高玉德

我國鎢礦資源特點(diǎn)及選礦工藝研究進(jìn)展

高玉德

（廣東省資源綜合利用研究所，稀有金屬分離與綜合利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省礦產(chǎn)資源開發(fā)和綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510650）

綜述了目前我國鎢礦資源特點(diǎn)及選礦工藝研究進(jìn)展。我國鎢礦礦床類型復(fù)雜多樣，以白鎢礦和黑白鎢共生礦為主，多為細(xì)粒嵌布型，富礦少、品位低、礦物共生密切、組成復(fù)雜、選礦難度大。針對(duì)不同類型的難選鎢礦，在新型高效選礦藥劑及選礦設(shè)備開發(fā)利用基礎(chǔ)上，研究開發(fā)出“黑白鎢礦物分流分速異步選礦”、“黑白鎢礦粗細(xì)分流同步選別”、“白鎢礦捕收劑強(qiáng)化再吸附—三堿選擇性解吸脫藥直接精選”、“鎢細(xì)泥濃縮—常溫浮選—重選”等多項(xiàng)新技術(shù)，形成了成套的復(fù)雜難處理鎢礦高效分離技術(shù)。

鎢礦；分流；磁選；重選；浮選

0　引言

鎢具有高熔點(diǎn)、高比重、高硬度等特性，是國民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代國防不可替代的基礎(chǔ)材料之一，是重要的戰(zhàn)略物資，廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造、石油、新材料、國防工業(yè)等重要的領(lǐng)域。因此，各國對(duì)鎢資源的開發(fā)利用都給予了高度重視。

我國鎢資源儲(chǔ)量占世界的60%左右，鎢產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的80%以上，同時(shí)也是鎢資源消耗大國，消耗量占世界的40%左右。我國雖是鎢資源大國，但目前大多是品位低、粒度細(xì)、組成復(fù)雜，而且以共、伴生為主的難選礦產(chǎn)資源。

我國鎢礦開采利用有近百年的歷史，經(jīng)過幾代人的努力，鎢礦選礦技術(shù)有了飛躍的發(fā)展，選礦工藝從早期的單一重選工藝到目前的重選、浮選、磁選、濕法冶煉等多種方法的聯(lián)合工藝，從單一回收鎢到綜合回收多種有用金屬，從單一鎢礦床開發(fā)利用到伴生、共生礦床中鎢礦物的開發(fā)利用，充分展示了鎢選礦技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。

1　我國鎢礦資源特點(diǎn)

由于我國的鎢礦成礦作用多樣，又普遍交替出現(xiàn)，因而不僅形成了復(fù)雜多樣的礦床類型，而且常在同一礦田或礦床中，呈現(xiàn)多型礦床（礦體）共生的特點(diǎn)。除現(xiàn)代熱泉沉積礦床和含鎢鹵水-蒸發(fā)巖礦床外，幾乎世界上所有已知鎢礦床類型在我國均有發(fā)現(xiàn)，如脈型、層型、夕卡巖型、細(xì)脈-浸染巖體型等。

1.1多數(shù)鎢礦屬于貧、細(xì)、雜的難選資源

目前，我國的鎢礦多數(shù)是白鎢礦和黑白鎢共生礦，占據(jù)了約75%鎢儲(chǔ)量。其中白鎢礦約占65%，混合鎢礦約占10%。白鎢礦床主要是砂巖型、復(fù)合型（細(xì)脈浸染型-云英巖夕卡巖復(fù)合型）礦床。但多為細(xì)粒嵌布型，富礦少、品位低（85%的白鎢礦床地質(zhì)品位小于0.4%），共、伴生的白鎢礦床占全部白鎢礦床的70%，黑白鎢混合礦與其他礦物密切共生，脈石礦物組成復(fù)雜，屬難選礦產(chǎn)資源。

1.2易選黑鎢礦資源幾近枯竭

我國的黑鎢礦多為石英大脈型或細(xì)脈型鎢礦床，屬氣化高溫?zé)嵋盒偷V床，目前保有儲(chǔ)量比白鎢礦少，僅占總儲(chǔ)量的20%左右，但富礦多，多數(shù)WO3品位比白鎢礦高。黑鎢礦呈粗大板狀或細(xì)脈狀晶體在石英脈內(nèi)富集，嵌布粒度較粗，礦物成分也相對(duì)比較簡單，易采易選，回收率高，因此黑鎢礦是我國長期以來的開采對(duì)象。隨著國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，對(duì)鎢資源需求越來越大，相對(duì)易選的黑鎢礦資源急劇減少，幾近枯竭。

