某復雜低品位白鎢螢石資源綜合回收試驗研究

劉 銘，陽華玲，王長福，馮章標，朱超英

（長沙礦冶研究院有限責任公司，湖南 長沙 410012）

鎢和螢石具有特殊的物理、化學性能，被廣泛應用于國防工業及國民經濟各領域［1-4］，《全國礦產資源規劃（2016—2020年）》首次將鎢、螢石等24種礦產列入戰略性礦產目錄。我國白鎢礦資源儲量豐富，以鎢多金屬共伴生礦床為主，主要集中在我國江西、湖南等地［5-6］。在這些鎢多金屬礦中往往伴生豐富的螢石資源，由于鎢、螢石資源稟賦性差，螢石品位低、脈石礦物組成復雜，加之受當時選礦技術水平限制，許多礦山企業僅回收了白鎢礦資源，伴生螢石資源多隨鎢尾礦直接外排丟棄。隨著我國鎢、螢石資源開發利用的不斷深入，特別是近年來螢石作為戰略性礦產資源在新能源等領域應用的興起，高效開發白鎢礦資源的同時，綜合回收伴生螢石資源已經成為國家開發利用的重點。湖南某礦山擁有豐富的白鎢礦、螢石資源，儲量分別達20萬t和200萬t以上，但因原礦性質復雜、資源稟賦性差，目前僅回收了鎢資源，螢石未得到綜合回收，造成大量螢石浪費。本文通過詳細的選礦試驗研究，以現場浮硫尾礦為研究對象，開展了某復雜低品位白鎢螢石綜合回收試驗研究，顯著提高了白鎢礦選礦指標，并實現了伴生螢石資源高效綜合回收。

1 礦石性質

取現場浮硫尾礦進行化學多元素分析、主要礦物含量分析及解離度分析，分析結果分別見表1～表3。

表1 礦石化學多元素分析結果 %

表2 礦石中主要礦物含量 %

表3 螢石和白鎢礦的解離度分析結果 %

由表1～表3可知，礦樣中可供選礦富集回收的主要組分是WO3和CaF2，含量分別為0.47%和6.08%，為達到富集目的礦物，需要選礦排除或降低的脈石礦物主要為透輝石、長石、云母、石榴石、方解石和白云石；白鎢礦的解離度為89.52%，螢石雖然大部分為單體或嵌連關系較為簡單的富連生體，但仍有15%左右以嵌連關系較為復雜的連生體存在，因此需要通過再磨才能使呈連生體產出的螢石得到較充分的解離。

2 選礦試驗研究

2.1 試驗方案

浮硫尾礦采用混浮工藝實現鎢螢石的高效富集回收，鎢螢石混合粗精礦采用彼得洛夫法，有效解析粗精礦表面的浮選藥劑，實現白鎢礦與螢石等礦物在精選過程中的高效分離，獲得合格的鎢精礦產品。白鎢加溫精選尾礦經濃縮脫藥預處理后，通過磨礦-粗選實現螢石的高效富集回收，螢石粗精礦經多次精選作業獲得合格螢石精礦產品，最終實現鎢螢石的高效綜合回收。

2.2 鎢螢石混浮試驗研究

2.2.1 捕收劑種類篩選試驗

為了實現鎢螢石同步高效富集回收，分別采用GYB（苯甲羥肟酸）、ZL（一種油酸皂捕收劑）、油酸、CYP-01（一種含有羧基、羥基、氨基等多種活性官能團的自制捕收劑）進行了粗選捕收劑種類篩選試驗。粗選純堿用量1 000 g／t，水玻璃用量2 000 g／t，ZN-1＃（一種含磷酸基團、金屬鹽的自制抑制劑）用量300 g／t，試驗流程如圖1所示，試驗結果見表4。

圖1 鎢螢石混浮捕收劑種類試驗流程

表4 捕收劑種類試驗結果

由表4可知，當采用GYB作捕收劑，獲得的粗精礦WO3品位為1.69%，CaF2品位僅7.61%，鎢回收率76.33%，而螢石回收率僅27.23%，可見GYB對螢石的捕收能力很差；當采用ZL作捕收劑，獲得的粗精礦WO3品位為1.41%，回收率達到88.47%，效果較好，但螢石品位及回收率不高；當采用油酸或CYP-01作捕收劑，粗精礦中鎢、螢石回收率都較高，相對來說，采用CYP-01獲得的粗精礦鎢、螢石指標最優。綜合考慮，捕收劑采用CYP-01藥劑。

