湖南某白钨矿X射线抛废前后可选性对比试验研究.pdf

第 38 卷第 6 期 Vol.38,No.62023 年 12 月 China Tungsten Industry Dec.2023 收稿日期：20231129 作者简介：杨长安（1989），男，江西高安人，工程师，主要从事有色金属、非金属选矿工艺研究工作。DOI:10.3969/j.issn.1009-0622.2023.06.003 湖南某白钨矿 X 射线抛废前后可选性对比试验研究 杨长安1，廖德进1，李春娜2，余红浩3，刘国清3，何 军3（1.中钨共享服务（湖南）有限公司，湖南 郴州 432000；2.中钨高新材料股份有限公司，湖南 株洲 412000；3.湖南有色新田岭钨业有限公司，湖南 郴州 432000）摘 要：为提高湖南某白钨矿浮选入选品位，降低生产成本，在破碎段采用 X 射线图像智能选矿机对原矿进行了抛废半工业分流试验研究，现场半工业分流试验取得了抛废率 17.18%、抛废尾矿 WO3含量 0.042%、作业回收率96.85%的良好效果。为考察抛废后指标变化情况，为后续研究提供技术支撑，对预抛前、后原矿开展浮选对比试验研究。试验结果表明，在预抛后原矿 WO3品位 0.32%的情况下，试验获得 WO3品位为 29.188%、回收率为 85.78%的钨精矿，综合抛废作业 WO3总回收率为 83.08%；预抛前原矿 WO3品位 0.28%，试验获得 WO3品位为 20.984%、回收率为 83.32%的钨精矿，预抛后浮选钨精矿比预抛前 WO3品位高出 8.204 个百分点，总回收率相当。关键词：抛废；对比试验；白钨矿；X 射线；智能选矿 中图分类号：TD952 文献标识码：A 钨是一种稀有金属，广泛运用于航天航空、军工、精密零件等领域1-4。中国钨资源储量丰富，但是大部分的白钨矿为难选夕卡岩型，嵌布粒度较细且品位低，近几年原矿预选抛废技术应用越来越广泛，通过原矿抛废的应用可以拓宽可利用资源边界，提高资源利用效率，降低企业生产成本，节约尾矿库库容等5-7。湖南某夕卡型钨矿品位低且采用深孔爆破采矿法，采出的矿石贫化率较高。为此，公司开展了大量抛废对比试验，试验结果表明采用 X 射线抛废技术能有效分选出粗粒级脉石矿物，现场分流工业试验取得了抛废率 17.18%、抛废尾矿 WO3含量0.042%、作业回收率 96.85%的良好效果。抛废后矿石组分发生变化，选别效果存在差异，为此通过系统的选矿试验研究对比抛废前后钨选别效果，为下一步工作开展提供有力技术支撑。1 矿石性质分析 该矿属于夕卡岩型白钨矿，矿石成分相对简单。原矿钨主要为白钨矿，含有微量的黑钨矿。硫化矿物种类多、含量少，金属硫化矿物主要为黄铁矿、微量磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿、辉铋矿等。主要脉石矿物为钙铝榴石、钙铁榴石，其次为石英、透辉石、透闪石、方解石、萤石、绿帘石和绿泥石等。预抛前、后原矿化学多元素分析结果如表 1、表 2 所示。表 1 预抛前原矿化学多元素分析结果 /%Tab.1 Chemical multi-element analysis results of raw ore before pre-throwing 组分 SiO2 Al2O3MgO CaO K2O Na2O含量 41.195.92 1.85 26.91 0.22 0.17 组分 WO3 Fe Cu Sn S 含量 0.28 9.86 0.0083 0.042 0.52 表 2 预抛后原矿化学多元素分析结果 /%Tab.2 Results of chemical multi-element analysis of raw ore after pre-throwing 组分 SiO2 Al2O3MgO CaO K2O Na2O含量 44.936.52 1.60 21.52 0.21 0.14 组分 WO3 Fe Cu Sn S 含量 0.32 9.44 0.0047 0.051 0.36 由表 1、表 2 检测结果可知：预抛前、后原矿WO3品位分别为 0.28%、0.32%，CaO 含量分别为26.91%、21.52%，预抛后原矿较预抛前相比 WO3品 20 第 38 卷 位提升0.04 个百分点，CaO 含量降低5.39 个百分点。2 试验结果与讨论 试验参照生产现场工艺流程及药剂制度，采用钨常温全浮选工艺对预抛前、后原矿进行对比试验研究，判定抛废前、后矿石指标的差异。2.1 粗选条件对比试验 白钨矿常温浮选流程分为粗选段和精选段，粗选是为了保证一定的精矿富集比并使白钨矿回收率达到最高8。粗选条件试验包括磨矿细度、纯碱用量、水玻璃用量、ZL 用量试验，试验流程见图 1。图 1 钨粗选条件对比试验流程 Fig.1 Comparative experimental process of tungsten roughing conditions 2.1.1 磨矿细度对比试验 合理的磨矿细度对选矿作业尤为重要，是获得优异选矿指标的关键技术参数9-10。在纯碱用量1 100 g/t、水玻璃用量 2 500 g/t、ZL 用量 250 g/t 的条件下进行磨矿细度对比试验，试验工艺流程见图1，试验结果见图 2。图 2 磨矿细度对比试验结果 Fig.2 Comparison test results of grinding fineness 从图 2 试验结果可知，随着磨矿细度的增加，预抛前、后浮选钨粗精矿品位逐渐降低，回收率逐渐增加的趋势。当磨矿细度74 m 占 55%时，随着磨矿细度的增加，预抛前、后浮选钨粗精矿回收率趋于稳定，综合考虑钨粗精矿品位和回收率，磨矿细度最优条件为74 m 占 55%。