（矿物加工工程专业论文）钨矿预脱铁脱泥黑白钨混浮新工艺及机理研究.pdf

分类号v d c 硕士学位论文 密级 钨矿预脱钛= 脱泥二黑鱼钨混淫瓤王芝及机理研究 s t u d y o nan e w t e c h n o l o g ya n di t sm e c h a n i s m sf o r r e c o v e r i n gt u n g s t e nw i t haf l o w s h e e to f i r o np r e - - r e l e a s e p r e d e s l i m i n g - - b u l kf l o t a t i o no f w o l f r a m i t ea n ds c h e e l i t e 作者姓名： 学科专业： 二级学院： 指导教师： 赵磊 矿物加工工程 资源加工与生物工程学院 邓海波副教授 答辩委员会主席4 9 垒i ! 盍 中南大学 二o o 年五月 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名： 姐 日期：业年上月! 日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论 文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。 同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论 文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信。皂, j i e 务。 储躲熔新躲晔眺亚年月卫日 f 硕士学位论文摘要 摘要 近期以来，湖南省柿竹园有色金属公司野鸡尾5 0 0 v d 选矿厂和 3 8 0 选矿厂的钨浮选作业，选矿指标较差。综合分析其原因，入料矿 石中存在的原生矿泥，以及因矿石嵌布细浮选入选前入料需细磨至 0 0 7 4 m m 大于8 4 而导致产生的次生矿泥。这些矿泥的存在导致选矿 指标较差。 另一方面，柿竹园有色金属矿矿石中存在有相当部分的磁性矿 物如磁铁矿等。前面弱磁选选铁作业仅有一次粗选，导致给入钨浮选 作业的矿浆样中的磁性矿物含量均在2 0 - - , 4 3 之间，含w o 。品位在 o 1 4 0 4 0 之间。该部分含铁磁性矿物若不能预先脱除而进入钨浮 选作业，将大大降低钨浮选作业粗精矿品位。 论文针对上述矿石的变化，提出采用弱磁预脱铁一浮选预脱泥一 黑白钨混浮新工艺，完成了实验室小型试验，获得优于同样条件同一 试验样品试验技术指标。 强化弱磁选选铁作业的措施是手磁铁( 0 1 3 t ) 进行了弱磁选扫 选。通过强化弱磁选选铁作业，可除去绝大部分对黑白钨混浮粗选段 的钨粗精品位和回收率有影响的磁铁矿。浮选预脱泥作业脱出矿泥产 率在3 5 之间，粒级均分布在1 0 岬( 0 0 1 0 m m ) 左右，非常细， w 0 3 品位与原矿持平或略高于原矿，此细粒矿泥的存在严重影响到浮 选指标。 弱磁预脱铁一脱泥浮选机理研究：从矿泥的粒度分析看，脱出的 矿泥粒度矿泥样的绝大部分粒级均分布在2 岬3 0 岬之间，平均粒度 为l o 岬( o 0 1 0 m m ) 左右，非常细。微细的磁铁矿拥有“高梯度效应”， 像高梯度磁选机中的“钢毛”介质一样，容易团聚黑钨矿颗粒。通过 扩展的d l v o 理论计算白钨矿和矿泥的相互作用能，白钨矿和矿泥间 的e d l v o 势能总为负，表现为白钨矿和矿泥的相互吸引行为，矿泥 罩盖于钨矿表面，影响钨矿浮选。通过机理研究分析表明，新工艺采 用在黑白钨混浮前进行磁选预脱铁一浮选预脱泥处理，是合理的。 关键词柿竹园，黑白钨混浮，弱磁预磁选，脱泥浮选，e d l v o m i n e r a l ss u c ha sm a g n e t i t ei nt h ef e e d i n go r e s t h el o w i n t e n s i t y m a g n e t i cs e p a r a t i o np r i o rt ot u n g t e nf l o t a t i o nw a so n l yo n er o u g h i n g ，a n d t h ec o n t e n to f m a g n e t i cm i n e r a li nt h ef l o t a t i o np u l pw a s2 o 4 3 ， w i t haw 0 3 g r a d eo f o 14 0 4 0 i ft h i sp a r to f m a g n e t i ci r o nm i n e r a l c a n tb ep r e r e m o v e da n de n t e r e dt h et u n g s t e nf l o t a t i o no p e r a t i o n ，t h e g r a d eo fr