1.3伴生在其他礦床中的鎢儲(chǔ)量可觀

我國伴生在其他金屬礦山的鎢，約占鎢儲(chǔ)量的20%以上，一般都隨著主礦產(chǎn)資源的開發(fā)而綜合回收。目前綜合回收要求平均WO3品位不低于0.05%。我國伴生鎢的共生組合類型主要是含鎢的鉬礦床，其次為含鎢的銅（鉛、鋅）礦床和含鎢的錫礦床。如河南欒川鉬礦、云南個(gè)舊錫礦等。河南省作為中國鎢礦資源儲(chǔ)量第三大省，其中鎢儲(chǔ)量90%以上是欒川鉬礦中伴生的白鎢礦，欒川鉬礦是世界六大巨型鉬礦之一，其中WO3平均品位為0.124%，相當(dāng)于一個(gè)特大型白鎢礦床。

2　鎢選礦工藝研究進(jìn)展

20世紀(jì)80年代以后，特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著黑鎢資源的不斷減少，科技工作者著力研究了白鎢礦及黑白鎢共生礦的選礦新工藝、新藥劑和新設(shè)備，并取得了突破性進(jìn)展。由于黑鎢礦、白鎢礦以及混合礦屬三種不同類型的礦床，所以采用的選別技術(shù)有很大的差別。黑鎢礦的礦物成分相對(duì)比較簡單，嵌布粒度較粗，易于分離，分選的主干流程一般以重力選礦為主，技術(shù)成熟、選礦回收率高，其原生、次生細(xì)泥因含泥量大、組成復(fù)雜，屬復(fù)雜難選鎢細(xì)泥；白鎢礦主要是細(xì)脈浸染型、云英巖、夕卡巖及復(fù)合型，礦石中有用礦物和脈石礦物成分都比較復(fù)雜，有用礦物結(jié)晶粒度細(xì)，常呈浸染狀嵌布于礦石中，多屬難選礦石，多以浮選法為主；黑白鎢混合礦則涵蓋了黑鎢礦和白鎢礦的綜合選礦技術(shù)。

下面將分別介紹近年來典型的黑白鎢共生礦、白鎢礦、鎢細(xì)泥及伴生鎢礦（尾礦）、鎢礦共、伴生元素的綜合利用工藝研究所取得的進(jìn)展。

2.1細(xì)粒嵌布黑白鎢共生礦選礦新工藝

針對(duì)柿竹園某復(fù)雜低品位黑白鎢共生礦，北京礦冶研究院提出并研究開發(fā)出了“強(qiáng)磁分流—黑白鎢分開浮選”新工藝，即“黑白鎢礦物分流分速異步選礦”新技術(shù)［1-2］，原則流程見圖1，其特點(diǎn)是在硫化礦浮選之后，先用脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁機(jī)分流選出黑鎢粗精礦，此后用浮選法進(jìn)行精選，得到黑鎢精礦；磁選尾礦用浮選法得到白鎢粗精礦，經(jīng)加溫精選獲得白鎢精礦，新工藝取代了原黑、白鎢礦物混合浮選再分離的作業(yè)，消除了對(duì)黑鎢礦浮選的抑制，大幅度提高了黑、白鎢礦物的回收率，并有利于后續(xù)螢石和錫石的浮選回收，工業(yè)試驗(yàn)獲得白鎢精礦WO3品位65.52%、回收率38.51%，黑鎢精礦WO3品位33.58%、回收率38.01%，總鎢回收率達(dá)到76.52%，與采用該工藝前的指標(biāo)比較，鎢回收率提高14%。螢石精礦回收率由工業(yè)試驗(yàn)前的不到30%提高到40%。針對(duì)柿竹園某礦區(qū)復(fù)雜低品位黑白鎢共生礦，廣州有色金屬研究院則提出并研究開發(fā)出了“浮—磁—浮”白鎢優(yōu)先浮選新工藝［3］，原則流程見圖2，其特點(diǎn)是在硫化礦浮選之后，先用TAB-3捕收劑優(yōu)先浮選白鎢礦，將白鎢粗精礦加溫精選獲得白鎢精礦；白鎢浮選尾礦用脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選機(jī)選出黑鎢粗精礦，用浮選法精選獲得黑鎢精礦，全流程試驗(yàn)獲得白鎢精礦WO3品位74.57%、回收率69.47%，黑鎢精礦WO3品位28.88%、回收率8.08%，總鎢回收率達(dá)到77.55%，新工藝大幅度提高了黑、白鎢礦物的回收率，并為后續(xù)螢石浮選和錫石回收創(chuàng)造了條件。