2.1.2 纯碱用量对比试验 在白钨矿浮选过程采用纯碱调浆不仅能影响药剂在浮选体系中的存在状态，调节矿浆 pH 值和分散矿泥等作用，同时可以与水玻璃组合使用具有正协同效应11-12。因此，纯碱有利于白钨矿的浮选。在磨矿细度74 m 占 55%、水玻璃用量 2 500 g/t、ZL 用量 250 g/t 的条件下进行纯碱用量对比试验，试验工艺流程见图 1，试验结果见图 3。图 3 纯碱用量对比试验结果 Fig.3 Comparison test results of soda ash dosage 从图 3 可知，随着纯碱用量增加，预抛前、后浮选钨粗精矿品位呈逐渐增加趋势，回收率先增加后降低。当纯碱用量为 1 100 g/t 时，随着纯碱用量的增加，预抛前浮选钨粗精矿品位略有增加，回收率最高；当纯碱用量为 1 400 g/t 时，预抛后浮选钨粗精矿品位随着纯碱用量的增加而增加，回收率达到最高。综合考虑钨粗精矿品位和回收率，预抛前、后纯碱用量最优条件分别为 1 100 g/t、1 400 g/t。2.1.3 水玻璃用量对比试验 水玻璃是一种常用的调整剂，对石英、硅酸盐类矿物有很好地抑制作用，同时在一定条件下对碳酸钙、萤石的抑制能力强于白钨矿。分析认为水玻璃的抑制作用是由 HSiO3和 H2SiO3引起的，这两种物质吸附在矿物表面，并具有很强的吸水性，使得矿物亲水而起抑制作用13-15。白钨矿与方解石混合的单矿物试验表明水玻璃会失去或部分失去选择性抑制作业，方解石在水中溶解影响白钨矿浮选，因第 6 期 杨长安，等：湖南某白钨矿 X 射线抛废前后可选性对比试验研究 21 此，方解石对白钨矿影响大16。在磨矿细度74 m占 55%，预抛前纯碱用量 1 100 g/t、ZL 用量 250 g/t，预抛后纯碱用量 1 400 g/t、ZL 用量 250 g/t 的条件下进行水玻璃用量对比试验，试验工艺流程见图 1，试验结果见图 4。图 4 水玻璃用量对比试验结果 Fig.4 Comparison test results of sodium silicate dosage 从图 4 可知，随着水玻璃用量增加，预抛前、后浮选钨粗精矿品位逐渐增加，回收率呈先增加后降低趋势。当水玻璃用量为 2 500 g/t 时，随着水玻璃用量的增加，预抛前浮选钨粗精矿品位略有增加，回收率下降快；当水玻璃用量为 3 000 g/t 时，随着水玻璃用量的增加，预抛后浮选钨粗精矿品位趋于稳定，但回收率下降快。综合考虑钨粗精矿品位和回收率，预抛前、后水玻璃用量最优条件分别为2 500 g/t、3 000 g/t。2.1.4 ZL 用量对比试验 ZL 是由广东有色金属研究所研制的白钨矿高效捕收剂，具有无污染、捕收性能强、价格低等优点17。在磨矿细度74 m 占 55%，预抛前纯碱用量 1 100 g/t、水玻璃用量 2 500 g/t，预抛后纯碱用量1 400 g/t、水玻璃用量 3 000 g/t 的条件下进行 ZL 用量对比试验，试验工艺流程见图 1，试验结果见图 5。图 5 ZL 用量对比试验结果 Fig.5 Comparison test results of ZL dosage 从图 5 试验结果可知，随着 ZL 用量增加，钨粗精矿品位逐渐降低，回收率逐渐增加。当 ZL 用量为 250 g/t 时，随着 ZL 用量的增加，钨品位下降快，回收率上升缓慢。综合考虑钨粗精矿品位和回收率，预抛前、后 ZL 用量最优条件为 250 g/t。2.2 钨精选条件对比试验 在粗选条件对比试验的基础上进行钨精选条件对比试验，试验采用四次精选流程，二次精选时添加水玻璃在转速 2 600 r/min 强搅拌，试验工艺流程见图 6，试验结果见图 7。从图 7 试验结果可知，随着水玻璃用量增加，钨精矿品位逐渐增加，回收率逐渐降低。当水玻璃用量为 5 000 g/t 时，随着水玻璃用量的增加，钨精矿品位趋于稳定，回收率下降快。综合考虑钨精矿品位和回收率，预抛前、后最优水玻璃用量为5 000 g/t。图 6 钨精选条件对比试验流程 Fig.6 Flow chart of comparison test for tungsten selection conditions 图 7 钨精选条件对比试验结果 Fig.7 Comparison test results of tungsten selection conditions 2.3 钨浮选全流程闭路试验结果 在前述条件试验的基础上进行预抛前、后钨浮选全流程闭路试验，试验流程见图8，试验结果见表 3。22 第 38 卷 由表 3 可知，预抛后钨浮选全流程闭路试验获得 WO3品位为 29.188%、回收率为 85.78%的指标，综合抛废作业 WO3总回收率为 83.08%；预抛前钨浮选全流程闭路试验获得 WO3品位为 20.984%、回收率为 83.32%的指标。预抛后钨浮选全流程闭路试验精矿 WO3品位较预抛前高 8.204 个百分点，总回收率相当。图 8 钨浮选全流程浮选闭路试验流程 Fig.8 Flow chart of closed circuit flotation test for tungsten flotation 表 3 钨浮选全流程闭路试验结果 Tab.3 Results of closed circuit test for tungsten flotation process 矿样 名称 产率/%WO3品位/%WO3回收率/%钨精矿 0.94 29.188 85.78 钨尾矿 99.06 0.046 14.22 预抛后 合计 100.00 0.321 100.00 钨精矿 1.13 20.984 83.32 钨尾矿 98.87 0.048 16.68 预抛前 合计 100.00 0.285 100.00 3 结 语 针对预抛前 WO3品位为 0.28%的原矿，钨浮选全流程闭路试验获得 WO3品位为 20.984%、回收率为 83.32%的指标；预抛后 WO3品位为 0.32%的原矿，钨浮选全流程闭路试验获得 WO3品位为29.188%、回收率为 85.78%的指标，综合抛废作业 WO3总回收率为 83.08%。