高梯度磁選機(jī)回收鉍鋅鐵尾礦中低品位白鎢礦的工藝研究

鄧麗紅,周曉彤

(廣州有色金屬研究院, 廣東 廣州 510651)

我國鎢礦資源豐富，儲量及產(chǎn)量均居世界首位。在已探明的鎢礦床中，白鎢礦儲量的比例已上升到總鎢儲量的50%以上。隨著鎢資源的開采，黑鎢礦數(shù)量日漸貧枯，白鎢礦有取代黑鎢礦的趨勢。我國白鎢礦儲量雖大，但多為伴生礦床，且90%為低品位(WO3<0.5%)、嵌布粒度細(xì)、成份復(fù)雜、生產(chǎn)成本高的難選白鎢礦，因此采用先進(jìn)的選礦工藝，是企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑之一。

國內(nèi)某大型矽卡巖型多金屬礦，日處理量2400t，主要回收鉍、鋅、銅、鐵四種元素，日產(chǎn)尾礦1700t，含WO30.12%左右，達(dá)到綜合回收水平。對該尾礦首先采用中磁和高梯度磁選機(jī)脫除50%～60%產(chǎn)率的磁性及弱磁性礦物，對高梯度磁選機(jī)的非磁產(chǎn)品進(jìn)行硫化礦浮選和白鎢浮選，使進(jìn)入浮選的礦物WO3品位提高到0.328%，白鎢浮選精礦經(jīng)加溫精選后得到WO367.92%的白鎢精礦，回收率64.04%。

1 選廠尾礦礦石性質(zhì)

1.1 尾礦礦物質(zhì)組成

尾礦中主要鎢礦物為白鎢礦，少量黑鎢礦，偶見鎢華。硫化礦礦物極少，但種類多，有黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、輝鉍礦、毒砂、方鉛礦等。脈石礦物主要為鈣鐵榴石、螢石、方解石、石英、長石等。尾礦主要元素分析見表1，礦物相對含量見表2。

1.2 尾礦中鎢的賦存狀態(tài)、解離度及粒度分布

尾礦中鎢在主要礦物中的分布見表3，礦物解離度見表4，鎢的粒度分布見表5。

表1 尾礦多元素分析結(jié)果

表2 尾礦中礦物相對含量

表3 尾礦中鎢在主要礦物中的分布

表4 尾礦中鎢礦物(含白鎢礦和黑鎢礦)解離度測定結(jié)果

表5 尾礦中鎢礦物(含白鎢礦和黑鎢礦)粒度分布

2 選礦工藝流程試驗(yàn)

對該礦樣首先采用中磁磁選(磁場強(qiáng)度0.35T)脫除磁鐵礦，非磁產(chǎn)品經(jīng)高梯度磁選機(jī)磁選(磁場強(qiáng)度0.73T)選出弱磁性礦物，強(qiáng)磁精礦經(jīng)搖床重選(一粗一精一中礦再選)回收石榴子石精礦。磁尾礦浮選脫除硫化礦后，運(yùn)用氫氧化鈉和水玻璃調(diào)漿，新型白鎢捕收劑TA-3進(jìn)行白鎢浮選，經(jīng)一次粗選三次掃選三次精選，得含WO314.12%的白鎢粗精礦，白鎢粗精礦經(jīng)改進(jìn)型的“彼德洛夫法”加溫精選后得含WO367.92%的白鎢精礦。小型閉路試驗(yàn)流程及結(jié)果見圖1及表6。

圖1 選廠尾礦選礦工藝流程

表6小型閉路試驗(yàn)結(jié)果

注：磁鐵礦再磨經(jīng)0.15T弱磁可得含F(xiàn)e 62.23%的鐵精礦。

3 討論

3.1 礦石性質(zhì)研究分析

選廠尾礦的工藝礦物學(xué)研究表明，尾礦中以黑鎢礦礦物形式存在的鎢占10%左右，以白鎢礦礦物形式存在的鎢占81%，鎢華極少，只占總鎢的2%；脈石中主要以鈣鐵榴石和石英、長石為主，分別占礦物相對含量的41.79%和35.132%，而脈石中鎢的分配率只有5.95%，尾礦中具有中、弱磁性的礦物有黑鎢礦、磁鐵礦、褐鐵礦、磁黃鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦、鈣鐵榴石，約占礦物相對含量的45.41%，因此，如果采用高梯度磁選機(jī)分選，理論上可拋棄40%～50%產(chǎn)率的礦物，使白鎢礦得以富集，而WO3損失率為15%～20%。

尾礦中鎢礦物解離度80.78%，其特點(diǎn)是0.043mm以上粒級的礦物解離度較低，而0.043mm以下粒級解離度大于95%，且40%以上的鎢礦物已碎為小于0.02mm的顆粒，有過粉碎現(xiàn)象，因此不需要再磨礦。選廠尾礦中黃鐵礦和磁黃鐵礦等硫鐵礦物含量有2%～3%，可綜合回收。

