懸振錐面選礦機(jī)在江西鐵山垅鎢尾礦中回收細(xì)粒級(jí)鎢的應(yīng)用

溫小毛，王金敏， 田敏

（1. 江西鐵山垅鎢業(yè)有限公司，江西 贛州 342307；（2. 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，河南 鄭州 450006）

前 言

江西鎢礦集團(tuán)是有著百年歷史的國(guó)有大型礦山企業(yè)，也是中國(guó)最大的以鎢為主業(yè)，集多金屬勘查、開(kāi)采、冶煉、加工、貿(mào)易、裝備制造于一體的礦業(yè)集團(tuán)，其下屬企業(yè)鐵山垅鎢業(yè)黃沙礦區(qū)有80多年開(kāi)采歷史，近年來(lái)由于礦石性質(zhì)及采掘方式的變化，出窿礦樣中的-0.038 mm 級(jí)別含量增多，產(chǎn)率約為6 %。采用多段濃縮沉淀、細(xì)泥搖床及離心機(jī)組成聯(lián)合重選流程，回收礦樣中-0.038 mm 級(jí)別中的鎢，但重選流程尾礦中仍含有0.24% 的WO3沒(méi)有得到有效回收[1]。隨著礦山資源日益衰竭，開(kāi)展懸振錐面選礦機(jī)對(duì)細(xì)泥尾礦重選工藝研究及生產(chǎn)應(yīng)用。

懸振錐面選礦機(jī)對(duì)鎢、錫、赤鐵礦等礦物在-0.034+0.019 mm 粒級(jí)具有良好的回收效果[2-3]。目前國(guó)內(nèi)很多學(xué)者[4-7]研究過(guò)采用懸振錐面選礦機(jī)回收鎢細(xì)泥中的鎢，且部分鎢錫礦山和鐵礦山都引進(jìn)懸振錐面選礦機(jī)處理鎢錫泥和細(xì)粒級(jí)尾礦，選別效果較好[8]。2016 年，鐵山垅鎢業(yè)選礦廠成功實(shí)施懸振錐面選礦機(jī)回收中礦沉淀池溢流水中較細(xì)粒級(jí)鎢資源。

1 原礦性質(zhì)

由表1 可知，原礦中鎢具有回收價(jià)值。粒度組成見(jiàn)表2。

>表1 原礦多元素分析/%Table 1 Multi-element analysis results of the raw ore

礦物研究表明，含鎢礦物為黑鎢礦，金屬氧化礦主要為磁鐵礦及少量錫礦，非金屬礦物主要為石英、黑云母、綠泥石等。

>表2 原礦篩析結(jié)果Table 2 Sieving analysis results of the raw ore

由 表2 可 知， 原 礦 中95.76% 的WO3分 布在-0.048 mm 粒級(jí)，80.49% 分布在-0.038 mm 粒級(jí)，鎢礦的分布粒度極細(xì)。

2 試驗(yàn)研究

2.1 回收設(shè)備選擇試驗(yàn)

針對(duì)目前回收細(xì)粒級(jí)鎢的主要重選設(shè)備進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，設(shè)備型號(hào)：LX-78 離心機(jī)、云錫6-S 刻槽搖床、DS4000 懸振錐面選礦機(jī)、L760/6000 毛毯流槽。試驗(yàn)條件：試驗(yàn)樣品4 份，每份20 kg, 分別用水配置成濃度為25% 礦漿，攪拌均勻后進(jìn)行一段粗選流程試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。試驗(yàn)結(jié)果可知，鎢精礦品位排序依次為刻槽搖床＞毛毯流槽＞懸振錐面選礦機(jī)＞離心機(jī)；鎢精礦回收率排序依次為懸振錐面＞離心機(jī)＞刻槽搖床＞毛毯流槽。為了盡可能回收原礦中的鎢資源，懸振錐面選礦機(jī)為較佳選礦設(shè)備。

>表3 設(shè)備選擇試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Equipment selection test results

2.2 礦漿濃度試驗(yàn)

試驗(yàn)條件：懸振錐面振動(dòng)頻率12 Hz，轉(zhuǎn)動(dòng)頻率14 Hz，試驗(yàn)流程與設(shè)備選擇試驗(yàn)流程相同，進(jìn)行礦漿濃度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 礦漿濃度條件試驗(yàn)結(jié)果Fig .1 Condition test results of pulp density

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著給礦濃度的增加，鎢精礦回收率先迅速升高后逐漸升高，精礦品位逐漸下降，給礦濃度達(dá)20% 后回收率逐漸升高，精礦品位迅速下降。說(shuō)明給礦濃度越高錐面上的礦漿分散分層效果不佳，在高濃度給礦條件下，隨著盤面轉(zhuǎn)動(dòng)大量礦漿直接進(jìn)入了精礦槽導(dǎo)致精礦品位迅速降低。為了獲得較佳回收率的同時(shí)能保證精礦品位，給礦濃度控制在20% 左右較佳。

2.3 振動(dòng)頻率試驗(yàn)

懸振錐面選礦機(jī)的振動(dòng)頻率大小是影響細(xì)粒級(jí)物料在錐面上分散、分層效果的關(guān)鍵因素，其值大小直接影響細(xì)粒級(jí)物料的回收效果[9]。固定礦漿濃度20%，懸振錐面選礦機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率14 Hz，試驗(yàn)流程不變，進(jìn)行錐面振動(dòng)頻率試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 錐面振動(dòng)頻率條件試驗(yàn)結(jié)果Fig .2 Condition test results of vibration frequency

