湖南某钨多金属矿选钨新工艺研究.pdf

2 0 1 8 年第1 期有色金属 选矿部分 6 l 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 8 ．0 1 ．0 1 2 湖南某钨多金属矿选钨新工艺研究 凌石生，王中明，刘方，呼振峰，赵杰 北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 摘 要湖南某钨多金属矿采用磁选铁一浮选硫化矿一钨粗选- - ／J n 温精选工艺流程回收其中的铁、硫化矿和 钨，其中钨精矿品位6 5 ％以上，回收率在6 5 ％～7 0 ％，其中钨加温精选作业添加了大量的水玻璃，药剂成本高、能耗 高、环保压力大。针对该问题，本文进行了详细的试验研究，最终推荐磁选铁一浮选硫化矿一钨粗选一钨粗精矿重选 联合工艺流程，其闭路试验结果为钨精矿含钨6 5 ．8 9 ％、回收率7 2 ．0 9 ％。 关键词钨多金属矿；黑白钨；B K 4 1 5 ；浮选一重选联合流程 中图分类号T D 9 5 4 ；T D 9 1 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 8 0 1 4 0 6 1 - 0 4 R e s e a r c ho nN e wP r o c e s s i n gT e c h n o l o g yo fT u n g s t e nf r o m C e r t a i nP o l y m e t a l l i cO r ei nH u n a n L I N GS h i s h e n g ，W A N GZ h o n g m i n g ，L l UF 帆g ，H UZ h e n f e n g ，Z H A oJ i e S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fM i n e r a lP r o c e s s i n gS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ， 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 ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 2 6 2 8 ，C h i n a A b s t r a c t T h ef l o w s h e e to fm a g n e t i cs e p e r 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 nf l o t a t i o n h e a t i n gc o n c e n t r a t i o n p r o c e s sw a sa p p l i e dt or e c o v e ri r o n ，s u l f i d e ，a n dt u n g s t e nf r o mc e r t a i np o l y m e t a l l i co r ei nH u n a n ．T h et u n g s t e n c o n c e n t r a t ec o n t a i n i n gW 0 3m o r et h a n6 5 ％w i t hr e c o v e r y6 5 ％～7 0 ％w a so b t a i n e d ．Al a r g ea m o u n to fw a t e rg l a s s w a sa d d e dt ot h et u n g s t e nh e a t i n gc o n c e n t r a t i o ns t a g e ，w h i c hl e dt oh i g hr e a g e n tc o s t ，h i g he n e r g yc o n s u m p t i o na n d e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n ．I no r d e rt os o l v et h ep r o b l e m ，s y s t e m a t i cs t u d yw a sc a r r i e do u t ．