新型捕收剂CK⁃2浮选某低品位白钨矿的研究①

祁忠旭，王 龙，孙大勇，冯 程

（长沙矿山研究院有限责任公司，湖南 长沙410012）

钨是典型稀有金属，也是我国重要战略资源，具有熔点极高、硬度大、密度高等特性，是新型材料、特殊合金、有机金属化合物及电子光学材料等不可或缺的组成部分，具有极为重要的用途。随着易选钨资源不断被开发与利用，“贫、细、杂”钨资源开发占比日趋提高。“贫、细、杂”钨资源通常存在着开发难度大、资源利用率不高、经济效益差等问题，因此提高钨资源利用率、增加综合经济效益具有重要意义［1－2］。

白钨矿浮选多采用油酸及皂、731、塔尔油、ZL等脂肪酸或改性脂肪酸类捕收剂［3－7］，这类捕收剂选择性较差，药剂消耗量大，不耐硬水，对温度敏感，泡沫过黏，致使浮选指标较差。针对此类问题，现场生产常通过提高脉石抑制剂用量的“强拉强压”方式或者使用多种药剂组合来改善有用矿物与脉石矿物之间可浮性差异。

随着采矿逐步向深部和边缘采掘，某低品位白钨矿原矿石趋向“贫、细、杂”，选矿难度越来越大，白钨选矿回收率由高点的86%逐年降至80%左右。本文自主研发了新型高效白钨捕收剂CK-2［8］，对白钨矿表现出较强的捕收性和适宜的选择性，强化白钨浮选回收。

1 矿石性质

某矽卡岩型低品位大型白钨矿主要可回收的有用矿物为白钨矿，而钨华及黑钨矿含量较低，回收价值不大。其他主要金属矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、辉铜矿、铁闪锌矿、方铅矿、辉铋矿、磁铁矿、辉钼矿等。脉石矿物以钙铁榴石、钙铝榴石为主，其次为石英、方解石、透辉石、绿帘石、透闪石、方解石、萤石、绿泥石等。矿石构造大部分为浸染状、块状，斑杂状、脉状次之，结构以自形-半自形晶粒状为主。钨矿物主要为中粒和细粒嵌布。

矿样化学多元素分析结果见表1，钨物相分析结果见表2。

表1 矿样化学多元素分析结果（质量分数）／%

表2 钨物相分析结果

2 浮选试验研究

2.1 磨矿细度试验

由于白钨矿性脆，在磨矿过程中易过粉碎，在保证白钨矿单体解离度满足要求的前提下，尽可能粗磨，以防止白钨过磨泥化。磨矿细度试验采用一次白钨粗选，试验流程如图1所示，结果如图2所示。其中捕收剂CK-2是由多种有机物与无机物在一定条件下反应而成的、具有羧基和胺基两种官能团的两性药剂。

图1 磨矿细度试验流程

图2 磨矿细度试验结果

由图2可知，随着－0.074 mm粒级含量不断提高，钨粗精矿品位逐渐降低，回收率逐渐提高；但－0.074 mm粒级含量达到50%以后，回收率提高并不明显，且白钨粗精矿品位下降幅度较大，其原因一是白钨矿性脆，部分白钨矿可能过磨，二是磨矿细度提高，脉石易泥化，干扰白钨浮选的同时，泥化脉石易随泡沫夹带上浮。综合考虑，确定白钨浮选磨矿细度为－0.074 mm粒级占50%。

2.2 调整剂碳酸钠用量试验

碳酸钠是极为重要的pH调整剂，它在矿浆中水解后得到OH－、HCO3

－和CO32－等离子。它是比氢氧化钠弱得多的一种碱性调整剂，调整范围在pH＝8～10左右。在浮选氧化矿时，碳酸钠能消除矿浆中Ca2＋、Mg2＋等有害离子的影响，并且对矿泥有分散作用，减弱或消除矿泥的不良影响。按图1所示流程，在磨矿细度－0.074 mm粒级占50%条件下，进行了碳酸钠用量试验，结果如图3所示。

图3 碳酸钠用量试验结果

由图3可以看出，随着碳酸钠用量增加，钨粗精矿品位呈降低趋势，而回收率变化规律性不强，在碳酸钠用量1 200 g／t时，白钨粗精矿品位和回收率较为理想，故确定碳酸钠用量1 200 g／t。

2.3 水玻璃用量试验

水玻璃对石英、方解石、萤石以及硅酸盐类矿物有很好的抑制作用，作为脉石抑制剂大量使用。水玻璃中起抑制作用的主要成分是HSiO3－和H2SiO3，两者具有相当强的水化性，且是亲水性较强的离子和胶粒，它们与硅酸盐类矿物皆具有同一种酸根，能较好地在石英及硅酸盐矿物表面发生吸附作用，于矿物表面形成亲水性薄膜，使矿物表面的亲水性大增，进而使脉石矿物受到抑制［9］。

按图1所示流程，在磨矿细度－0.074 mm粒级占50%条件下开展了脉石抑制剂水玻璃用量试验，结果如图4所示。

图4 水玻璃用量试验结果

由图4可知，水玻璃用量对白钨矿可浮性影响较大，逐步增加水玻璃用量，白钨粗精矿品位呈逐渐上升趋势，回收率则呈逐渐降低趋势，当水玻璃用量超过3 000 g／t后，回收率下降较为明显，兼顾回收率与品位，确定水玻璃用量3 000 g／t为宜。

2.4 捕收剂种类及用量试验

按图5所示流程，对比研究了CK-2与现场捕收剂ZL的捕收效果，结果见图6。

图5 捕收剂用量试验流程

图6 捕收剂用量试验结果

由图6可知，增加捕收剂用量，白钨粗精矿回收率皆逐渐提高，品位则逐渐降低，且在捕收剂用量相同的条件下，采用CK-2获得的白钨粗精矿回收率及品位皆优于现场使用的ZL捕收剂，说明CK-2在捕收性和选择性方面皆具有一定优势。并确定CK-2捕收剂适宜用量为300 g／t。

2.5 全流程闭路试验

在条件试验基础上，开展了CK-2和ZL为白钨捕收剂的全流程闭路试验，试验流程见图7，结果见表3。

图7 闭路试验流程

表3 闭路试验结果

由表3可知，采用CK-2为白钨矿捕收剂，最终可获得白钨精矿WO3品位63.33%、回收率86.30%的优良浮选指标，相较采用ZL为捕收剂的闭路试验，回收率提高了4.17个百分点。

3 结 语

1）CK-2作为白钨矿捕收剂选别低品位白钨矿时，与现场捕收剂ZL相比，显示出对白钨矿更强的捕收能力和选择性。

2）以CK-2为捕收剂、碳酸钠和水玻璃为调整剂，采用常温浮选工艺，选别WO3品位0.30%的低品位白钨矿，可以获得白钨精矿WO3品位63.33%、回收率86.30%的选别指标，与采用现场捕收剂ZL相比，白钨精矿回收率提高了4.17个百分点。