o u g hc o n c e n t r a t ew o u l db er e d u c e dg r e a t l y t h i sp a p e rp r o p o s e dan e w t e c h n o l o g yo fl o w - i n t e n s i t ym a g n e t i c s e p a r a t i o n f l o t a t i o nd e s l i m i n g b u l kf l o t a t i o no fw o l f r a m i t ea n ds c h e e l i t e ， t h el a b o r a t o r yt e s t sw e r ec o m p l e t e d ，a n dt h er e s u l t sb e i n gb e r e rt h a nt h e s a m ep o i n ti nt h es p o tp r o c e s s i n gw e r eo b t a i n e d t h el o w - i n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t i o nw a ss t r e n g t h e n e db y s c a v e n g i n gw i t hah a n dm a g n e t ( 0 13 t ) m o s to fm a g n e t i t ew h i c hc a n i n f l u e n c et h eg r a d ea n dr e c o v e r yo f t u n g t e nr o u g hc o n c e n t r a t ew a s r e m o v e d t h ey i e l do fo r es l i m ei nd e s l i m i n g o p e r a t i o nw a s3 5 ，t h e s i z ed i s t r i b u t i o nw a sa b o u tlo g m ( o o1o m m ) ，w h i c hw a sv e r yf i n e ，a n d t h eg r a d eo fw 0 3w a sf l a to rs l i g h t l yh i g h e rt h a nt h er u n o f - m i n e ，s oi t c o u l db ea b a n d o n e dd i r e c t l y r e s e a r c h e so nt h em e c h a n i s mo f l o w i n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t i o n a n df l o t a t i o nd e s l i m i n g ：i tc a nb es e e nf r o mt h ep a r t i c l e ss i z ea n a l y s i so f o r es l i m et h a tt h er e m o v e ds l i m e sw e r e2 9 m 3 0 9 ma n dt h ea v e r a g es i z e w a sa b o u t10 9 m ( o olo m m ) t h em i c r of i n em a g n e t i t eh a d t h eh i g h g r a d i e n te f f e c t ，a st h e s t e e lw o o l m e d i u mo ft h eh i g hg r a d i e n t ，w h i c h c a nr e u n i t ew o l f r a m i t ep a r t i c l e s f r o mc a l c u l a t i n gt h ei n t e r a c t i o n p o t e n t i a lw i t ht h ee x t e n d i n gd l v ot h e r o y , i tc a nb ek n o w nt h a tt h e i i 硕+ 学位论文 a b s t r a c t e d l v o p o t e n t i a lb e t w e e n s c h e e l i t ea n ds l i m ew a sa l w a y sn e g a t i v e ， e x p r e s s i n gi nt h ea t t r a c t i o nb e t w e e n t h e m t h a tt h ee x i s t e n c eo fs l i m ea n d m a g n e t i t eh a d s e v e