；脱硫尾矿进入钨浮选，黑、白钨混 合浮选得到钨粗精矿；钨粗精矿重选获得最终黑、 白钨混合精矿。 2 ．2 钼、硫浮选 辉钼矿天然可浮性好，采用非极性捕收剂和起 泡剂回收。选铝尾矿进行脱硫浮选，采用黄药作为 硫浮选的捕收剂，尽量将所有的硫化矿一同脱除。 钼浮选，水玻璃为抑制剂，煤油为捕收剂，B K 2 0 5 为起泡剂；硫浮选，水玻璃为抑制剂，丁基黄药为 捕收剂，B K 2 0 5 为起泡剂。钼浮选、硫浮选闭路试 验流程见图2 。试验结果列于表3 。钼浮选、硫浮选 尾矿为钨浮选给矿。 表3钼浮选、硫浮选试验结果 T a b l e3 E x p e r i m e n tr e s u l t o f c l o s e dc i r c u i tt e s to f m o l y b d e n u ma n ds u l f i d ef l o t a t i o n ％ 表3 试验结果表明，钼浮选一次粗选、三次扫 选、四次精选，可以获得钼品位1 2 ．2 1 ％，硫品位 2 5 ．6 4 ％的钼粗精矿，其中铜品位为1 0 ．4 0 ％。硫浮选 一次粗选，一次扫选，两次精选，可以获得硫品位 2 5 ．1 8 ％的硫化矿精矿。钼粗精矿和硫化矿精矿损失 钨回收率仅为0 ．5 9 ％。钼、硫浮选可以有效地脱除 大部分硫化矿，消除硫化矿对黑白钨浮选的影响。 2 ．3 黑、白钨混合浮选 钼、硫浮选尾矿进行黑、白钨混合浮选。白钨 矿浮选的捕收剂主要为脂肪酸及其皂类，例如，油 酸、油酸钠、氧化石蜡皂等。近年来，以苯甲羟肟 酸和C F 亚硝基苯胲胺盐 为代表的螯合捕收剂也 开始推广应用于白钨矿浮选，但一般都与脂肪酸及 其皂类混合使用，并适量添加硝酸铅作活化剂，以 发挥这类捕收剂选择性强的优势。黑钨矿浮选性能 不如白钨矿，需要高选择性的捕收剂，主要包括胂 酸类、膦酸类、两性捕收剂、螯合类 羟肟酸类、 C F 、8 羟基喹啉等 以及少量脂肪酸捕收剂[ 撕】。 本次试验采用脂肪酸类捕收剂B K 4 2 8 和螯合剂类捕 收剂B F 组合使用进行黑、白钨常温混合浮选。碳 酸钠为p H 调整剂，水玻璃为抑制剂，硝酸铅为活 化剂。钨浮选药剂用量试验流程见图3 。 万方数据 2 0 0 8 年第6 期任爱军福建某钨矿选矿试验研究 1 l 原矿 原生矿 硫化矿产品 图2 钼浮选、硫浮选闭路试验流程 F i g ．2 F l o w s h e e to fc l o s e dc i r c u i tt e s to fm o l y b d e n u ma n ds u l f i d ef l o t a t i o n 2 ．3 ．1 碳酸钠用量试验 试验流程如图3 ，碳酸钠用量变化，其它条件 给矿 钼、硫浮选尾矿 3 碳酸钠1 0 0 1 3 水玻璃5 0 0 3 [ 硝酸铅6 0 0 B F2 0 0 2 B K 4 2 85 0 钨粗选 钨粗精矿尾矿 图3 钨浮选药剂用量试验流程 F i g ．3 F l o w s h e e to ft e s tf o rr e a g e n td o s a g eo nt u n g s t e n o r ef l o t a t i o n 矿 不变。试验结果如图4 所示。 从图4 可知，p H 调整剂碳酸钠在钨浮选中起 着关键的作用。不添加碳酸钠时，矿浆p H 为8 ．5 ， 图4 碳酸钠用量试验结果 F i g ．4E x p e r i m e n tr e s u l t o fN a 2 C 0 3d o s a g e 万方数据 1 2 有色金属 选矿部分2 0 0 8 年第6 期 精矿W O ，品位和W O ，回收率都很低；随着碳酸 钠用量的增加，精矿W O ，品位升高；碳酸钠用量 在5 0 0 ～l O O O g ／t ，精矿w 0 3 回收率在7 5 ％以上；碳 酸钠用量在1 0 0 0 9 ／t 以上，精矿回收率迅速下降。 钨浮选碳酸钠的最佳用量为l O O O g ／t 左右，矿浆p H 为9 ．5 。 2 ．3 ．2 水玻璃与硝酸铅用量试验 试验流程同图3 ，水玻璃与硝酸铅用量变化， 其它条件不变。试验结果如图5 所示。 堡 瓣 擎 嘎 。 参 零 趋 嘎 星 硝酸铅用量， g r 1 图5 水玻璃与硝酸铅用量试验结果 F i g ．5E x p e r i m e n tr e s u l to fw a t e r 斟a s sa n dP b N 0 3 d o s a g e 从图5 可知，固定水玻璃用量，随着硝酸铅用 量的增加，精矿W O ，品位降低，W O ，回收率增加。 要获得相似的浮选指标，不同的水玻璃用量需对应 不同的硝酸铅用量，即高的水玻璃用量需对应高的 硝酸铅用量。但是水玻璃用量小于5 0 0 9 ／t 时，无法 获得较高品位的钨精矿。确定钨粗选水玻璃用量为 5 0 0 9 ／t ，硝酸铅用量为6 0 0 9 ／t 。 2 ．3 ．