F i n a l l y ，t h ef l o w s h e e to f c o m b i n e dm a g n e t i cs e p a r 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 nf l o t a t i o n - r o u g hc o n c e n t r a t eg r a v i t ys e p a r a t i o nw a sa d o p t e d ． T h et u n g s t e nc o n c e n t r a t eo f6 5 ．8 9 ％W 0 3w i t hr e c o v e r y7 2 ．0 9 ％w a so b t a i n e d ． K e yw o r d s t u n g s t e np o l y m e t a l l i co r e ；w o l f r a m i t ea n ds c h e e l i t e ；B K 4 1 5 ；f l o w s h e e to fc o m b i n e df l o t a t i o n a n dg r a v i t yc o n c e n t r a t i o n 湖南某钨多金属矿采用磁选铁一浮选硫化 矿一钨粗选一加温精选工艺流程回收其中的铁、 硫化矿和钨，其钨粗选作业尤其是加温精选作业 添加了大量的水玻璃，药剂成本高、能耗高、环保 压力大⋯。针对该问题，本文进行了详细的试验 研究，最终采用磁选铁一浮选硫化矿一钨粗选一 钨粗精矿重选联合工艺流程回收钨，试验指标良 好，同时解决了水玻璃用量大、加温精选能耗高、 环保压力等问题。 1 矿石性质 1 ．1 矿石多元素分析和物相分析 该矿石的多元素分析结果和钨的化学物相分析 结果见表1 和表2 。由分析结果可知，该矿含钨 0 ．3 9 ％，白钨矿中钨占6 6 ．1 6 ％，黑钨矿中钨占 3 0 ．5 1 ％，属于黑白钨混合矿。 1 ．2 矿物组成 矿石中的钨矿物主要为白钨矿、黑钨矿；钼矿物 主要为辉钼矿；铋矿物主要为辉铋矿，有部分自然 铋；硫矿物主要以黄铁矿形式存在，部分以磁黄铁矿 形式存在；铁矿物主要以褐铁矿形式存在，少量以磁 铁矿形式存在；锡矿物主要为锡石，有部分硅酸锡； 此外，还有微量的方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉铅铋矿 等。非金属矿物主要有萤石、石英、绢云母、白云母， 其次是铁铝榴石、钙铁榴石、绿泥石、绿帘石、黑云 母、闪石和辉石等。 基金项目国家“十二五”科技支撑计划项目 2 0 1 5 B A B l 4 8 0 2 收稿日期2 0 1 7 - 0 6 - 0 1修回日期2 0 1 7 1 2 1 8 作者简介凌石生 1 9 8 2 - ，男，广西玉林人，硕士，高级工程师，主要从事选矿和资源综合利用研究。 万方数据 6 2 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第1 期 重重 璺 Q Q 垒蔓竺坠鲤墼 旦 型兰竺坚 垒 含量0 ．0 2 6 2 6 ．8 93 7 ．5 81 0 ．1 21 ．0 21 ．4 00 ．6 5O ．g l0 。0 1 5 表2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 so ft u n g s t e np h a s e ／％ 1 ．3 矿石中主要金属矿物的嵌布特性 除黄铁矿以粗粒嵌布为主外，黑钨矿、自钨矿、 磁黄铁矿均以中粒嵌布为主，而辉钼矿、辉铋矿 包 括辉铅铋矿 、自然铋、黄铜矿、锡石、磁铁矿等均以 细粒嵌布为主。矿物嵌布粒度的大小顺序为黄铁矿 白钨矿、黑钨矿 磁黄铁矿 黄铜矿 辉钼矿 辉铋矿、磁铁矿 自然铋、锡石。 4 3p ．m 的黑钨矿 占8 8 ．3 9 ％，白钨矿占9 0 ．7 0 ％， 2 0p ．m 的辉钼矿 占8 2 ．9 9 ％，辉铋矿占7 9 ．8 6 ％，自然铋占5 5 ．2 9 ％， 磁铁矿占7 8 ．7 2 ％。 2 试验结果与讨论 2 ．1 试验流程的确定 对于钨多金属类型矿石，生产实践中一般采用 硫化矿浮选一钨浮选一加温精选或重选钨精矿脱 硫等联合工艺流程幢‘5 』。硫化矿浮选一钨浮选一加 温精选工艺流程，其硫化物浮选作业流程及药剂制 度相对简单，钨浮选一加温精选生产工艺比较稳定， 但水玻璃用量大，能耗高；重选一钨精矿脱硫工艺流 程一般可产出合格钨精矿和富中矿，但钨回收率比 浮选的低一些，硫化物分离作业难度较大。当矿石 中的钨嵌布粒度较粗时，可采用重选一钨粗精矿脱 硫工艺流程，通过重选预先抛除大部分脉石矿物，获 得重选毛砂，进入后续的浮选脱硫作业，产出合格钨 精矿和富中矿，其特点是进入浮选脱硫作业的产率 小，环保压力较小、成本较低，但重选设备较多、厂房 占地面积较大，后续的硫化物分离难度较大。 