r ei n f l u e n c e so nf l o t a t i o n ，w h i c hw a sv e r i f i e db y t h e o r e t i c a lc a l c u l a t i o n ，a c c o r d e dw i t ht h ee x p e r i m e n t k e y w o r d s ：s h i z h u y u a n ，b u l kf l o t a t i o no fw o l f r a m i t ea n ds c h e e l i t e ， l o w i n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t i o n ，d e s l i m i n gf l o t a t i o n ，e d l v o i i i 目录 i i i i 1 1 1 3 4 4 6 9 9 1 2 1 4 1 4 1 6 1 8 2 1 试验矿样1 8 2 1 1 实际矿石浮选矿样1 8 2 1 2 纯矿物检测样品2 0 2 2 试剂与设备2 0 2 2 1 试剂2 0 2 2 2 设备2 l 2 3 试验方法2 1 2 3 1 浮选工艺2 1 2 3 2 动电位测试2 l 2 3 3 接触角的测量2 2 第三章钨矿预脱铁一脱泥一黑白钨混浮试验2 3 3 1 模拟现场药剂流程条件直接浮选试验2 3 3 2 预先脱铁和脱泥试验2 4 3 2 1 预先脱铁方法2 4 硕士学位论文 目录 3 2 2 预先脱泥方法2 5 3 3 沉降脱泥一黑白钨混合浮选工艺试验2 5 3 3 1b 矿样沉降脱泥一混浮试验2 5 3 3 2c 矿样沉降脱泥一混浮试验2 9 3 3 3d 矿样沉降脱泥一混浮试验3 1 3 4 弱磁脱铁一浮选脱泥一黑自钨混合浮选工艺试验3 3 3 4 1c 矿样脱铁一浮选脱泥一混浮试验3 4 3 4 2d 样脱铁一浮选脱泥一混浮试验3 6 3 4 3e 样脱铁一浮选脱泥一混浮试验3 7 3 5 小结4 0 第四章钨矿预脱铁一脱泥一黑白钨混浮机理研究4 2 4 1 矿泥粒度分析4 2 4 2 动电位和接触角测定4 3 4 3 磁铁矿对黑白钨混浮影响机理研究4 4 4 4 白钨矿颗粒间的相互作用4 7 4 4 1 白钨矿和矿泥吸附行为4 7 4 4 2 扩展d l v o 理论( e d l v o ) 4 8 4 4 3 白钨矿颗粒间作用能的计算5 1 4 5 小结5 3 第五章结论5 4 参考文献5 5 致谢6 0 硕士期间主要研究成果6 1 i l 硕士学位论文 第一章文献综述 第一章文献综述 钨以其高熔点和高硬度著称，被誉为“工业的牙齿”，广泛运用于航空航天、 原子能、船舶、汽车工业、电气工业、电子工业、化学工业等领域，是重要的稀 有难熔金属之一。据推算，钨在地壳中的含量为0 0 0 7 ，自然储量6 2 0 万t ，可开 采储量2 9 0 万t 【l 】。我国是世界上钨矿资源最丰富的国家，据有关部门资料，截至 2 0 0 5 年底我国保有钨( w 0 3 1 储量13 2 3 5 万t ，基础储量2 4 6 0 4 6 万t ，资源储量5 6 9 2 7 万t 【2 1 。柿竹园有色金属矿着落在湖南省郴州市，距京广铁路郴州站约2 4 公里，是 我国储量最大的铋、钨、萤石矿产资源。批准的现b + c + d 级钨储量占全国钨储 量的1 7 ，铋储量占全国的7 4 ，萤石储量占全国7 3 。除此，还伴生大量的钼、 锡、铜、铅、铍、锌、硫和少量的金、银，被誉为“世界有色金属矿产博物馆”， 是中国罕见的特大型钨钼多金属矿【3 】。长期为国家建设和国防工业提供了大批工 业原料，成为我国有色矿产行业和地方经济发展的重要支撑。 1 1 我国钨矿资源 1 1 1 我国钨矿资源概况 自然界中已发现2 0 多种钨矿物，目前具有工业开采价值的主要是黑钨矿( 含 w 0 37 6 5 6 ) 和白钨矿( 含w 0 38 0 6 0 ) ，其它辟如钨华w 0 3 h 2 0 、铜钨华 c u w 0 4 h 2 0 、钨铅矿p b w 0 4 、钨钼铅矿( p b ，m o ) w 0 4 等不就有很强的工业价值 【4 j 。表1 1 为主要钨矿物的部分物理性质。 表1 1 主要钨矿物的部分物理性质【5 1 我国是世界上最大钨拥有国，储量和产量都居世界首位。根据美国地质调查 ) 冒j ( u s g s ) 2 0 0 6 年公布的数据，地球上全部2 9 0 ) 可t ( 钨含量) 的储量中，中国具有 l8 0 万t ，芒i 61 ，远远高于第二位加拿大的2 6 万t f 6 】。 我国钨矿资源有两大特点：( 1 ) 储量集中，分布广泛。我国有2 2 个省( 区) 硕士学位论文 第一章文献综述 发现钨矿资源，但钨主要集中于江西、湖南、福建、广东、河南、甘肃、云南等 省，其中湖南和江西两省就占全国的三分之二。我国钨储量中，白钨约为7 0 ， 黑钨约为3 0 。白钨矿由于成分复杂、品位较低、结晶粒度较细，开采成本普遍 高于黑钨矿。