根據(jù)選廠尾礦工藝礦物學(xué)研究結(jié)果及現(xiàn)場條件，對該礦樣采用中磁-強(qiáng)磁-浮選-重選選礦工藝流程，即選廠尾礦直接經(jīng)磁場強(qiáng)度0.35T的中磁磁選和磁場強(qiáng)度0.73T的高梯度磁選機(jī)磁選，分離出磁鐵礦及黃鐵礦、石榴子石等弱磁性礦物，強(qiáng)磁非磁產(chǎn)品浮選脫除硫化礦后，脫硫尾礦進(jìn)行白鎢浮選得白鎢粗精礦，白鎢粗精礦經(jīng)加溫精選后得白鎢精礦，強(qiáng)磁磁性產(chǎn)品經(jīng)搖床重選回收石榴子石。

3.2 高梯度磁選機(jī)磁場強(qiáng)度對鎢選別的影響

磁場強(qiáng)度試驗(yàn)固定條件為:介質(zhì) 2mm棒, 振動頻率280Hz，沖程14無上下磁極。試驗(yàn)流程為一次粗選，試驗(yàn)結(jié)果見圖2，磁選機(jī)為雙脈動高梯度磁選機(jī)。

從圖2可見,隨著磁場強(qiáng)度的上升,非磁產(chǎn)品WO3品位提高而回收率下降，綜合品位及回收率，磁場強(qiáng)度以0.73T為宜。

圖2 磁場強(qiáng)度對鎢選別的影響

3.3 高梯度磁選機(jī)振動頻率對鎢選別的影響

適宜的脈沖振動能使礦漿產(chǎn)生與磁力線相垂直的往復(fù)運(yùn)動，對吸附在磁介質(zhì)上的顆粒起到有效清洗，使夾雜在顆粒群中的非磁性物質(zhì)和弱磁性物質(zhì)清洗出來，從而提高分選效率[1]。振動頻率對鎢選別影響試驗(yàn)固定條件：磁場強(qiáng)度0.73T，無上下磁極，磁介質(zhì)2 mm棒，試驗(yàn)流程為一次粗選，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 振動頻率對鎢選別的影響

從圖3可見，隨著振動頻率的增加，非磁產(chǎn)品WO3品位下降而回收率提高，綜合品位及回收率，振動頻率以300Hz為宜。

3.4 高梯度磁選機(jī)磁介質(zhì)對鎢選別的影響

不同的磁介質(zhì)，會產(chǎn)生不同的磁場力，在相同的磁場強(qiáng)度下，磁介質(zhì)越粗，產(chǎn)生的磁場力越低，磁介質(zhì)越細(xì)產(chǎn)生的磁場力越高[2]。高梯度磁選機(jī)磁介質(zhì)對鎢選別影響試驗(yàn)流程為一次粗選，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 磁介質(zhì)對鎢選別影響試驗(yàn)結(jié)果

3.5 環(huán)境保護(hù)及藥劑費(fèi)用評價

3.5.1 實(shí)現(xiàn)了企業(yè)節(jié)能減排的目的

中磁-強(qiáng)磁-浮選-重選流程中，由于高梯度磁選機(jī)的引入。從尾礦中不僅可綜合回收產(chǎn)率4.39%、含F(xiàn)e48.59%的磁鐵礦；產(chǎn)率0.6%含S 42.57%、Zn13.13%的硫精礦；產(chǎn)率0.12%、WO3品位67.92%的白鎢精礦，而且還可回收產(chǎn)率27.01%含石榴子石92%的石榴子石精礦和產(chǎn)率11.87%含石榴子石88%的石榴子石中礦;達(dá)到減少尾礦排放的目的。

3.5.2 提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益

由于沒有碎礦、磨礦成本，同時高梯度磁選機(jī)可預(yù)先脫除50%～60%左右產(chǎn)率的非目的礦物，減少了進(jìn)入浮選的礦物量，同時提高了進(jìn)入浮選礦物中WO3的品位，大幅降低了浮選藥劑的消耗，而且提高了浮選的選礦效率。據(jù)測算，該流程的藥劑成本為8.664元/t選廠尾礦。僅回收白鎢精礦一項(xiàng)，即可為企業(yè)增加可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

3.5.3 尾礦水的排放

經(jīng)測試，白鎢粗選尾礦水及加溫精選尾礦水，經(jīng)石灰、硫酸鋁及3#絮凝劑簡單處理，達(dá)到GB4913-85有色金屬加工業(yè)工業(yè)“廢水”排放標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

1)對含WO30.12%，白鎢礦占總鎢81%的某選廠尾礦，采用中磁脫除磁鐵礦后，引入高梯度磁選機(jī)，可在浮選前脫除50%～60%產(chǎn)率的非目的礦物，使WO3品位從0.12%提高到0.328%，大幅度降低了浮選的藥劑費(fèi)用和浮選成本，提高了浮選的選別效率。

2)應(yīng)用中磁-強(qiáng)磁-浮選-重選流程，從該尾礦中可得到含F(xiàn)e 48.59%的磁鐵礦、含S 42.57%、Zn 13.13%的硫精礦和WO3品位67.92%的白鎢精礦以及含石榴子石92%的石榴子石精礦。其中鎢回收率64.04%。不僅使企業(yè)減少了尾礦的排放，而且還提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

[1] 湯玉和 . SSS一Ⅱ濕式雙頻脈沖雙立環(huán)高梯度磁選機(jī)的研制[J].金屬礦山, 2004(3): 37.

[2] 黃雄林, 湯玉和 . 周期式水平磁系高梯度磁選機(jī)的磁路計算和聚磁介質(zhì)的研究[D].長沙：中南大學(xué)，2010.