由上述可知，两种工艺流程都有其优点和不足， 具体应依据矿石特点选择合理的工艺流程。本文研 究的钨多金属矿，除黄铁矿以粗粒嵌布为主外，其它 金属都以中细粒嵌布为主，因此，采用硫化矿浮选一 钨粗选一加温精选工艺更合理。同时，为解决该工 艺选钨过程中的水玻璃用量大、加温精选能耗高和 环保压力大等问题，本文进行了系统的试验研究，最 后采用磁选铁一浮选硫化矿一钨粗选一浮选钨粗精 矿重选联合工艺流程方案，在确保钨试验指标良好 前提下，钨粗选不添加水玻璃，重选精选取代加温精 选作业，解决了水玻璃用量大、能耗高、环保压力大 等问题。该方案包括四个阶段作业，第一阶段作业 通过磁选消除铁对选钨的的影响；第二阶段作业浮 选脱除硫化物消除对选钨的影响；第三阶段作业通 过黑自钨混合浮选回收钨；第四阶段作业是浮选钨 精矿进入摇床精选作业，可获得合格钨精矿。 2 ．2 硫化矿混合浮选捕收剂试验 原矿磨矿至一7 4 仙m 占8 0 ％进入弱磁选选铁， 磁选尾矿进入硫化矿浮选作业。开展了乙硫氮、乙 基黄药、丁基黄药和丁基铵黑药等不同捕收剂的对 比试验，试验流程见图l ，试验结果见表3 和图2 。 由表3 和图2 可知，采用乙硫氮可以兼顾硫粗精矿 的品位和回收率，其用量为4 0s ／t 较合适。 一倪 3 碳酸钠5 0 0 3 捕收剂变、 粗选 粗精矿尾矿 位r a i n ；下同 图1 捕收剂种类试验流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fs u l f i d ec o l l e c t o rk i n d st e s t l 一硫品位；2 一硫回收率 图2 乙硫氮用量试验结果 F i g ．2 R e s u l t so fe t h y lt h i oc a r b a m a t ed o s e st e s t 万方数据 2 0 1 8 年第1 期凌石生等湖南某钨多金属矿选钨新工艺研究 6 3 表3 捕收剂种类试验结果 T a b l e3R e s u l t so fs u l f i d ec o l l e c t o rk i n d st e s t／％ 2 ．3 钨浮选碳酸钠用量试验 硫化矿混合浮选尾矿进入钨浮选作业。首先开 展了碳酸钠用量试验，试验流程见图3 ，试验结果见 图4 。图4 表明，随着碳酸钠用量的增加，钨粗精矿 回收率逐渐升高，超过30 0 0g ／t 后略有下降，综合 考虑品位和回收率，碳酸钠用量30 0 0g ／t 为宜。 给矿 3 碳酸钠变 3 硝酸铅8 0 3 ；B K 4 1 57 5 1 粗选 粗精矿 尾矿 图3 碳酸钠用量试验流程 F i g ．3 F l o w s h e e to fs o d i u mc a r b o n a t ed o s e st e s t 术 园 咀 1 一钨品位；2 一钨回收率；以下同 图4 碳酸钠用量试验结果 F i g ．4 R e s u l t so fs o d i u mc a r b o n a t ed o s e st e s t 2 ．4 钨浮选硝酸铅用量试验 在黑钨矿浮选过程中，一般采用硝酸铅作为活 化剂。开展了硝酸铅用量试验，试验流程见图3 ，碳 酸钠用量为30 0 0g ／t ，试验结果见图5 。由图5 可 知，随着硝酸铅用量的增加，钨粗精矿的回收率逐 渐提高，当其用量为8 0 0g ／t 时可以兼顾钨粗精矿的 品位和回收率。 术 趋 口暑 图5 硝酸铅用量试验结果 F i g ．5 R e s u l t so fl e a dn i t r a t ed o s e st e s t 2 ．5 钨浮选捕收剂试验 钨浮选捕收剂的种类和用量试验流程见图3 ， 碳酸钠用量为30 0 0g ／t ，试验结果见表4 和图6 ，进 行了B K 4 1 5 、水杨羟肟酸、苯甲羟肟酸和苯乙烯膦酸 等四种捕收剂的对比试验，其中B K 4 1 5 是北京矿冶 研究总院研发的钨高效捕收剂，联合辅助捕收剂 B K 4 0 9 使用。由表4 和图6 可知，采用B K 4 1 5 捕收 剂所获得的钨粗精矿品位和回收率都更高；其用量 为7 5 0g ／t 时，可兼顾钨粗精矿品位和回收率。 表4捕收剂种类试验结果 T a b l e4R e s u l t so fc o l l e c t o rk i n d st e s t／％ 2 ．6 浮选钨精矿摇床精选试验 浮选钨精矿品位仅2 0 ％左右，一般需要进入加 温精选提高品位。