目前，江西和湖南是我国钨精矿产量最大的省。( 2 ) 钨矿共( 伴) 生组分多，可达3 0 多种，单一矿床仅占8 。从矿石类型上看，白钨矿主要与有 色金属和贵金属伴( 共) 生，黑钨矿则与重金属稀土、稀有和分散元素伴( 共) ，上【6 】 l0 我国钨矿层主要矿层类型及特征简述如下【7 】： ( 1 ) 石英脉型黑钨矿层。此类型矿层是我国钨主要类型之一，以矿层规模 之大、开发之早、产量之多，而驰名中外。矿层主要分布在赣南、湘南、粤北成 矿区带里。矿体的围岩蚀变主要有云英岩化、钾化、硅化、绢云等。钨矿石主要 由黑钨矿和石英组成，并含有锡石、辉铋矿、辉钼矿、白钨矿、毒砂、黄铁矿、 磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等。具有代表性的矿层有江西省西华山、大吉山，广 东省锯板坑、梅子窝和石人嶂等石英脉型黑钨矿层。 ( 2 ) 夕卡岩型白钨矿层。该类型也是我国钨矿层主要类型之一。7 0 年代以 前，我国勘测的主要是石英岩型黑钨矿和斑岩型黑钨矿，当时的储量组成主要为 黑钨矿，约占总储量5 0 以上，白钨矿约占2 0 ，混合钨矿( 黑钨矿、白钨矿) 约 为3 0 左右。7 0 年代以来，白钨矿储量具有较大幅度增高，到此改变了我国钨矿 储量的结构，白钨矿约占7 1 ，而矿石主要来自矽卡岩型白钨矿层，但是大多数 是贫矿。这类矿层的生成和分布主要与中深浅成的中酸性岩浆岩等有关。矿石 产于岩浆岩体何碳酸盐类岩石接触带以及其附近的围岩里。围岩蚀变主要为夕卡 岩化，一般在晚期的复杂夕卡岩阶段富集为矿。矿层形态复杂，多呈不规则囊状、 扁豆状、透镜状，也有的呈层状、似层状及形态简单的透镜状。有的夕卡岩钨矿 层的围岩还有大理岩化、斜长石化、硅化、钾长石化、叶蜡石化、白云母化、黄 铁矿化等。矿产矿物主要为白钨矿、辉铋矿、辉钼矿、锡石、方铅矿、闪锌矿、 黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿、毒砂等。具有代表性的矿层：湖南省瑶岗 仙钨矿层、新田岭白钨矿床、柿竹园钨( 锡铋钼) 矿层、江西省修水香炉山的白钨 矿床、甘肃省塔儿沟似夕卡岩型白钨矿层。 ( 3 ) 斑岩型钨矿层。该类型矿层的形成主要与火山及次火山作用晚期的弱 酸性钙碱等系列的浅超浅成侵入作用的成因紧密联系。与钨矿化相关的斑岩主 要是花岗闪长斑岩、花岗斑岩、二长花斑岩、石英斑岩等。矿化主要分布在岩体 层内，有的产于斑岩体与围岩接触带中，少数的产于围岩中。矿化体呈细脉浸染 状的，品位较低，规模大，常伴有辉钼矿体，矿体产出浅成，围岩蚀变具有分带 的现象。矿化呈浸染状、网脉状及细脉状，矿体常呈似层状、透镜状、不规则状， 2 硕士学位论文 第一章文献综述 与围岩无明显的界线。矿石矿物主要为白钨矿、黑钨矿、辉钼矿，其次有黄铜矿、 闪锌矿、黄铁矿、辉铋矿等。具有代表性的矿层为广东省莲花山钨矿床、江西省 阳储岭钨矿床等。 ( 4 ) 爆破角砾岩型钨矿层。在斑岩型的钨矿体内，常伴有含钨爆破类角砾 岩，其矿石主要成分是黑钨矿、辉钼矿，其次还有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等， 主要以胶状体形式存在。矿体主要产于爆破砾岩体内，也有的产于角砾岩体内的 围岩构造裂隙里，形成钨矿脉。角砾岩体内的矿常分布于角砾岩体的上部及接触 带附近。此类矿层品位较富，但规模较小，多为中小型富矿。 中国钨矿类型，因为成矿作用复杂，成矿矿产来源拥有多源化、成矿作用多 层次、多阶段，因此形成了多型共生复杂的矿体、矿床。比如江西省大湖塘钨矿， 岩体内的浸染型( s n w - m o ) 角砾岩筒型( w - s n b e ) ；如湖南省柿竹园钨矿体，岩 体层内的云英岩型一夕卡岩型一叠加于矽卡岩的网脉型、大理岩一云英岩中的网 脉型一石英脉型；瑶岗仙钨矿层，花岗岩内浸染型一石英岩脉型一细网状脉型一 云英岩一花岗伟晶岩型一矽卡岩型等。 1 1 2 柿竹园钨矿资源概况 柿竹园钨、锡、钼、铋矿层产于花岗岩内接触带的矽卡岩、大理岩中，南北 长1 0 0 0 - - - 1 2 0 0m ，东西宽6 0 0 8 0 0m ，厚1 5 0 3 0 0m ，最厚处达5 0 0m ，呈透镜状， 自上而下的重叠，形成i 号4 个矿带。目前主要开采的i i i 矿带4 9 0m 水平以上 的3 1 5r n 3 1 3m 富矿段，采用盘区开采，从西向东可划分为4 个盘区，每个盘区 由北至南分为9 个矿块，共3 6 个矿块。矿房长6 4m ，宽2 0 m ，高6 8m ，矿房和盘 区之间均留1 5m 的连续矿柱，原设计运用分段凿岩阶段崩矿嗣后采用一次充填采 矿法开采，后期逐渐转为露天开采。目前，矿山已回采了3 4 个矿房，其中k 3 4 k 3 5 r 旷房间的矿柱已采。由多种原因，未对进行已采矿房的充填处理，遗留的 采空区的体积约为3 0 0 万m 3 ，顶板暴露面积达3 万m 2 以上。