圖1　強(qiáng)磁分流—黑白鎢分開浮選工藝原則流程Fig.1　Flow sheet of high-intensity magnetic separation on different floatability-separate flotation of wolframite and scheelite

圖2　黑白鎢“浮—磁—浮”選礦工藝原則流程Fig.2　Flow sheet of"flotation-magnetic separation-flotation" mineral processing technology of wolframite and scheelite

根據(jù)福建行洛坑黑白鎢礦資源存在原礦品位低、礦物種類多、嵌布粒度細(xì)、部分礦石蝕變風(fēng)化泥化嚴(yán)重、綜合利用率低、有效分選困難的特點(diǎn)，廣州有色金屬研究院研究開發(fā)了“黑白鎢礦粗細(xì)分流同步選別”即“黑白鎢礦粗細(xì)分流—分級(jí)重選—細(xì)泥浮選”新工藝［4］，結(jié)合新型高效組合捕收劑、新型離心選礦機(jī)的應(yīng)用，成功回收了黑白鎢礦，解決了粗細(xì)粒不均勻嵌布復(fù)雜難選黑白鎢礦回收技術(shù)難題。工業(yè)試驗(yàn)原則流程見圖3。當(dāng)原礦WO3品位為0.31%時(shí)，取得了粗粒鎢精礦WO3品位58.49%，鎢回收率61.93%及細(xì)泥鎢精礦WO3品位26.23%，鎢回收率15.02%的工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果，鎢總回收率為76.95%。

圖3　黑白鎢“粗細(xì)分流—分級(jí)重選—細(xì)泥浮選”選礦工藝原則流程Fig.3　Flow sheet of"coarse-fine shunt-fractional gravity separation-fine slime flotation"mineral processing technology of wolframite and scheelite

2.2高硫、高鈣白鎢粗精礦精選新工藝

傳統(tǒng)的白鎢精選法“彼德洛夫法”，是對(duì)白鎢粗精礦單一添加大量水玻璃，在高濃度下加溫?cái)嚢韬?，?jīng)多次稀釋脫藥再進(jìn)行白鎢浮選。該法對(duì)鎢粗精礦品位相對(duì)較高、礦物組成簡單的白鎢粗精礦進(jìn)行精選效果較好，但對(duì)鎢品位較低，含鈣脈石礦物、硫化礦物含量高的白鎢粗精礦卻難以奏效，部分易浮的螢石、方解石等含鈣脈石礦物抑制困難，或者白鎢礦物也同時(shí)受抑制過度而損失于精選尾礦。此外，由于多次稀釋脫藥，不僅生產(chǎn)過程復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，水消耗量大，且造成白鎢礦特別是微細(xì)粒白鎢礦損失嚴(yán)重。針對(duì)這些問題，廣州有色金屬研究院等單位研究開發(fā)出“捕收劑強(qiáng)化再吸附—三堿選擇性解吸脫藥直接精選新技術(shù)”，即在白鎢粗精礦精選前先添加捕收劑，強(qiáng)化鎢礦物對(duì)捕收劑再吸附，之后添加水玻璃、氫氧化鈉和硫化鈉，利用鎢礦物與含鈣非目的礦物吸附和解吸捕收劑能力的差異，強(qiáng)化對(duì)含鈣非目的礦物選擇性解吸、脫藥和抑制，而白鎢礦浮游基本不受影響。經(jīng)加溫或常溫?cái)嚢韬?，礦漿不稀釋、不脫泥、不脫藥直接浮選，大大簡化了精選作業(yè)，避免了多次稀釋過程中白鎢礦的損失，使鎢精礦品位和回收率進(jìn)一步提高。