本研究不采用加温精选方案，而 是将其作为给矿采用摇床精选方案，试验流程如图 7 所示，试验结果见表5 。 万方数据 6 4 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第1 期 B K 4 I jH { 量／ g t 一。 图6B K 4 1 5 用量试验结果 F i g ．6 R e s u l t so fB K 415d o s e st e s t 浮选钨精矿 钨精矿钨中矿 图7 摇床精选试验流程 F i g ．7 F l o w s h e e to fs h a k i n gt a b l ec l e a n i n gt e s t 原矿 表5摇床精选试验结果 T a b l e5R e s u l t so fs h a k i n gt a b l ec l e a n i n gt e s t f ％ 2 ．7 闭路试验 根据条件试验结果，开展了磁选铁一浮选硫化 矿一钨粗选一钨粗精矿重选联合工艺流程的闭路试 验，试验流程见图8 ，试验结果见表6 。 表6 T a b l e6 闭路试验结果 R e s u l t so fl o c k e d c i r c u i tt e s t／％ 图8 闭路试验流程 F i g ．8 F l o w s h e e to fo fl o c k e d c i r c u i tt e s t 下转第7 7 页 万方数据 2 0 1 8 年第1 期朱路路等矿石微波预处理的数值模拟分析 7 7 参考文献 [ 1 ] F E R R IH A S S A N I ，P E J M A NM ．N E K O O V A G H T ，N I M A G H A R I B ．T h ei n f l u e n c eo fm i c r o w a v ei r r a d i a t i o no nr o c k s f o rm i c r o w a v e - a s s i s t e du n d e r g r o u n de x c a v a t i o n [ J ] ．J o u m a l o fR o c kM e c h a n i c sa n d G e o t e c h n i c a lE n g i n e e r i n g ，2 0 1 6 ， 8 1 1 5 ． [ 2 ] Y I C A IW A N G ，N E N A DD J O R D J E V I C ．T h e i m a ls t r e s sF E M a n a l y f i s o fr o c kw i t hm i c r o w a v ee n e r g y [ J ] ．I n t e r n a t i o n a l J o u r n a lo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ．2 0 1 4 ，1 3 0 7 4 - 8 1 ． [ 3 ] A M A N K W A HRK ，K H A NAU ，P I C K L E SCA ，e ta 1 ． I m p r o v e dg r i n d a b i l i t y a n d g o l dl i b e r a t i o nb y m i c r o w a v e p r e t r e a t m e n to f af r e e m i l l i n g g o l do r e [ J ] ．M i n e r a l P r o c e s s i n ga n dE x t r a c t i v eM e t a l l u r g yR e v i e w ，2 0 0 5 ，11 4 3 0 ．3 6 ． [ 4 ] 胡仁喜，康士延．A N S Y S1 5 ．0 热力学有限元分析从入门 到精通[ M ] ．北京机械工业出版社，2 0 1 6 1 1 - 1 7 ． [ 5 ] 彭金辉，刘秉国．微波煅烧技术及其应用[ M ] ．北京 科学出版社，2 0 1 3 4 - 7 ． [ 6 ] 秦立科，戴俊．微波照射下矿物颗粒温度分布及影响 因素分析[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 5 3 9 6 - 9 8 ． [ 7 ] 韩清凯，孙伟，王伯平，等．机械结构有限单元法基 础[ M ] ．北京科学出版社，2 0 1 4 1 - 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