ZL捕收剂浮选湖南某低品位白钨矿的试验研究.pdf

3 4 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第2 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ，j ．i s s n ．1 6 7 1 - 母4 9 2 ．2 0 1 5 ．0 2 ．0 0 9 Z L 捕收剂浮选湖南某低品位白钨矿的试验研究 吴鑫，杨英杰 中南大学资源加工与生物工程学院，长沙4 1 0 0 8 3 摘要对湖南某低品位白钨矿 含w 0 ，为O ．3 6 ％ 进行了系统的浮选探索试验，决定采用比7 3 l 氧化石蜡皂和7 3 3 氧化石蜡皂具有更强捕收能力、较好选择性的白钨高效浮选捕收剂z L ，确定了白钨矿常温粗选改进的加温精选的工艺 流程，相应的组合药剂制度分别为碳酸钠、改性水玻璃、新型z L 捕收剂和水玻璃、氢氧化钠、新型z L 捕收剂。在此基 础上，对该矿进行全程闭路浮选试验，获得了含w 0 ，7 3 ．1 6 ％的一级I 类白钨精矿，回收率为8 9 ．3 2 ％。 关键词白钨矿；z L 捕收剂；闭路浮选 中图分类号T D 9 2 3 i 1 3 ；1 D 9 5 4文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 5 0 2 椰4 - 0 5 R 鹤昀r c ho nB 蚰礤d a 6 0 nT 鹤协o faL o w G 髓d eS d I e d i t eO 弛i nH 硼l 锄 喇t hZ LC o l I e c t o r W U 痢n ，翻ⅣGn 嘣e ㈣o o Zo 厂施n e 】诎P 慨脚{ 凹口n dB i o e r 吲照瓶叼，C e ，l t 脚s D t l 巩踟如e r s 沏，C k 咿№ 4 J 0 l D 8 3 ，既f n 动 A b s t r a c t T h i sp a p e rh a sc o n d u c t e das y s t e m a t i ce x p e d i t i o n a I yn o t a t i o nt e s tI ．e g a r d i n gal o w g r a d e s c h e e l i t e c o n t a i n i n gO ．3 6 ％W 0 3 o fH u n a n ， t h ee m c i e n tc o l l e c t o rZ Li sd e c i d e d b e c a u s eo fi t ss t m n 胛r c o U e c t i n gp m p e r t ya n db e t t e rs e l e c t i v i t yt h a nt h e7 3lo x i d i z e dp a r a f E i n u ms o d i u ms a h 叽dt h e7 3 3o x i d i 跹d p a r a m n u ms o d i u ms a l t ， a l s ot l l es c h e e l i t et e c h n o l o 舀c a lp r o c e s so f “r o u g h i n ga tr o o mt e m p e m t u r e i m p r o v e d h e a t i n gc l e a n i n g ” i sd e t e n I l i n e d ，a n dt h er e s p e c t i v ec o m b i n a t i o nr e 鼹e n ts y s t e m sa r es o d i u mc a r b o n a t e ， m o d i f i e ds o d i u ms i l i c a t e ，n e wZ Lc o U e c t o ra n ds o d i u ms i l i c a t e ， s o d i u mh y d r o x i d e ，n e wZ Lc o l l e c t o r ．O n t h i sb a s i s ，a ne n t i r ec l o s e d ．