某原生钨细泥选矿的试验研究 | [PDF全文] |
钨细泥是指小于74 μm 粒级的物料,由于其粒度小,比表面积增大,颗粒间的运动差异变小,致使分选难度大大增加[1] .钨矿性脆,易过粉碎.据全国十几个主要黑钨选矿厂统计,细泥( -0.074 mm 粒级)的数量和金属量一般占出窿原矿的11 %~14 % (质量分数)[2].在采、选过程中不断产生细泥.据报道,钨在细泥中损失近20 %[3],因此必须强化对钨细泥的回收.黑钨矿比重大,且具有弱磁性,围绕提高钨细泥回收率方面的工艺技术,如重选、浮选、磁选及选冶综合工艺一直在探索[4].目前国内钨细泥回收的流程主要有[5]全摇床流程;分级-摇床-离心选矿机流程;湿式强磁-浮选流程; 脱硫-离心选矿机-浮选-磁选流程.铁山垅杨坑山选厂采用脱硫-离心选矿机-浮选-磁选的流程,回收水平在国内同行业中达到领先水平,2006 年钨细泥作业回收率达到66.87 %[6].
本文研究的对象是某钨矿的原生钨细泥,因该钨细泥的泥化程度高,不适合直接进行浮选或者磁选.离心机具有生产能力大、回收粒级低、回收率高、既可粗选大量抛尾又可对精矿进行进一步精选等优点[7-9],因此本文采用离心机预富集,离心精矿进行浮选回收钨.
随着浮选理论的不断进步发展,用浮选法处理黑钨细泥越来越为人们所重视[10].黑钨细泥的浮选对于浮选药剂的要求很高,一般要求高选择性的捕收剂,这些高选择性的捕收剂主要包括胂酸类、膦酸类、螯合类、两性捕收剂以及少数脂肪酸类捕收剂[11-13],甲苯胂酸、混合甲苯胂酸、苄基胂酸、甲苄胂酸和苯乙烯膦酸等在黑钨细泥浮选中曾取得较广泛应用.
1 矿样性质试样取自于某钨矿的手选洗矿溢流的原生钨细泥.原生钨细泥中含黑钨矿品位0.25 %,钨细泥中具有回收价值的主要是黑钨矿,其他伴生金属元素品位达不到工业回收价值.脉石矿物有石英、铁锂云母、绢云母、萤石等.细泥主要化学成分见表 1,细泥粒度组成及金属分布率见表 2.
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从表 2 的数据可以看出,该细泥的泥化程度比较高,这样的粒度不适合直接浮选或者磁选.钨矿在-0.074+0.04 mm 之间有明显的富集,在其他粒级分布较均匀.
2 离心机试验研究离心机的主要工艺参数有[14]冲洗水量、给矿时间、离心机转速、给矿浓度.通过试验确定合理的工艺参数,应用到提高钨细泥的回收中.
2.1 给矿浓度要严格控制确保稳定的给矿浓度,波动应该尽量控制在很小得范围.初步选择给矿速度125 mL/s、冲洗水量50 mL/s、离心机转速400 r/min 的条件下,考察给矿浓度对分选指标的影响,分选指标见图 1.
从图 1 可以看出,随着给矿速度的增大,品位逐渐降低,回收率逐渐上升,因此给矿浓度选取10 %.
2.2 离心机转速离心机的转速决定了矿粒在离心机中受到的离心力,离心力又决定了矿粒在离心机中的运动轨迹,转速太大,不能达到丢尾的效果,转速太小,精矿会随着尾矿流失.因此要想得到良好的分选指标,要选择合适的离心机转速.初步选择给矿浓度10 %、给矿速度125 mL/s、冲洗水量50 mL/s,改变离心机转速的大小,考察其对分选指标的影响,试验结果见图 2.
从图 2 可以看出,随着离心机转速的增加,转速低于500 r/min,下降很快,大于500 r/min 后逐渐稳定下来.回收率虽然稳步上升,但是增加得不多,并且都在70 %以上,考虑到后续对精矿的高品位要求,选择转速在400 r/min 时最佳.