特别是富矿段的西 北角，由于结构面的非常发育，部分连续矿柱倒塌，使空场相互间连通，地表活 动显著，最大连续顶板暴露面积达8 0 0 0m 2 ，给矿山现场生产和矿床的进一步开采 利用造成了很大的安全威胁峭j 。 柿竹园超大型钨多金属矿层位于湖南省郴州市东南1 5k m ，矿床资源规模庞 大。矿层由3 次岩浆2 次热液活动叠加而形成，自上而下分为4 种矿石英脉类型t 大理岩细网脉型s n ( b e ) 矿石( i ) ；矽卡岩型，b i 矿石( i i ) ；网脉状云英矽卡岩 型w ，( s n ) ，m o ，b i 矿石( i i i ) 及云英岩型w ，s n ，m o ，b i 矿石( i v ) ；巳探明 的w ，s n ，m o ，b i 金属总储量( 万t ) 达1 8 7 ，其中：w 0 37 5 ，s n4 9 ，b i3 0 ，m o1 3 ， b e2 0 。主要工业矿物为白钨矿、黑钨矿、锡石、辉钼矿、辉铋矿。白钨矿：黑 硕七学位论文第一章文献综述 钨矿约为2 ：1 t w 。 钨的储量约占全国储量的1 4 ，铋储量约占全国储量的7 4 ，钼占全国储 量的5 ，萤石占全国伴生萤石总储量的1 4 ，石榴石占该矿床矿石量的2 7 左右，是世界上罕见的特大型矿床。此外，还伴生有金、银、铜、铅、锌、锡、 铁、铍、铌、钽等有价元素，综合利用潜力巨大，是我国正在开发的矿产资源综 合利用的重要基地。工艺矿物学研究表明，伴生的金、银、铜、锌、铅可在硫化 矿浮选回收钼、铋时加以考虑，铌、钽主要富集在黑钨矿中。由于矿石中有用矿 物粒度细，含量低，赋存状态复杂，在目前技术经济条件下，可工业回收的主要 矿物为钨、钼、铋、萤石、石榴石和硫六种f 1 0 1 。 1 9 9 2 年北京矿冶研究总院对i i i 矿带富矿工艺矿物学研究结果表明，钨矿物 以不规则半自形和他形晶为主，呈分散浸染状嵌布在矿石中，白钨矿与萤石、黑 钨矿、石英等关系较密切，属细粒为主的中细不等粒不均匀嵌布。钼矿物呈自形、 半自形片状，以浸染体嵌布于脉石中，分布不均匀，部分与自钨、黑钨、辉铋矿 呈接触嵌镶或包裹嵌镶，属中细不等粒不均匀嵌布。辉铋矿一般呈他形晶，以不 规则粒状、柱状、点状浸染嵌布于脉石中，分布极不均匀，属微细粒不等粒不均 匀嵌布。据测定，6 种欲回收主要矿物的平均嵌布粒度依次降低的顺序为：石榴 石( o 1 6 7 m m ) 黄铁矿( 0 0 9 7 m m ) 萤石( o 0 7 8 m m ) 黑钨( o 0 3 0 m m ) 白钨矿 ( 0 0 2 6 m m ) 和辉钼矿( 0 0 2 9 m m ) 辉铋矿( 0 0 10 m m ) 1 0 】。 1 2 白钨矿研究进展 白钨矿( c a w 0 4 ) 是由钙的钨酸盐组成，其化学成分为w 0 3 8 0 6 ，c a o 为 1 6 4 。由于白钨矿的易碎性以及浮选法的种种优势，目前，浮选是白钨矿最常 用的选别方法。这些年来，选矿工作者无论是在白钨矿浮选的工艺方面还是在浮 选的药剂方面，都取得了一些进展。 1 2 1 白钨矿浮选工艺与技术 白钨浮选就矿石类型主要可以分为三大类：即白钨一石英( 或硅酸盐矿物) 、 白钨方解石、萤石型和白钨方解石、萤石、重晶石型。由于后两种类型的白钨 矿石在浮选工艺和调整剂使用方面有较多的相似，有的干脆把它归结为白钨方 解石、萤石( 重晶石) 型【l l 】。一般情况下，当脉石以石英或硅酸盐矿物为主时的 白钨矿石比较易选，用油酸作捕收剂，加水玻璃作抑制剂就能有效地抑制石英和 硅酸盐类脉石。而白钨方解石、萤石( 重晶石) 型矿石由于矿物的可浮性相似 而变得较难分选，这也是近年来自钨矿浮选研究的重点及难点。自钨浮选一般可 4 硕七学位论文 第一章文献综述 以分为两个阶段即粗选段和精选段，粗选段以最大限度地淘汰脉石矿物为目的而 提高粗选富集比，白钨的粗选通常是在常温下进行的。白钨的精选被看作是整个 白钨浮选的关键，由于冶金对白钨精矿的质量要求比较高，因此白钨精选次数一 般均在5 次以上【1 2 1 。在白钨浮选工艺的生产实践中，主要考虑如何强化粗选的选 择性，提高浮选的富集比；精选过程中的泡沫矿化和中矿循环量的控制。就白钨 矿浮选过程中是否加温来分，白钨矿浮选工艺一般可分为两种：浓浆高温法( 即 彼得罗夫法) 和常温浮选法。 由于白钨粗选精矿中仍有大量细粒的方解石、萤石等脉石矿物。这些脉石矿 物与捕收剂作用后，其可浮性与白钨矿更为相似，常规方法难以分离于是用浓浆 高温法。浓浆高温法，又称“彼得罗夫法”。其实质是将含有方解石和萤石的白 钨粗精矿经浓缩( 固体占6 0 0 旷7 0 ) 后添加大量水玻璃，在高温( 8 0 以上) 条件下长时间强烈搅拌( 3 0 6 0 m i n ) ，利用矿物间表面吸附的捕收剂膜解析速度 的不同，提高抑制的选择性，然后稀释常温精选。该法对矿石的适应性较强、选 别指标稳定，但需另设加温辅助设备，选矿成本高，劳动条件差，此法在白钨矿 山得到广泛应用。 广州有色金属研究院【1 3 】对该方法进行了改进，即以组合调整抑制剂代替单 一的抑制剂水玻璃，强化对含钙脉石矿物的抑制，加温后无需稀释一浓缩脱药作 业，直接常温浮选，这样大大简化白钨精选流程，避免脱水脱药时钨的损失，确 保钨的回收率，同时在高碱度介质中浮选白钨，可强化对含钙脉石矿物和硫化矿 的抑制，以保证获得高品位的白钨精矿。