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主要选矿方法及副产品的回收——黑钨矿的选矿

作者:红星机器时间:2010-10-16

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大多数钨矿床都是低品位矿。我国钨矿的原矿品位50年代约在0.5%WO3,个别达0.7%WO3,70年代后下降到0.25-0.33%WO3。国外钨矿原矿品位个别达1%WO3,如加拿大的坎通(Cantung)钨矿。不同类型的矿石采用不同的选矿方法和工艺流程进行选别,现就黑钨矿主要选矿方法分述如下。

黑钨矿

(1)预先富集

多数黑钨矿采矿贫化率高,常在80%以上,在重选前尽量将粗而贫的废石预先丢弃极为重要。我国黑钨矿选矿厂,根据含矿脉石与围岩之间界线清楚,颜色分明,容易辨别的特点,将矿石洗矿分级,采用人工手选能丢弃大量废石。特别是对粗粒级矿石实行窄级距反手选,可提高拣选效率,手选废石率一般可达50%,高的可达70%,低的约35%。选出的废石品位在0.015-0.04%WO3比重选的尾矿品位低,其作业回收率达96.5-99%。

重介质选矿70年代曾在湘东、洋塘和红岭三个钨选矿厂投入生产,用黄铁矿作加重剂,分别在旋流器和涡流分选器中分选,均取得较好的技术经济指标。如湘东钨矿采用手选与重介质选矿相结合,废石选出率由原来单一手选的43%提高到57%,选矿生产成本下降5-11%。洋塘选矿厂废石选出率由原来的40%提高到53%,选矿成本下降8.1%。红岭选矿厂用涡流分选器废石选出率50-59%,选矿成本下降2.3%。后因矿山资源枯竭或伴生金属受到损失等原故,致使几家钨矿的重介质选矿又暂停使用。光电拣选是根据含矿脉石和围岩之间的颜色不同进行分选的,由赣州有色冶金研究所、大吉山钨矿和瑶岗仙钨矿等先后研制了几种型号的光电拣选机,在一些矿山处理20-40毫米的矿石,可取代部分人工手选。

国外一些黑钨矿选厂对预先富集也很重视,如葡萄牙的帕拉什凯拉(Panasqueira)钨矿,80%的原矿通过重介质预先富集,使用的设备是单500毫米的重介质旋流器,用硅铁作介质,分选密度为2.72-2.75克/厘米3,分选矿石的粒级为0.5-2.5毫米,丢弃的轻产品占给矿的95%,相当于原矿产率的76%,废石品位为0.025%。英国的赫麦顿(Hemetaon)钨选厂采用新型的狄纳涡流分选器(Dyna Whirpoll Process)试选,处理矿石的粒度0.5-9毫米,用硅铁和磁铁矿作介质,可选出80-90%的废石。澳大利亚卡宾山(Mt.Carbine)钨矿,是利用光电拣选机取得有成效的典型实例,该矿采用三台M-16型拣选机,把破碎后的矿石分成16-40、40-80和80-160毫米三级,分别用光电拣选机拣选,使暗灰色的围岩与含黑钨和白钨的石英分开,拣选后的矿石品位由0.09%WO3富集到0.9%WO3,回收率90%,废石丢弃率约91%,三台拣选机每小时处理矿石量为300吨。

(2)重力选矿

黑钨矿以重力选矿法为主。在黑钨矿石中常见的矿物按其密度(克/厘米3)可以排戍如下系列:黑钨矿7.1-7.5、锡石7、毒砂6、白钨矿5.4-6.1黄铁矿5、辉钼矿4.8、磁黄铁矿4.6、重晶石4.5、黄铜矿4.2、闪锌矿4、菱铁矿3.9、柘榴石3.9-4.2、萤石3.1、云母2.8-3.1、长石2.54-2.8、方解石2.5-2.8。黑钨矿密度大,采用重选能使其与密度小于3.5-4的许多矿物达到有效分离。尤其在石英脉黑钨矿床中(我国钨矿多属此类),黑钨矿结晶粒大,更宜在粗粒情况下用重选及早回收。

在重选作业中跳汰机和摇床是通用的设备,在选别粗、中粒嵌布的黑钨矿时,跳汰机尤起主要的作用,入选前常将矿石筛分成三级(10-4.5、4.5-2、2-0毫米),分级进跳汰。为减少黑钨矿的泥比,在磨矿循环插入跳汰机,使已单体解离的钨矿物及早得到回收。跳汰机选收的钨精矿,一般均占全厂总回收率的45%以上。摇床适于选别中、细粒级(2-0.03毫米)的矿石,其优点是富集比很高,为了获得好的分选效果,入选前对物料进行严格分级是必要的。选矿厂常采用四到六室水力分级机分级。

螺旋选矿机是一种处理能力大而费用低的设备,广泛用来选别0.074毫米或略粗一点的物料,尤其适于选别贫的物料,如美国的克菜马克斯(Climax)钼矿就大量地用螺旋选矿机,从浮选钼的尾矿中选收含低品位(0.03%WO3)的黑钨矿,在柿竹园和行洛坑的选钨流程中也被推广应用。