2.3 冲洗水量冲洗水量的大小直接影响其选矿指标,冲洗水量过小,脉石矿物仍附着在转鼓壁上,冲洗水量过大,则钨矿物也会被冲走.在给矿浓度为10 %、离心机转速400 r/min、给矿速度125 mL/s 的条件下,考察冲洗水量对分选指标的影响,分选指标见图 3.
从图 3 可以看出,冲洗水量从33.7 mL/s 增加到50 mL/s,品位明显升高,回收率变化不大,但是在50 mL/s 后,继续增加漂洗水量,品位和回收率都不断下降.因此综合考虑,选择冲洗水量为50 mL/s 时最佳.
2.4 给矿速度给矿速度对离心机的分选指标也有很大的影响,给矿速度快,部分钨矿物在冲洗水的冲击下流失到尾矿中,给矿速度慢,部分密度小的脉石矿物仍然粘附在离心机转鼓壁上,因此要严格地控制给矿速度.在给矿浓度为10 %、离心机转速400 r/min、冲洗水量50 mL/s 的条件下,考察给矿速度对分选指标的影响,分选指标见图 4.
从图 4 中可以看出,当给矿速度为166.6 mL/s,品位和回收率指标都好于125 mL/s 和250 mL/s,因此确定给矿速度为166.6 mL/s.
2.5 开路试验在给矿浓度为10 %、离心机转速400 r/min、冲洗水量50 mL/s、给矿速度166.6 mL/s 的最佳条件下进行开路试验,试验流程如图 5,试验数据见表 3.
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从表 3 可以看出钨细泥经过离心机重选后回收率达到了83.26 %,实现了对钨的大部分回收,对钨的富集效果很明显,接下来进行浮选试验研究,以期能够在浮选中提高钨的品位.
3 浮选试验 3.1 脱硫试验通常钨细泥中含有伴生硫化矿,由于硫化矿可浮性好、比重大,其对本研究拟主要回收的钨矿物分选有很大影响[9].因此,在浮选钨之前要对其进行浮选脱硫,脱硫的药剂通常采用丁黄药,并且对丁黄药的用量进行试验研究,初步确定丁黄药的用量为50 g/t,硫化矿基本除尽,且硫化矿中的钨矿品位0.42 %,损失率仅为3.75 %.因此,后续浮选试验均在脱硫后进行.
3.2 钨浮选试验选取苄基胂酸、苯乙烯膦酸、油酸、731 氧化石蜡皂4 种捕收剂进行对比试验,选用碳酸钠作为pH 调整剂,水玻璃作为脉石矿物的抑制剂,硝酸铅作为黑钨矿的活化剂[15].按照图 6 的试验流程分别进行调整剂、抑制剂、活化剂、捕收剂种类和用量试验.
通过上述的条件试验,得出的最佳条件是碳酸钠的用量为500 g/t,水玻璃用量为300 g/t,硝酸铅用量为200 g/t,捕收剂选用苯乙烯磷酸,用量为800 g/t.
在碳酸钠的用量为500 g/t、水玻璃用量为300 g/t、硝酸铅用量为200 g/t、苯乙烯磷酸用量为800 g/t 的最佳条件下进行一个开路试验,试验流程及用量按照图 7 流程图进行开路试验,试验结果见表 4.
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从表 4 中可以看出,精选钨矿WO3的品位达到34.74 %,钨作业回收率达到了90.32 %,取得了良好的指标.硫精矿和尾矿中的钨损失量为9.68 %,黑钨矿得到了很好的回收.
4 结论(1)矿样中具有回收价值的主要是黑钨矿,该黑钨细泥的粒度低,泥化程度高,用浮选和磁选的选别难度大,达不到理想的指标.
(2)黑钨细泥采用“离心-浮选”流程能得到更好的指标,流程简单,操作方便,对环境污染少.黑钨细泥经离心机开路试验,WO3品位由原来的0.25 %提高到0.72 %,离心精矿经过浮选开路试验,得到含 WO3 34.74 %,钨总回收率达到75.21 %的钨精矿.
(3)离心机因其选别粒度低、回收率高、处理量大、富集比高的优点,在选别黑钨细泥方面比其他重选方法更好,能更好的选别粒度低,泥化程度高的钨细泥.试验表明用离心机对钨细泥进行预先富集的效果很好,值得钨矿矿山借鉴.
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