预抛后钨浮选全流程闭路试验精矿 WO3品位较预抛前高 8.204 个百分点，总回收率相当。预抛前、后原矿中 CaO 含量分别为 26.91%、21.52%，而预抛前、后浮选精矿中 WO3品位分别为 20.984%、29.188%，从检测结果分析认为影响钨指标的主要因素是 CaO 含量。针对该夕卡岩型低品位白钨矿，在入选前抛出部分废石，降低了含钙矿物的含量，预抛后指标优于预抛前。研究为该矿石采用 X 射线抛废技术提供了有力的技术支撑。参考文献：1 陈克锋，郭江旭，谭孝飞，等.湖南郴州某白钨矿选矿试验研究J.中国钨业，2021，36（6）：2430.CHEN Kefeng，GUO Jiangxu，TAN Xiaofei，et al.Experimental study on beneficiation of a scheelite ore in Chenzhou，HunanJ.China Tungsten Industry，2021，36（6）：2430.2 王洪岭，高玉德.湖南某夕卡岩型白钨矿选矿试验研究J.中国钨业，2018，33（4）：3237.WANG Hongling，GAO Yude.Experimental study on mineral processing of a skarn type scheelite ore in HunanJ.China Tungsten Industry，2018，33（4）：3237.3 邬海滨，李继福，袁勤智，等.回收某硫化矿尾矿中白钨的选矿试验研究J.中国钨业，2017，32（6）：3641.WU Haibin，LI Jifu，YUAN Qinzhi，et al.Experimental study on the beneficiation of scheelite from tailings of a certain sulfide mineJ.China Tungsten Industry，2017，32（6）：3641.4 李淑菲，李 强.白钨矿浮选研究现状J.矿产综合利用，2019（6）：1721.LI Shufei，LI Qiang.Current status of flotation research on scheeliteJ.Comprehensive Utilization of Mineral Resources，2019（6）：1721.5 陶云肖，董天龙，曾艳艳，等.某细粒级锡铜共生矿预选抛废试验研究J.云南冶金，2021（10）：2427.TAO Yunxiao，DONG Tianlong，ZENG Yanyan，et al.Experimental study on pre selection and waste disposal of a fine-grained tin copper symbiotic oreJ.Yunnan Metallurgy，2021（10）：2427.6 贾 妮.XRT 射线智能选矿机在湖南某白钨选厂的抛废试验J.现代矿业，2018（7）：154155.JIA Ni.The waste disposal test of XRT ray intelligent concentrator at a scheelite concentrator in HunanJ.Modern Mining，2018（7）：154155.7 刘书杰，王中明，刘 芳，等.重介质抛废对湖南某高碳酸钙型低品位白钨矿浮选试验影响的研究J.有色金属（选矿部分），2021（2）：6976.LIU Shujie，WANG Zhongming，LIU Fang，et al.Study on the effect 第 6 期 杨长安，等：湖南某白钨矿 X 射线抛废前后可选性对比试验研究 23 of heavy medium dumping on the flotation test of a high calcium carbonate low grade scheelite ore in Hunan provinceJ.Non ferrous Metals（Mineral Processing Part），2021（2）：6976.8 艾光华，徐晓衣，邬海滨，等.江西某低品位白钨矿选矿试验研究J.有色金属工程，2017，7（2）：4448.AI Guanghua，XU Xiaoyi，WU Haibin，et al.Experimental study on beneficiation of a low-grade scheelite ore in JiangxiJ.Nonferrous Metals Engineering，2017，7（2）：4448.9 蒋素芳.西藏某夕卡岩型白钨矿浮选工艺研究J.矿冶工程，2016，36（6）：5559.JIANG Sufang.Research on flotation process of a skarn scheelite ore in XizangJ.Mining and Metallurgy Engineering，2016，36（6）：5559.10 高 扬，刘全军，余 力，等.