3 闭路试验 采用一次粗选、三次扫选、三次精选进行钨浮 选闭路试验，B F 和B K 4 2 8 用量的比例需根据泡沫 现象调整，B K 4 2 8 用量降低的幅度较B F 要大一些。 闭路试验流程见图6 ，试验结果列于表4 。 表4钨浮选闭路试验结果 T a b l e4 E x p e r i m e n tr e s u l to fc l o s e dc i r c u i tt e s to f t u n g s t e no r ef l o t a t i o n ％ 表4 试验结果表明，钨浮选一次粗选、三次扫 选、三次精选闭路流程，采用B F 和B K 4 2 8 组合捕 给矿 钼、硫浮选尾矿 碳酸钠1 0 0 0 水玻璃5 0 0 硝酸铅6 0 0 B F1 4 0 B K 4 2 8 3 7 ．5 钨粗l 选 尸芎’一 f3 木碳酸钠5 0 0 一 2 术硝酸铅3 0 0 2 I 水玻璃1 0 0 2 丰B F 7 5 不B K 4 2 8 1 7 ．5 精J 选1扫l 选l 6II4L ‘ 业 6 精l 选3 6 钨粗精矿 3 爿 碳酸钠2 5 2 术硝酸铅2 0 2 半B F 3 0 束B K 4 2 87 5 扫I 选2 帚 2 木硝酸铅l 束B F2 5 2 l B K 4 2 85 l 扫l 选3 4上 尾矿 图6 钨浮选闭路试验流程 F i g ．6 F l o w s h e e to fc l o s e dc i r c u i tt e s to ft u n g s t e n o r ef l o t a t i o n 收剂，碳酸钠p H 调整剂，水玻璃抑制剂以及硝酸 铅活化剂，可以获得W O ，品位6 ．9 1 ％、W O 。回收率 9 1 ．3 8 ％的黑、白钨混合粗精矿。 2 ．4 钨粗精矿重选 黑、白钨混合粗精矿中主要脉石矿物为方解石 和萤石等含钙、镁矿物。采用重选脱除脉石矿物， 获得黑、白钨混合精矿。重选设备选用刻槽床面的 摇床。重选试验的原则为窄级别人选、多次扫选、 中矿单独再选。将黑、白钨混合粗精矿分级为 7 4 、 一7 4 3 8 和一3 8 斗m 三个粒级，每个粒级单独选别， 一次粗选得出精矿、中矿和尾矿，精矿两次精选得 出最终钨精矿1 ，尾矿多次扫选得出最终尾矿，中 矿与精选尾矿和扫选精矿合并单独选别得出最终钨 精矿2 和最终尾矿。钨浮选粗精矿重选全流程试验结 果列于表5 。钨粗精矿重选试验所用给矿为通过简 化的闭路流程生产所得的粗精矿，因此给矿品位较 闭路试验钨粗精矿低了一些。 万方数据 2 0 0 8 年第6 期任爱军福建某钨矿选矿试验研究1 3 - 表5钨浮选粗精矿重选试验结果 T a b l e5 E x p e r i m e n tr e s u l to fg r a v i t ys e p a r a t i o nf o r c o n c e n t r a t ei n t u n g s t e no r ef l o t a t i o n ％ 表5 试验结果表明，钨浮选粗精矿重选作业， 高品位钨精矿1 W O 。品位6 6 ．6 6 ％，低品位钨精矿2 W 0 2 品位3 9 2 2 4 ％，总精矿W O ，回收率合计为8 3 ．1 9 ％。 3 结论 1 该钨矿是花岗岩型和细脉型含钼的黑、白钨 矿床。矿样中的主要矿物为黑钨矿、白钨矿、辉钼 矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、石英、萤石、碳酸 盐、绿泥石等。原矿含W 0 3 0 ．2 5 ％，其中黑钨矿所 含的W 0 3 占5 6 ．8 ％，白钨矿占4 1 ．3 5 ％。 P 2 影响矿物分选的主要因素是氧化矿与硫化 矿共生、黑钨矿与白钨矿共生、白钨矿与碳酸盐及 萤石共生。确定的选矿方案为钼浮选脱硫浮选一 黑、白钨混合浮选钨粗精矿重选工艺。 3 钼浮选得到钼品位1 2 ．2 1 ％、钼回收率 7 7 ．6 3 ％的钼粗精矿；脱硫浮选得到硫品位2 5 ．1 8 ％、 硫回收率7 5 ．6 8 ％的硫化矿产品；黑白钨混合浮选得 到W 0 3 品位6 ．9 1 ％、W 0 3 回收率9 1 ．3 8 ％的黑白钨混 ．合精矿；黑白钨粗精矿重选得到W O ，品位6 6 ．6 6 ％、 W O ，作业回收率7 4 ．5 7 ％的钨精矿1 和W O ，品位 3 9 ．2 4 ％、W 0 3 作业回收率1 6 ．5 8 ％的钨精矿2 。全流 程钨总精矿W O ，回收率为8 3 ．2 9 ％。 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 选矿技术一柿竹园法[ J ] ．中国钨业，2 0 0 4 ， 5 8 一1 3 ．’ [ 2 ] 林海清．钨矿石选矿，当代世界的矿物加工技术与装备一 第十届选矿年评[ M ] ．北京科学出版社，2 0 0 6 ，1 2 4 1 2 7 ． [ 3 ] 孙伟，胡岳华．钨矿回收工艺研究进展[ J ] ．