(3)细泥处理

钨矿物性脆,容易产生泥化,据统计国内黑钨矿选矿厂原、次生细泥(-0.074毫米)的产率约占原矿量的10%,WO3的含有率高于14%,矿泥的品位一般比原矿品位高,属难选物料。

矿泥主要来自预选前的洗矿水,重选过程的脱水和分级机的溢流。入选前必须将上述各作业的溢流水汇集一起进行浓缩,然后单独处理。常用的重选设备有刻槽摇床、弹簧摇床、离心选矿机和皮带溜槽等。其中离心选矿机处理能力大,回收率高,处理粒度下限可达10微米,是一种高效的粗选设备。国外选别矿泥的重选设备是巴特莱斯-莫兹利(Bartles-Mozley)分选机和巴特莱斯(Bartles)横流皮带,前者用作粗选,后者用作精选,有效分选粒度为100-5微米,两者组合尽用作为选别细泥的配套设备。

黑钨细泥浮选,国内已进行过许多研究,甲苯肿酸、苄基胂酸,美狄蓝(Medialen)、苯乙烯膦酸、烷基羟肟酸、8-羟基喹咻等是黑钨浮选的有效捕收剂;硝酸铅、硫酸亚铁可作黑钨矿的活化剂。在分选工艺上经试验推荐分支串流浮选、分速精选,浓浆充气搅拌等新工艺,能节省浮选用药和提高浮选效果。

除常规浮选外,载体浮选以及借助于黑钨细泥疏水性团聚和造球团聚法,然后分别通过沉淀和筛分,使其与分散的石英分离的研究,获得了很好的效果,将为黑钨细泥的选矿提供新的途径。

在磁选方面,近些年来新研制的湿式强磁选机,用来选别黑钨细泥效果显著。因而在黑钨细泥生产的工艺上,出现了离心选矿机-浮选;湿式强磁选-浮选等相互组合的选矿流程,使黑钨细泥的回收率大有提高,在精矿品位相同时,回收率由45-49%提高到60-73%。

(4)精矿再富集及副产品的综合回收

在重选过程中除黑钨矿外,一些密度较高的矿物,如锡石、白钨矿和大多数的硫化矿,都伴随黑钨矿一道进入粗精矿。故必须精选以提高钨精矿的品位,同时综合回收各种副产。

为了获得商品钨精矿,通常用木台浮和浮选从重选粗精矿中分出硫化矿。木台浮能在粗粒(2-3毫米)下把硫化矿浮出,脱硫率高达98%,并在过程中又再次剔除部分混入的脉石,使钨精矿品位大为提高,是一种高效的精选设备,在钨精选作业中,70%的粗精矿是通过木台浮精选的。对某些含锡低的粗精矿,仅用台浮精选便可获得合格钨精矿。木台浮除用作脱硫外,还用来分选白钨与锡石。磁选可使黑钨矿与锡石、白钨矿分离,电选主要用于白钨矿与锡石的分选。对含磷钇矿的钨精矿,也可用电选从中分选磷钇矿,既降低黑钨精矿中的含磷量,又增加了稀土副产品的综合回收。此外,对某些矿物组成复杂,为使产品达到规范要求,除使用上述精选方法外,有时还辅以焙烧和化学选矿,以利提纯除杂,如用焙烧除硫、砷,氯化焙烧除锡;酸浸降磷、钙等。

从精选过程中分出的硫化矿,是综合回收的主要对象,经磨矿、浮选可以获得铋、钼、铜、锌和硫铁矿等多种副产品。从磁选、电选的尾矿中综合回收了锡石、白钨和稀土等副产品。在手选作业中可拣出绿柱石、水晶、锂云母和铋、钼、铜等硫化矿的富块矿。从重选尾矿中进行综合回收的,目前仅有漂塘钨矿大龙山钨选厂将重选尾矿磨矿浮钼。该厂原矿品位为0.3-0.45%WO3、0.06-0.09%Mo左右,经重选后进入钨粗精矿中的钼约45%进入细泥中的钼约12%,品位为0.18-0.25%Mo;其余40%进入重选尾矿,品位为0.16-0.08%Mo左右。后者经磨矿后与细泥分别进行浮选收钼,获得钼精矿品位48%Mo,作业回收率79%,约占原矿钼回收率的40%,综合全厂钼的总回收率约77%。

综上所述,我国黑钨矿选矿的原则流程是,原矿粗碎后分级预先富集,抛弃大量粗块废石;合格矿破碎筛分,经三级跳汰,加强粗粒早收;跳汰尾矿磨矿分级,实行多级摇床分选,丢弃尾矿,中矿再磨再选:细泥集中浓缩,单独处理;重选粗精旷采用多种方法联合精选,既提高钨精矿品位,又综合回收副产。图9-2-14为我国黑钨选矿原则生产流程。

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