試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著錐面振動(dòng)頻率增大，精礦品位逐漸提高，14 Hz 后升高緩慢，回收率則降低到某點(diǎn)后急劇下降。由此說(shuō)明，錐面振動(dòng)頻率越大，物料顆粒間剪切運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，礦漿更加分散，精礦品位提高，當(dāng)錐面振動(dòng)頻率過(guò)大時(shí)，部分細(xì)粒級(jí)鎢隨著礦漿的表流層進(jìn)入尾礦端導(dǎo)致回收率急劇降低。因此，振動(dòng)頻率在14 Hz 左右可獲得較優(yōu)的精礦品位和回收率。

2.4 轉(zhuǎn)動(dòng)頻率試驗(yàn)

錐面的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率大小直接影響物料在床面作用的時(shí)間長(zhǎng)短，對(duì)精礦的品位和回收率有重大影響。固定礦漿濃度20%，懸振錐面選礦機(jī)振動(dòng)頻率14 Hz，試驗(yàn)流程不變，進(jìn)行錐面轉(zhuǎn)動(dòng)頻率試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 轉(zhuǎn)動(dòng)頻率試驗(yàn)結(jié)果Fig. 3 Condition test results of rotation frequency

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著錐面轉(zhuǎn)動(dòng)頻率增大，精礦品位逐漸降低，回收率逐漸升高。頻率超過(guò)14Hz 后精礦品位急劇降低，回收率升高變慢。由此說(shuō)明，當(dāng)錐面轉(zhuǎn)速過(guò)快時(shí)，礦漿在錐面上分選時(shí)間過(guò)短，部分尾礦礦漿沒(méi)有及時(shí)經(jīng)過(guò)錐面表流層進(jìn)入尾礦，直接進(jìn)入精礦槽，造成精礦品位急劇降低。綜合精礦品位和回收率考慮，錐面轉(zhuǎn)動(dòng)頻率控制在14 Hz 左右較佳。

2.5 閉路試驗(yàn)

在上述條件試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行小型閉路試驗(yàn)。試驗(yàn)流見(jiàn)圖4。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖4 閉路工藝流程Fig .4 Closed -circuit test flow

>表4 閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Results of closed- circuit test

試驗(yàn)結(jié)果可知，原礦采用一粗一精閉路工藝流程，可獲得含WO325.12% ，回收率68.09% 的鎢精礦，精礦產(chǎn)品達(dá)到公司銷售要求。

3 工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用

3.1 工業(yè)生產(chǎn)調(diào)試

在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合黃沙礦區(qū)選礦廠的實(shí)際情況，2018 年6 月初新建錐面回收車間，現(xiàn)場(chǎng)安裝5 臺(tái)懸振錐面選礦機(jī)（4 臺(tái)用于粗選，1臺(tái)用于精選）。6 月中旬至7 月20 日根據(jù)圖4 工藝流程進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)。

工業(yè)調(diào)試期間，每個(gè)班（8h）精礦和尾礦同時(shí)取樣，取樣間隔20 min，最終混合為單班次精礦樣品和尾礦樣品。工業(yè)調(diào)試周期30 d，精礦產(chǎn)品及尾礦樣品工業(yè)生產(chǎn)結(jié)果見(jiàn)表5。

>表5 工業(yè)生產(chǎn)結(jié)果Table 5 Results of industrial manufacture

由表5 可知，經(jīng)過(guò)近一個(gè)月工業(yè)調(diào)試，獲得良好運(yùn)行指標(biāo)，鎢精礦產(chǎn)品含WO324.23%，回收率67.25%。

3.2 工業(yè)應(yīng)用效果

經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)試，該生產(chǎn)車間設(shè)備運(yùn)行正常，工藝指標(biāo)基本穩(wěn)定，目前該系統(tǒng)可穩(wěn)定產(chǎn)出含WO324% 左右的鎢細(xì)泥產(chǎn)品，2019 年4 月 ～ 12 月生產(chǎn)報(bào)表統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表6。

>表6 鎢精礦產(chǎn)品生產(chǎn)報(bào)表Table 6 Production report of tungsten concentrate

截止2019 年底，錐面回收系統(tǒng)共產(chǎn)出鎢精礦產(chǎn)品約131.07 t（不含水分），折成65% 的標(biāo)準(zhǔn)t 約50.54 t，目前該類產(chǎn)品市場(chǎng)銷售價(jià)格為8.3萬(wàn)元/標(biāo)t，合計(jì)收益419.482萬(wàn)元，為企業(yè)增創(chuàng)了較大經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié) 論

（1）鐵山垅鎢業(yè)選礦廠鎢細(xì)泥重選尾礦中含0.24% 的WO3，采用懸振錐面選礦機(jī)可以有效回收。

（2）通過(guò) “一粗一精” 重選工藝閉路流程可獲得含WO325.12% 鎢精礦，回收率68.09%。試驗(yàn)條件為礦漿濃度20%，粗選懸振錐面振動(dòng)頻率14 Hz、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率14 Hz；精選懸振錐面振動(dòng)頻率16 Hz、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率14 Hz。

（3）采用懸振錐面選礦機(jī)進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)可獲得含WO324.23% 鎢精礦產(chǎn)品，回收率67.25%。

（4）投產(chǎn)以來(lái)設(shè)備運(yùn)行正常，工藝指標(biāo)穩(wěn)定。截止2019 年底，產(chǎn)出約131.07 t 細(xì)級(jí)別鎢精礦產(chǎn)品，含WO324.00% 左右，折成65% 的標(biāo)準(zhǔn)噸約50.54 t。

（5）懸振錐面選礦機(jī)操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，應(yīng)用于微細(xì)粒級(jí)礦物回收獲得良好技術(shù)指標(biāo)，對(duì)其他鎢礦山回收微細(xì)級(jí)鎢具有借鑒意義。