云南文山某白钨矿选矿试验研究J.中国钨业，2016，31（6）：3236.GAO Yang，LIU Quanjun，YU Li，et al.Experimental study on beneficiation of a certain scheelite mine in Wenshan，Yunnan J.China Tungsten Industry，2016，31（6）：3236.11 左珍新，王洪岭，高玉德.新疆某白钨矿石选矿试验J.金属矿山，2017（11）：103107.ZUO Zhenxin，WANG Hongling，GAO Yude.Mineral processing experiment of a certain scheelite ore in XinjiangJ.Metal Mines，2017（11）：103107.12 邱廷省，陈 向，温德新，等.某难选白钨矿浮选工艺及流程试验研究J.有色金属科学与工程，2013，4（10）：4853.QIU Tingsheng，CHEN Xiang，WEN Dexin，et al.Experimental study on the flotation process and flow of a refractory scheelite oreJ.Nonferrous Metals Science and Engineering，2013，4（10）：4853.13 朱建光，朱玉霜.浮选药剂的化学原理M.长沙：中南工业大学出版社，1987：325.14 孙 伟，宋韶博.水玻璃及其在白钨矿浮选中的应用和分析J.中国钨业，2013，28（8）：2225.SUN Wei，SONG 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Honghao3,LIU Guoqing3,HE Jun3（1.China Tungsten Shared Services(Hunan)Co.,Ltd.,Chenzhou 432000,Hunan,China;2.China Tungsten High tech Materials Co.,Ltd.,Zhuzhou 412000,Hunan,China;3.Hunan Nonferrous Xintianling Tungsten Industry Co.,Ltd.,Chenzhou 432000,Hunan,China）Abstract:For the purpose of improving the flotation grade of a certain scheelite mine in Hunan and reduce production costs,a semi industrial experimental study was conducted on the raw ore with an X-ray image intelligent beneficiation machine in the crushing section.The on-site diversion semi industrial test achieved favorable results:with a waste disposal rate of 17.18%,a WO3 content of 0.042%in the waste tailings,and a recovery rate of 96.85%.To investigate the changes in indicators after waste disposal and provide technical support for subsequent research,comparative flotation experiments were conducted on the raw ore before and after pre disposal.The experimental results show that:with a WO3 grade of 0.32%in the pre throwing raw ore,a tungsten concentrate with a WO3 grade of 29.188%and a recovery rate of 85.78%was obtained.The total recovery rate of WO3 in the comprehensive throwing operation was 83.08%.Before pre polishing,the raw ore WO3 grade was 0.28%.The experiment obtained a tungsten concentrate with a WO3 grade of 20.984%and a recovery rate of 83.32%.The flotation tungsten concentrate after pre polishing was 8.204 percentage points higher than the WO3 grade before pre polishing,and the total recovery rate was equivalent.Key words:discard;comparative test;scheelite;X-rays;intelligent beneficiation（编辑：游航英）