朱建光等对柿竹园生产中钨粗精矿“彼 德洛夫 法进行了改进。取消脱药和脱硫作业，每t 给矿添加水玻璃4 0 蝇，a 药剂 3 k g ，b 药剂1 2 k g 和g y t 2 k g 进行加温浮选，获得良好技术经济效果。 白钨精选的常温法在以石英为主的矽卡岩型的白钨矿山中得到广泛地应用。 由于彼得罗夫法操作复杂、能耗大、成本高、生产环境差，因而钨矿物与含钙脉 石矿物在常温条件下的浮选分离一直是选矿界探索的课题。实现白钨矿常温浮 选，尤其是实现对白钨方解石、萤石( 重晶石) 型白钨矿的常温浮选是选矿学 者和专家孜孜以求的课题。尝试通过改变操作参数或者采用新药剂以实现常温浮 选是研究的常态，并取得了一些进展。 2 0 世纪7 0 年代初在我国赣南首1 卦 7 3 1 氧化石蜡皂常温浮选法( 简称：7 3 1 常温 法) ，与浓浆高温法相比，此法更加重视粗选作业，强调碳酸钠与水玻璃的协同 效应，通过控制矿浆p h 值使矿浆中的h s i 0 3 保持在一个有利于强化抑制的浓度范 围，并配以选择性较强的7 3l 氧化石蜡皂作白钨矿的捕收剂来达到较高的粗选富 集比，粗精矿在添加大量水玻璃的条件下，长时间( 大于3 0 m i n ) 强烈搅拌后稀 释精选。该法免去了浓浆高温法的诸多不便，选矿成本也较低，但对矿石的适应 硕士学位论文 第一章文献综述 性不及浓浆高温法。7 3 1 常温法在以石英为主的矽卡岩型白钨矿山得到广泛应用 1 1 4 l o 7 0 年代末，v a z q u e z 在研究t e m p i u t 钨矿回收时发现，粗选给矿同石灰搅拌， 随后用苏打，再加水玻璃，可在获得满意回收率的条件下得到含w 0 3 接近1 0 的 精矿，经过详细研究以后，结果进一步改善。该研究引出一种独特的浮游方法一 “石灰法 。这种方法选择性好，精矿品位高，尤其适用于矽卡岩型矿石【l 引。该 法打破了以往非硫化矿浮选不能使用c a o 作p h 调节剂的禁区，一经发明，便被世 界各钨选厂广泛采用，更成为选矿专家们的热门所在。黄万抚f l6 】研究了石灰法 的作用机理，认为石灰的加入使白钨和萤石表面吸附c a 2 十并导致他们的电位产 生不同的变化，萤石的毛电位由负变到正，白钨矿的电位仍然保持负值。碳酸 钠的加入在溶液中产q c 0 3 2 - 能吸附在带正电的萤石表面并与c a 2 + 作用形成 c a c 0 3 覆盖层，该覆盖层与水玻璃作用后使萤石收到强烈抑制。白钨矿表面无任 何沉淀，所以能与脂肪酸类作用而浮游 黄枢，肖金华【1 7 】用“石灰浮选法”处理广西某钨锡选厂产出的电选白钨中 矿，在接近常温( 3 2 ) 的条件下，经过一次粗选，一次扫选和两次精选，就可 获得含w 0 3 7 6 6 6 ，含s n 0 1 6 ，回收率为9 2 8 4 的一级i 类白钨精矿。他们认 为，根据白钨矿、石英、锡石、方解石、萤石的零电点( 分别为1 8 ，2 3 7 ，4 5 ， 5 5 6 ，6 2 ) ，白钨矿比其他矿物具有更强的负电性，这是钙离子在其表面的吸附未 能使其电性中和的原因。 程新潮【1 8 】采用c f 类捕收剂，水玻璃和b l r 组合抑制剂成功实现了黑白钨矿 的同时浮选，对黑白钨混合精矿经过磁选分离和酸浸作业，取得了含w 0 3 7 1 9 3 、 回收率5 6 2 3 的白钨精矿和含w 0 3 6 6 6 1 、回收率2 7 3 0 的黑钨精矿的良好指 _ 一 杯。 王秋林等【1 9 】以湘西金矿白钨浮选为具体研究对象，叙述了在白钨常温精选过 程中，采用选择性好的高效组合抑制剂y 8 8 ，强化对含钙脉石矿物的抑制，实现了 白钨与含钙脉石矿物的有效分离，获得含w 0 3 品位达7 2 8 ，回收率为8 4 8 5 f l q 优 质白钨精矿。 1 2 2 白钨矿浮选药剂的研究 白钨矿的可浮性好，一般浮选是白钨矿的有效选别方法，而浮选药剂又是浮 选过程的关键，所以白钨矿浮选药剂以及浮选原理的研究是提高白钨矿回收利用 的关键。白钨矿的浮选技术和工艺现都比较成熟，不论是基于浓浆高温法还是基 于常温浮选法，现在选矿人员主要的是解决含钙脉石矿物与白钨矿的分离。因此， 为了有效地提高其分离得效果，提高捕收剂和调整剂的选择性及高效性，并开发 6 硕十学位论文第章文献综述 新型无毒低廉的药剂是选矿工作者的中心任务。 到目前为止，用于白钨矿浮选研究的捕收剂主要有：阴离子捕收剂、阳离子 捕收剂、两性捕收剂以及非极性捕收剂。其中非极性捕收剂主要是用来配合其它 捕收剂而辅助使用的，它的主要作用是调整泡沫结构，强化疏水作用，促进疏水 团聚，进而提高回收率和品位。 ( 1 ) 阴离子捕收剂主要包括：羧酸类、磺酸类、磷酸酸类以及螯合类捕收 剂。其中羧酸类应用最广，比较常见的有：油酸、油酸钠、油酸和亚油酸的混合 物、塔尔油、环烷酸、氧化石蜡皂以及动物和天然植物脂肪酸等。