c i r c u i tn o t a t i o nt e s ti sc a r r i e do u to nt h er u n o f _ r n i n eo r e ，明dt h eW 0 3r e c o v e r y a I l dg r a d eo ft I l ec o n c e n t r a t eo b t a i n e da r e8 9 ．3 2 ％a n d7 3 ．1 6 ％，m e e t i n gt h es t a n d a r do fIs p e c i f i c a t i o n ． K e yw o r d s s c h e e l i t e ；Z Lc o l l e c t o r ；c l o s e d _ c i r c u i tn o t a t i o n 长期以来，由于大量地开采黑钨矿，导致我国 黑钨矿的储量急剧减少m ] ，为促进钨资源的可持 续发展，必须加大白钨矿的开发力度，提高白钨冶 炼技术和回收利用率[ 3 ] 。目前，白钨矿分选主要 是浮选，其中最典型的浮选流程是以碳酸钠 或氢氧 化钠 和硅酸钠作调整剂，用脂肪酸作捕收剂粗选 白钨矿[ 4 | ，再采用彼得洛夫法进行加温精选[ 圳， 但由于油酸钠选择性较差，对含钙脉石矿物的分离 比较困难，分离效果不理想[ 8 ] 。 曾庆林等人[ 9 】研制的Z L 新型捕收剂是一种长 碳羟酸皂化物的混合物，对含方解石和萤石等含钙 脉石较高的白钨矿具有捕收能力强、选择性好、用 药量少和抗低温性好的优点。据此，本文通过与 7 3 1 氧化石蜡皂和7 3 3 氧化石蜡皂对比研究，采用 z L 捕收剂对湖南某白钨矿进行浮选试验研究，取 得了良好的精矿指标。 1 矿石性质 试样取自湖南某钨矿山，原矿多元素分析结果 见表1 ，原矿中钨的物相分析结果见表2 。结果表 明，原矿中钨主要以白钨矿为主，黑钨矿很少，白 钨矿中的钨占总钨的9 5 ．5 4 ％；硫化矿物种类多， 收稿日期2 0 1 4 - 0 l - 0 8修回日期2 0 1 5 0 1 1 0 作者简介吴鑫 1 9 8 9 一 ，男，湖南娄底人，硕士研究生，主要从事矿物加工方面的研究工作。 万方数据 2 0 1 5 年第2 期吴鑫等z L 捕收剂浮选湖南某低品位白钨矿的试验研究 3 5 盒量Q i 垒Q 塑2Q 箜Q Q Q Q Q Q Q 鲤鳗Q Q 垒 Q 箜旦塑堑塑型i 2 1 兰 箜Q Q Q i Q Q QQ 1 单位为砂。 但数量少，无综合回收价值。因此，本矿石中有回 收价值的金属矿物只有白钨矿，且w O ，的品位较 低，仅为0 ．3 6 ％。 原矿主要脉石为钙铁榴石钙铝榴石，占矿物 总量的6 0 ％以上；次要脉石为石英、透辉石、透闪 石、方解石、萤石、绿帘石、绿泥石等。富钙脉石 以方解石含量较多，而萤石含量较少，因此，影响 白钨矿精选的脉石主要是方解石，其次是萤石。根 据这一性质，应该选用对方解石和白钨矿具有较强 分选性的捕收剂。 表2钨物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i s 陀s u l t so ft u n 鼬t e np h 鹪e ，％ 名称 白钨矿中的w 0 ，黑钨矿中的w 0 ，钨华中的w 0 3 总w O ， 含量 0 ．3 4 30 ．0 1 0 0 ．0 0 60 ．3 5 9 占有率 9 5 ．5 42 ．7 91 ．6 7 1 0 0 ．0 2 白钨矿的嵌布粒度 原矿块矿磨制光片在显微镜下测定白钨矿嵌布 粒度，测定结果见表3 。由表3 可知，本矿石中白钨 矿嵌布粒度相对较粗，主要集中在O ．0 4 ～1 ．2 8m m 粒级，此粒级的白钨矿占9 5 ％以上，属于中、细粒 较均匀嵌布的矿石。 表3白钨矿嵌布粒度测定结果 T a b l e3 A n a l y s i sr e s u l t so fd i s ∞Ⅱl i n a t i o n s i z eo f s c h e e l i t e，％ 3 选矿试验 3 ．1 选矿试验原则流程 矿石中白钨矿嵌布粒度主要集中在0 ．0 4 ～1 ．2 8 姗粒级，属于中、细粒较均匀嵌布的矿石，适于 采用浮选回收[ 1 0 1 ；原矿含硫0 ．4 5 ％，硫化矿物总 含量少，可不预先脱硫，直接进行白钨矿浮选。因 此确定本次试验原则流程为单一浮选流程，先在常 温下粗选，再采用彼得洛夫法加温精选。 3 ．