矿产保护与 利用。2 0 0 0 1 4 2 - 4 6 ． [ 4 ] 孙伟，胡岳华．钨矿浮选药剂研究进展．矿产保护与利用， 2 0 0 0 3 。4 2 4 6 ． [ 5 ] 程新朝．钨矿物和含钙矿物分离新方法及药剂作用机理 研究1 ．钨矿物与含钙脉石矿物浮选分离新方法一C F 法研 究[ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 0 6 2 l 一2 5 ． [ 6 ] 程新朝．钨矿物和含钙矿物分离新方法及药剂作用机理 研究2 ．钨矿物与含钙脉石矿物浮选分离新方法一药剂在 矿物表面作用机理研究[ J ] ．国外金属矿选矿。2 0 0 0 7 1 6 - 2 1 ． S C I E N T I F I CR E S E A R C Ho NM I N E R A LP R o C E S S I N GT E C H N o L o G YF o RA C E R T A I NT U N G S T E No R EI NF U J I A N R E NA i j u n l 8 1 ．C i v i la n dE n v i r o n n e n tE n g i n e e r i n gS c h o o l ，U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yB d j i n g ， B e i j i n g10 0 0 8 3 ，C h i n a ；2 ．B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n g ＆M e t a l l u r g y ， B e i j i n g10 0 0 4 4 ，C h i n a A B S T R A C T n eo r e ，d e a l tw i t hi n t h i sp a p e r ，i sac e r t a i nt u n g s t e no r ei nF u j i a np r o v i n c e ，C h i n a ．T h ed e p o s i t ， c o n t a i n i n gs c h e e l i t e ，w o l f r a m i t ea n dm o l y b d e n i t e ，i sg r a n i t i ca n dj o i n tv e i nt y p e ．r I l l e c o n t e n to fW 0 3i n t h er u n - o f - m i n eo r ei s0 ．2 5 ％，i nw h i c hs c h e e l i t eh a v et h ep e r c e n t a g eo f4 1 ．3 5 ％，a n dw o l f r a m i t eh a v et h e p e r c e n t a g eo f5 5 ．8 8 ％．T h ef l o w s h e e tu s e di n t h et e s ti s m o l y ’b d e n i t ef l o t a t i o n ，s u l f i d ef l o t a t i o n ，t u n g s t e n o r ef l o t a t i o n ．a n dg r a v i t ys e p a r a t i o nf o rc o n c e n t r a t ei n t u n g s t e no r ef l o t a t i o n ．n ee x p e r i m e n tr e s u l ts h o w e d t h a tt h eg r a d eo ff i r s t t u n g s t e nc o n c e n t r a t e ’i s6 6 ．6 6 ％W O s ，a n dt h er e c o v e r yi s7 4 ．5 7 ％，a n dt h eg r a d eo f s e c o n d t u n g s t e n c o n c e n t r a t ei s3 9 ．2 4 ％W 0 3 ，a n dt h er e c o v e r yi s1 6 ．5 8 ％，i na d d i t i o n ，t h eg r a d eo f m o l y b d e n i t ec o n c e n t r a t ei s 12 ．21 ％M o ，a n dt h er e c o v e r yi s7 7 ．6 3 ％ K e yw o r d s w o l f r a m i t e ；f l o t a t i o n ；h y d r o x i m i ea c i d ；l e a dn i t r a t e 万方数据