羧酸类捕收剂 采用混合用药以及对羧酸类捕收剂进行改性，是提高捕收剂捕收能力和选择性的 有效途径。李云，谢沁人【2 0 】进行了用7 3 3 与纸浆废液混合剂代替7 3 3 浮选白钨矿 的小型探索实验，取得了较好指标。曾庆军掣2 1 】研究了z l 捕收剂( 一种长碳羟酸 皂化物的混合物) 对湖南某典型的难选白钨矿和江西某多金属白钨矿的的选别性 能，与7 3 1 氧化石蜡皂相比，z l 表现出更好的选择性和更强的捕收能力。朱建光、 赵景云【2 2 2 3 】研究了烷基酰胺基羧酸( n r o x ) 对含钙矿物的浮选性能。发现r o x 系列药剂对萤石、白钨矿有较强的捕收能力，而对方解石捕收能力较弱，对石英不 浮。用r o 1 6 为捕收剂从萤石石英和萤石白钨矿( 1 ：1 ) 混合矿中浮出萤石得到较 好结果；4 r o x 系列药剂对萤石、白钨均有很强的捕收能力，当其分子量适中时， 对方解石亦有很强的捕收能力而对石英不浮，在浮选分离萤石石英( 1 ：1 ) 混合矿 石时，亦得到很好的结果；6 r 瞄系列捕收剂对萤石有很强的捕收能力，对白钨 矿不浮，除6 r q 一1 2 对方解石有一定的捕收作用外，对方解石亦难浮，对石英无 捕收能力。用6 r o 一1 4 从石英或白钨矿中浮出萤石都得到好结果。仪表测试认为 6 r o 一1 2 在萤石上的吸附主要是化学吸附。 其它阴离子捕收剂也见诸于论文。如陆英英等【2 4 】研究了异丙基烷基磷酸 ( l p ) 系列捕收剂对白钨矿、萤石、石榴子石的浮选性能，发现l p 系列药剂对 萤石有较强的捕收能力。邓丽红，周晓彤【2 5 2 6 】采用新型捕收剂r 3 l ( 由多种有机 物、无机物缔合而成的新型白钨矿捕收剂) 和新型复合捕收剂t a ，配合调整剂 和抑制剂分别对不同的钨矿进行了浮选实验，都取得了较好的指标。 ( 2 ) 从白钨矿与含钙脉石矿物( 主要是方解石和萤石) 的表面电性来看， 在一定的p h 值条件下，用阳离子捕收剂是可以对他们进行有效分离的。因此选 矿工作者很早就注意到了这方面的问题，也因此做了一定的研究。r a r n o l d 掣2 7 j 用十二烷基氯化铵作捕收剂进行了哈里蒙德管的浮选实验，指出钙离子是影响白 钨回收率的关键。c h i g y i l m a z 等【2 8 】研究了用胺浮选分离白钨矿的可能性，发现 十二胺醋酸盐作为捕收剂浮选效果最好，并用红外分光光度法和吸附解吸实验 研究了其机理。胡岳华，王淀佐1 2 9 】研究烷基胺对盐类矿物捕收性能的溶液化学， 7 硕十学位论文 第一章文献综述 结果表明烷基胺浮选盐类矿物的捕收能力大小顺序为白钨矿 重晶石磷灰石 萤石方解石。他们认为烷基胺浮选盐类矿物的作用机理主要归因于胺与矿物阴 离子生成胺盐，无机阴离子对盐类矿物的胺浮选起活化作用。 ( 3 ) 两性捕收剂主要是烃基胺基磷酸。胡岳华，王淀佐【3 0 j 通过浮选实验、 ( - 电位测定及红外光谱研究了新型两性捕收# j j l 3 胺基烷基磷酸及1 3 胺基烷基亚磷 酸酯对萤石、重晶石、白钨矿的捕收性能。结果表明，b 胺基烷基磷酸在很宽的 p h 范围内对萤石有强的捕收能力，在碱性条件下，对重晶石与白钨矿也有较强的 捕收能力。b 胺基烷基亚磷酸酯对萤石、重晶石及白钨矿的捕收能力较弱。用1 3 胺基烷基磷酸作捕收剂时，抑制剂对重晶石、白钨矿有选择性抑制作用。混合矿 分离结果表明，在酸性条件下或在碱性范围加入抑制剂，d 一胺基烷基磷酸能较好 地分离萤石重晶石和萤石白钨矿。他们还研究了a 胺基芳基磷酸对萤石、重晶 石、白钨矿的捕收性能【3 l 】。浮选结果表明，。【胺基芳基磷酸对三种矿物的捕收能 力顺序为萤石大于重晶石大于白钨矿。在弱碱性p h 范围，a 胺基芳基磷酸作捕收 剂，抑制剂对重晶石及白钨矿有选择性仰制作用。混合矿分离结果表明在该条件 下，能实现萤石与重晶石及白钨矿的分离。 两性捕收剂b 辛基胺基乙基磷酸对萤石的捕收能力较强，而对白钨矿的捕收 能力较弱。据表面转化研究，控制p h g 有可能用其分离白钨矿和萤石1 3 2 1 。q 苯 氨基苯甲基磷酸( b a b p ) 在弱碱性条件下，对方解石和萤石也表现出有一定的 选择性，它的捕收能力大小顺序为：磷灰石墨白钨矿 硅酸 盐 方解石 磷灰石 钼酸钙 重晶石 萤石 白钨矿。它是个复杂的胶体分子离子 体系，该体系中含有o h 。、n a + 、h s i 0 3 一、s i 0 3 2 离子，h 2 s i 0 3 分子以及由胶核和 包在胶核周围的硅酸与氢氧化物的分子及离子所组成的胶团。抑制作用通常认为 是由h s i 0 3 - 和h 2 s i 0 3 引起的，它们有强的吸水性能。吸附在矿物表面后使矿物表 面形成亲水层而受抑制。邓丽红1 3 5 j 描述了f u e r s t e n a u 等人研究了水玻璃在非金属 矿浮选中的应用。认为胶体s i 0 2 是抑制方解石的物质形态，而硅酸盐阴离子是抑 制萤石的物质形态。a g r a c e 贝u 指出：水玻璃的组分在矿物表面的附着，不仅使矿 物表面亲水，而且使某些矿物对脂肪酸捕收剂的吸附量降低。 