2 白钨矿粗选试验 通过条件探索试验，本试验在粗选阶段采用碳 酸钠、改性水玻璃作为组合调整剂，采用新研制的 高效白钨浮选捕收剂Z L 取代目前常用的7 3 l 氧化 石蜡皂作为捕收剂，并根据白钨矿粗选段是以最大 限度回收白钨矿为主的原则，确定了各药剂的用量。 3 ．2 ．1 钨粗选磨矿细度试验 磨矿细度是影响浮选指标的重要因素，要取得 良好的回收率和精矿品位，必须确定合理的磨矿细 度，可以说磨矿细度对浮选分离效果有着决定性的 意义[ 1 l 】。磨矿细度的试验条件为碳酸钠1 ．2k 加， 改性水玻璃1 ．8k 趴，Z L 捕收剂1 6 0 ∥t ，试验采用 一次粗选、一次扫选流程，试验结果见图l 。由 图l 可看出，在浮选药剂用量不变的条件下，磨矿 细度从一7 4 斗m 粒级含量占6 5 ．5 ％到7 0 ％，钨粗精 矿回收率变化不明显，而品位却继续急剧下降，很 可能是由于矿浆中微细矿粒增多、出现过磨现象所 致；当原矿磨矿细度为一7 4 斗m 占6 5 ．5 0 ％时，白钨 矿解离度达9 8 ％以上，已基本上达到单体解离。 综合浮选指标和磨矿成本等因素，磨矿细度 以一7 4 斗m 占6 5 ．5 ％为宜。 堡 避 咯 奄 婆 翼 取 蓬 静 善 回 b 蜒 囊 淑 6 U 6 2 6 4 6 66 87 0 ‘7 27 47 67 88 0 7 4 m 含量／％ 图1 钨粗选磨矿细度试验结果 F i g ．1 R e s u h so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t so n s c h e e l i t em u g h e rn o t a t i o n 3 ．2 ．2 钨粗选条件试验 3 ．2 ．2 ．1 钨粗选碳酸钠用量试验 碳酸钠主要作p H 调整剂，同时也可以分散矿 0 5 0 5 O 5 O 5 0 8 7 7 6 6 5 5 4 4 万方数据 3 6 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第2 期 泥和调整矿浆的黏度[ 1 2 。1 引。钨粗选碳酸钠用量的 试验条件为磨矿细度一7 4 斗m 占6 5 ．5 ％，改性水 玻璃1 ．8k 矾，z L 捕收剂1 6 0 ∥t ，试验采用一次粗 选流程，试验结果见图2 ，结果表明，碳酸钠用量 小于1 ．0k 鼽时，对白钨矿回收率影响显著，当超 过1 ．2k 鼽时，钨粗精矿的品位却急剧下降，说明 碳酸钠的用量不宜过高，故选择碳酸钠用量为1 ．0 ～ 1 ．2 k g ，t 。 誉 、 趔 Ⅱ星 奄 婆 囊 淑 零 、 褥 擎 回 。套 蜒 囊 碳酸钠用量／fk g ．I _ 1 图2 钨粗选碳酸钠用量试验结果 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 et e s t so n s c h e e l i t er o u g h e rn o t a t i o n 3 ．2 ．2 ．2 钨粗选改性水玻璃用量试验 改I 生水玻璃对方解石、萤石等脉石矿物的抑制 效果比单一水玻璃好，用量少，并且还有减少精选 作业、提高选择效率、改善浮选效果等作用[ 14 。。 结合原矿性质，本试验采用改性水玻璃作为抑制 剂，试验条件为磨矿细度一7 4 斗m 占6 5 ．5 ％，碳 酸钠1 ．2k 虮，z L 捕收剂1 6 0 ∥t ，试验采用一次粗 选流程，试验结果见图3 。由图3 可知，改性水玻 璃用量对精矿品位和回收率有很大影响，改性水玻 璃用量较少，精矿品位低，改性水玻璃用量过多则 白钨矿也受到抑制，导致白钨矿的回收率降低。综 合考虑选矿成本和浮选指标等因素，选择改性水玻 璃用量为1 ．8k 趴。 3 ．2 ．2 ．3 钨粗选捕收剂试验 袋 ＼ d 3 暑 b 蜒 涩 誉 ＼ 褂 擎 冒 b 蜒 浊 改性水玻璃用量“k g I “ 图3 钨粗选改性水玻璃用量试验结果 F i g ．3 R e s u l t so fm o d i f i e ds o d i u ms i l i c a t ed o s a g e t e s t i n go ns c h e e l i t er o u g h e rn o t a t i o n 为了确定适合本钨矿浮选的捕收剂并探索z L 捕收剂的浮选效果，本试验将7 3 l 氧化石蜡皂、 7 3 3 氧化石蜡皂、Z L 捕收剂进行了白钨矿浮选对比 试验，试验条件为磨矿细度一7 4 斗m 占6 5 ．