2.2.2 鎢螢石混浮段閉路試驗

浮硫尾礦經鎢螢石混浮粗選后，通過條件試驗確定采用3次預精選獲得混合精礦，為了保證鎢螢石回收率，鎢螢石混浮粗選后增加兩次掃選作業。鎢螢石混浮段閉路試驗流程如圖2所示，閉路試驗結果見表5。

圖2 鎢螢石混浮段閉路試驗流程

表5 鎢螢石混浮段閉路試驗結果 %

由表5可知，鎢螢石混浮段閉路試驗可獲得產率 為 11.96%，CaF2品 位 40.70%、WO3品 位3.42%、鎢回收率88.92%、螢石回收率82.09%的混合精礦。

2.3 鎢螢石混浮精礦分離試驗研究

鎢螢石混浮精礦采用彼得洛夫法實現鎢、螢石分離，通過加溫高濃度攪拌后經四次空白精選獲得合格鎢精礦，鎢加溫精選尾礦回收螢石，為了保證鎢回收率，增加兩次精掃選，鎢加溫精選閉路試驗流程如圖3所示，閉路試驗結果見表6。

圖3 加溫精選閉路試驗流程

表6 加溫精選閉路試驗結果 %

由表6可知，加溫精選閉路試驗可獲得產率4.80%，WO3品位66.47%、鎢作業回收率93.02%的鎢精礦，鎢加溫精選尾礦中CaF2品位43.00%，螢石作業回收率98.58%，鎢螢石實現了高效分離。

2.4 鎢精選尾礦螢石回收試驗研究

2.4.1 螢石粗選試驗

由于鎢加溫精選尾礦中含有大量水玻璃，螢石被強烈抑制，為了活化螢石，采用自然沉降進行濃縮脫藥處理，自然沉降底流濃度為60%，然后通過磨礦擦洗，讓螢石充分解離，同時讓螢石礦物露出新鮮表面，通過高效浮選藥劑實現粗選螢石活化與富集。在純堿用量1 000 g／t，KG108藥劑（一種含磷有機抑制劑）用量300 g／t，CYP-01捕收劑用量400 g／t條件下進行磨礦擦洗試驗，試驗流程如圖4所示，試驗結果見表7。

圖4 螢石粗選試驗流程

由表7可知，白鎢加溫精選尾礦經濃縮脫藥后不擦洗獲得的螢石粗精礦品位及回收率均不高，而適當磨礦擦洗后獲得的螢石粗精礦指標明顯得到提高，當磨礦細度-0.045 mm占74.56%時，獲得的螢石粗選指標最優。

2.4.2 螢石粗精礦精選試驗

鎢加溫精選尾礦經濃縮脫藥預處理、磨礦擦洗后，在純堿用量1 000 g／t，KG108藥劑用量300 g／t，CYP-01捕收劑用量400 g／t條件下進行螢石粗選，獲得的螢石粗精礦進行不同條件下的精選流程試驗，試驗條件及結果見表8。

表8 精選不同試驗條件下的試驗結果 %

由表8可知，采用水玻璃與FG-1藥劑（一種無機鹽，對碳酸鹽及硅酸鹽有較好抑制作用）獲得的螢石精礦指標最優，可獲得作業產率38.94%，CaF2品位94.04%、作業回收率61.35%的螢石精礦。而采用水玻璃與鹽酸、酸化水玻璃在精選過程中有絮團，分選效果差，獲得的精礦螢石品位和回收率低。

2.5 全流程閉路試驗

通過試驗確定了最佳工藝流程及藥劑制度，在此基礎上通過調整藥劑制度進行了全流程閉路試驗，全流程閉路試驗流程如圖5所示，閉路試驗結果見表9。

圖5 全流程閉路試驗流程圖

表9 全流程閉路試驗結果 %

由表9可知，全流程閉路試驗獲得產率0.57%，WO3品位65.21%、鎢回收率80.80%的鎢精礦及產率2.98%，CaF2品位91.45%、回收率45.27%的螢石精礦，鎢螢石實現高效綜合回收。

3 結 論

1.湖南某復雜低品位伴生鎢螢石礦中可回收的主要組分是WO3和CaF2，其含量分別為0.47%和6.08%，脈石礦物主要為透輝石、長石和云母，次為石榴石、方解石和白云石等。

2.采用“鎢螢石同步浮選-鎢加溫精選-鎢精選尾礦回收螢石”新工藝，全流程閉路試驗可獲得產率0.57%，WO3品位65.21%、鎢回收率80.80%的鎢精礦和產率2.98%、CaF2品位91.45%、螢石回收率45.27%的螢石精礦。

3.新技術實現了伴生螢石資源高效綜合回收，減少了尾礦的排放量和環境污染，可緩解尾礦庫庫容壓力，有利于延長尾礦庫使用壽命，社會效益及環境效益顯著。