但是为了提高对脉石矿物抑制的选择性和减少水玻璃的用量，水玻璃往往与 其他盐类混合使用。张忠汉，张先华【弘】在浮选江西某白钨矿时，采用水玻璃+ y n 进行加温精选，结果大大改善白钨矿与萤石等其他脉石矿物的分离效果。叶雪均 在研究白钨矿常温浮选工艺时，对两种不同类型白钨矿即白钨一方解石、萤 石和白钨一石英类型进行了粗选试验研究。表明石灰碳酸钠法适合于白钨一方解 石、萤石型矿石的粗选而碳酸钠法适合于白钨一石英型矿石的粗选，并推荐水玻 璃+ 偏磷酸盐组合剂作白钨矿精选的抑制剂，认为其具有较强的选择性抑制作用 和调节泡沫的作用。水玻璃与其它盐混合也可以提高选择抑制性能，例! t l ：i a l 2 ( s 0 4 ) 3 、c r 2 ( s 0 4 ) 3 、z n s 0 4 、c u s 0 4 等等。a 1 3 + 、c r 3 + 、z n 2 + 、c u 2 十等高价弱碱 性金属离子。与水玻璃共用的抑制机理，有人认为是水玻璃在矿浆中水解生成的 o h 。离子，与这些高价金属离子作用，生成弱碱性的氢氧化物，于是促进水玻璃 的水解，生成更多的硅酸胶体，这些金属氢氧化物也是一种胶体状态，和水玻璃 胶体交杂在一起，从而增加抑制作用的选择性；也有认为是由于生成这些高价离 子的复合硅酸盐，这种复合硅酸盐的选择吸附比较好，故增加水玻璃的选择性 1 3 7 。 1 3 黑钨矿研究进展 一般而言，黑钨矿为石英脉型，矿石中的矿物成分一次粗选、二次精选相对 比较简单，有用的黑钨矿颗粒较粗，属于易选类矿石。粗粒黑钨矿石均是采用重 力选矿，采用的方法以摇床选矿法为主，次为水力分级法、跳汰选矿法等。细粒 黑钨矿的选矿方法主要是浮选。 预选丢废仍然是脉状黑钨矿选矿的重要工艺。就这种钨矿床的特点和我国的 9 硕+ 学位论文 第一章文献综述 国情以及近期发展来看，人工手选还是预选丢废的重要手段。诸如重介质选矿、 光电选矿这类机械丢废选矿方法，曾有过生产实践，因经济等因素的影响，目前基 本没有采用。黑钨选矿厂对预选丢废作业越来越重视，近2 0 年许多黑钨选厂对手 选作业的设置和降低手选入选粒度下限作了许多技术改造，特别是应用动筛跳汰 加反手选作业降低预选丢废入选粒度和降低废石品位方面取得了实际成效。重选 是黑钨矿选矿最主要的工艺，跳汰早收、摇床丢尾是重选的核心。几十年来已形 成三级跳汰、多级摇床、中矿再磨、细泥单独处理的流程。黑钨矿重选的流程结 构多年来基本没什么变化，但是如动筛跳汰机和螺旋溜槽等效率高、节能的设备 应用于重选有所发展。瑶岭钨矿在溢流跳汰作业用动筛跳汰机代替丹佛旁动隔膜 跳汰机，节约用水7 5 8 0 t 弘j 。 1 3 1 黑钨矿选别工艺 黑钨矿选矿最主要的选别工艺是重选。多级跳汰、多级摇床、中矿再磨、细 泥单独处理时黑钨矿选矿的工艺流程，其中跳汰早收、摇床丢尾是重选的核心。 跳汰选矿法 跳汰选矿法仍然是黑钨选矿的主要流程，仍居主要地位。动筛跳汰机由于跳 汰室床层筛网的上下振动与水介质运动相结合，能获得比普通隔膜跳汰机更大 的冲程，因而具有选别粒度大、处理能力大、选别效率高、耗水量小的特点，是 一种粗、中粒矿石重选的优良设备，在黑钨矿山中得到广泛应用【3 9 1 。大吉山钨矿 选矿厂是由前苏联设计，于1 9 5 8 年1 0 月1 日建成投产的大型机械化钨选矿厂。 该厂在重选合格矿石跳汰中曾先后应用过典瓦尔跳汰机、米哈诺布尔跳汰机、梯 形跳汰机、吉山i 型跳汰机( 下动型) 、吉山h 型跳汰机( 侧动型) 和j s 型动筛 式隔膜跳汰机( 上动型) 。在粗选作业应用过j s 型动筛式隔膜跳汰机。除应用跳 汰机获得精矿外，还进行过利用跳汰机直接丢尾的探讨和生产实践。其中吉山一 i 型、吉山i i 型和j s 型跳汰机均为我矿自行研制的跳汰机。j s 型动筛式隔膜 跳汰机在该矿粗选和重选的成功应用，取得了很好的选别指标和经济效益，并填 补了该国低水耗粗粒重选设备的空白。林芳万用旁动型、下动型、侧动型、梯形 和上动型动筛式跳汰机进行了分选大吉山钨矿的试验研究与生产实践研究。矿物 按粒度分为粗、中、细3 个粒级，分别用跳汰机进行对比试验，根据其选别指标 和经济适用性，确定适合于各个粒级的跳汰机型。还总结了粗选预选丢废跳汰、 重选合格矿石跳汰和重选直接丢尾跳汰的经验，并对部分跳汰机进行了改进，提 高了选别性能降低了选矿成本1 4 0 1 。 螺旋溜槽选矿法 螺旋溜槽的分选原理是矿浆流沿垂直的中心轴向下旋转运动及横向环流运 l o 硕士学位论文 第一章文献综述 动，使矿石按密度和粒度分层和分带，从而达到分离的目的。它具有处理量大、 无传动部件、不需动力、不需添加水、结构简单、维护费用少、分选效果好、过 程稳定、指标可靠等优点。熊新划4 l 】等对螺旋溜槽分级与不分级选别、螺旋溜 槽与旋转螺旋溜槽的对比分别进行了评述，还对原矿分级和不分级入螺旋溜槽 与摇床选别的试验研究结果进行对比，对粗选结果认为：1 ) 螺旋溜槽的选别指标 与摇床相似；2 ) 螺旋溜槽比摇床节省能源；3 ) 与分级入选的摇床粗选流程相比， 明显简化了粗选流程。最后提出了用螺旋溜槽代替摇床作为重选粗选设备，螺旋 溜槽