5 ％， 碳酸钠1 ．2k 趴，改性水玻璃1 ．8k 趴，扫选捕收剂 用量减半，试验采用一次粗选、一次扫选流程，试 验结果见表4 。 表4 结果表明，z L 捕收剂的选择性和捕收能 力最好，用量最少，其次为7 3 3 氧化石蜡皂，7 3 1 氧化石蜡皂最差，与曾庆林等人[ 9 ] 的研究结果相 符。在分选效果相近时，7 3 1 氧化石蜡皂的用量是 z L 捕收剂用量的2 ．7 倍。因此，本次试验采用Z L 捕收剂为钨浮选捕收剂，且其用量以1 6 0 趴为宜。 表4白钨浮选捕收剂用量对比试验结果 T a b l e4R e s u l t so fc o U e c t o r s d o s a g e c o n t r a s t t e s t so ns c h e e l i t en o t a t i o n ，％ 3 ．2 ．2 ．4 钨粗选矿浆浓度试验 白钨矿粗选矿浆浓度试验条件为磨矿细度 一7 4 斗m 占6 5 ．5 ％，碳酸钠1 ．2k 矾，改性水玻璃 1 ．8k 趴，z L 捕收剂1 6 0 加，试验采用一次粗选流 程，试验结果见图4 ，由图4 可以明显看出钨粗选 的矿浆浓度以3 8 ％左右为宜。 3 ．2 ．3 钨粗选闭路流程试验 在白钨矿粗选药剂选择和药剂用量的基础上， 确定最佳药剂制度，进行白钨矿常温粗选。粗选闭 路工艺流程见图5 ，试验结果见表5 。白钨矿粗选 闭路试验得到w O ，品位7 ．4 5 ％、回收率9 2 ．3 5 ％的 技术指标。 3 ．3 钨粗精矿加温精选试验 经常温粗选后，白钨粗精矿中含w O ，6 ％～ 7 ％，C a C 0 36 0 ％左右，C a F 21 4 ％左右。由于大量 与白钨矿浮游J 眭相近的含钙矿物的存在，给白钨矿 万方数据 2 0 1 5 年第2 期吴鑫等z L 捕收剂浮选湖南某低品位白钨矿的试验研究 3 7 誉 、 趔 呈 ．b 蜒 宾 誉 、 瓣 擎 互 套 蜒 宾 韶 矿浆浓度／％ 图4 钨粗选矿浆浓度试验结果 F i g ．4 R e s u l t so fp u l pd e n s i t yt e s t so ns c h e e l i t e r o u g h e rn o t a t i o n 堕笙 二 些竺箜兰型搅拌、浮选时间。i 。 药剂用量单位g ，l ； 下同 碳酸钠10 0 0 改性水玻璃l8 0 0 Z L 捕收剂1 6 0 蝻革恻7 5 1 冰z L 捕收剂3 5 扫选l 二 艿 钨粗精矿尾矿 图5 钨矿常温粗选闭路流程 F i g ．5 F l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i to ns c h e e l i t e r o u g h e rn o t a t i o na tm o mt e m p e r a t u r e 表5钨矿常温粗选闭路流程试验结果 7 I ’a b l e5R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i to ns c h e e l i t e r o u g h e rn o t a t i o na tr o o mt e m p e r a t u r e ／％ 的精选带来很大困难，添加水玻璃加温搅拌，可选 择性的从方解石、萤石等含钙脉石表面解析已吸附 的捕收剂，而白钨矿仍保持良好的可浮性，从而使 白钨矿与脉石矿物分离。本文对水玻璃加温搅拌工 艺进行了改进，在水玻璃加温搅拌时，添加了新的 组合药剂，强化了对脉石矿物、特别是硫化物的抑 制，省去了水玻璃加温搅拌后稀释脱药的工序，加 温搅拌后的矿浆直接浮选白钨矿，获得了良好的精 选分离效果。 通过对水玻璃用量、氢氧化钠用量、Z L 捕收 剂用量、矿浆温度、保温搅拌时间、加温搅拌矿浆 浓度等因素的研究，考察了其对白钨粗精矿加温精 选的影响，结果表明，白钨加温精选的最佳条件 为水玻璃用量3 ．5k g ／t 、氢氧化钠用量1 2 5 扒、 z L 捕收剂用量2 0 趴、加温搅拌矿浆温度9 0 ℃一 9 5 ℃、保温搅拌时间5 0 ～6 0m i n 、加温搅拌矿浆浓 度5 0 ％以上，并在此条件下，进行了钨粗精矿加温 精选闭路流程试验，工艺流程见图6 ，试验结果为 表6 ，得到品位6 9 ．5 4 ％、回收率8 8 ．7 5 ％的白钨精 矿，与钨粗精矿常温精选试验相比，自钨矿的品位 和回收率分别提高了9 ．7 5 ％和6 ．2 9 ％。综合选矿指 标、生产成本以及操作管理等因素，针对本白钨矿 石，试验结果表明加温精选流程优于常温浮选流程， 特别是对大型选矿厂加温精选流程优点更明显。 钨粗精矿 蕊 』叭眦上篇荔粼 溢流保温搅拌5 0m i n 丫钠1 2 5 ，水玻璃35 0 0 白钨粗精i 艿 坐 4 白钨精矿精选尾矿 图6 钨粗精矿加温精选闭路试验工艺流程 F i g ．6 F l o w s h e e to fc l o s e d c i r c u i to nh e a t e d c l e a n i n go fs c h e e l i t ec r u d ec o n c e n t r a t e 表6 T a b l e 钨粗精矿加温精选闭路流程试验结果 6R e s u l t so fc l o s e d c i I ℃u i to nh e a t e dc l e a n i n g o fs c h e e l i t ec m d ec o n c e n t r a t e／％ 4 全程闭路试验 综合上述两段流程，并将白钨精粗浮选段的 一 收 一 捕 l l 气 万方数据 3 8 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第2 期 p H 调为1 4 ，进行了钨回收全流程闭路试验，试验法加温精选，最终获得了含W O ，7 3 ．1 6 ％的一级I 结果见表7 。最终获得白钨精矿品位7 3 ．1 0 ％、回收类白钨精矿，W O ，回收率8 9 ．3 2 ％。 率8 9 ．3 2 ％的良好指标。 表7全流程闭路试验结果 7 n 山l e7T h er e s u l t so fe n t i r e c l o s e dc i r c u i t p m c e s s ／％ 5 结论 1 本钨矿矿石中可回收的金属矿物为白钨矿， 其它金属矿物因含量极微，没有综合回收价值。白 钨矿呈中细粒较均匀嵌布，磨矿后与脉石矿物解离 良好。 2 白钨矿粗选采用改性水玻璃，可减少水玻 璃和捕收剂用量，降低选矿药剂成本。通过和7 3 1 氧化石蜡皂、7 3 3 氧化石蜡皂对比，白钨浮选决定 采用新研制的捕收能力强、选择性较好、抗低温性 较好的白钨高效浮选捕收剂z L ，提高了选矿效率。 3 在加温搅拌时，添加水玻璃、氢氧化钠组 合药剂和z L 捕收剂，强化对脉石矿物的抑制和对 白钨矿的活化，加温搅拌后，矿浆不稀释脱药，直 接进行浮选，简化了传统的加温精选工艺。 4 采用改性水玻璃、碳酸钠的组合调整剂， 对含w 0 30 ．3 6 ％的原矿磨细至一7 4 恤m 占6 5 ．5 ％时， 经新型z L 捕收剂常温粗选之后，再采用彼得洛夫 参考文献 [ 1 ] 李俊萌．中国钨矿资源浅析[ J ] ．中国钨业，2 0 0 9 ，2 4 6 9 1 3 ． [ 2 ] 中国钨业协会秘书处．我国钨产业现状与发展前景[ J ] ． 中国钨业，2 0 0 4 ，1 9 5 2 3 3 2 ． [ 3 ] 曹学锋，韩海生，陈臣．江西某地白钨矿浮选试验研究 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 2 5 2 4 2 7 ． [ 4 ] 选矿手册编辑委员会．选矿手册 第八卷第二分册 [ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 0 1 6 3 ． [ 5 ] 周菁，朱一民．钨常温浮选脉石矿物抑制剂研究[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 0 8 5 4 4 4 6 ． [ 6 ] 过建光，吕清纯，李晓东，等．柿竹园钨加温浮选工艺改 造实践[ J ] _ 有色金属 选矿部分 ，2 0 0 2 6 1 3 1 4 ． 【7JH a n n aHS ，S o m 幽u n d 眦nP ．n o t a t i o no fs a l t t y p e 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