該技術(shù)已在甘肅新洲礦業(yè)、湖南柿竹園、湖南黃沙坪、江西香爐山、湖南新田嶺、江西陽儲(chǔ)山和湖南東山嶺等礦山先后獲得成功應(yīng)用（實(shí)例見表1）。

表1　精選技術(shù)生產(chǎn)對(duì)比結(jié)果Tab.1　Comparisonresultsofconcentrationtechnicalproduction

2.3類質(zhì)同象富鉬變種白鎢礦浮選新技術(shù)

在鉬鎢類質(zhì)同象白鎢礦（Ca［（W，Mo）O4］）中MoO3含量1%～10%，個(gè)別富鉬白鎢礦MoO3量高達(dá)34%，使白鎢礦可浮性變?nèi)酢Ｔ擃愭u資源此前一直未能有效開發(fā)利用。廣州有色金屬研究院研究成功開發(fā)高效鉬鎢類質(zhì)同象白鎢礦捕收劑TA-3和高效組合調(diào)整劑，顯著提高了精礦中白鎢的品位和回收率；該新技術(shù)已成功應(yīng)用于安徽青陽縣百丈巖鉬鎢礦1 500 t/d規(guī)模選礦廠，生產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)定，原礦平均含WO30.25%，獲得鎢精礦WO3品位60%以上，回收率達(dá)75%以上。使該類資源成為可高效利用資源。

2.4復(fù)雜難處理鎢細(xì)泥選礦新工藝

細(xì)泥中微粒比表面積大、表面能高，微粒之間易形成非選擇性凝結(jié)、覆蓋，對(duì)藥劑無選擇性吸附能力強(qiáng)；對(duì)于復(fù)雜難處理鎢細(xì)泥更具有礦物組成復(fù)雜、品位低，黑鎢礦與白鎢礦、原生礦與風(fēng)化礦、原生泥與次生泥比例變化大等特點(diǎn)。所以，如何有效回收鎢細(xì)泥是提高鎢回收率的關(guān)鍵。目前國內(nèi)在復(fù)雜難處理鎢細(xì)泥綜合回收技術(shù)有了重大突破。

寧化行洛坑鎢礦鎢細(xì)泥選廠原工藝為“常溫浮選—白鎢加溫精選—弱磁選—強(qiáng)磁選—搖床重選”，流程復(fù)雜，鎢回收率不到30%，出現(xiàn)虧損停產(chǎn)。廣州有色金屬研究院與寧化行洛坑鎢礦有限公司共同開發(fā)了“旋流器濃縮—常溫浮選—離心機(jī)精選”短流程新工藝［5］，當(dāng)鎢細(xì)泥浮選給礦WO3品位0.19%時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)鎢細(xì)泥回收率高達(dá)71.72%，比原工藝提高了35個(gè)百分點(diǎn)以上。新工藝流程簡單，回收率高，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，尾礦水可循環(huán)利用。

采用“離心機(jī)預(yù)處理—浮選—重選”工藝處理大吉山黑鎢細(xì)泥，工業(yè)試驗(yàn)取得鎢精礦WO3品位51.14%，回收率65.33%，精礦品位和回收率均提高30%以上［6］；采用“脫硫—離心機(jī)—浮選—磁選”工藝，處理鐵山垅黑鎢細(xì)泥，取得鎢精礦WO3品位60%以上，回收率65%左右。

2.5伴生鎢礦（尾礦）選礦新工藝

采用“磁—浮”新工藝處理某鉍鋅鐵選廠的尾礦，通過高梯度磁選預(yù)先拋棄石榴石等弱磁性礦物再進(jìn)行浮選，提高了鎢精礦品位及回收率［7］，當(dāng)選廠的尾礦含WO30.12%時(shí)，取得白鎢精礦WO3品位67.92%，回收率64.04%的工業(yè)試驗(yàn)指標(biāo)［8］，實(shí)現(xiàn)了該礦鎢的綜合回收。

2.6鎢礦伴生元素的綜合利用新工藝

針對(duì)典型夕卡巖錫礦床中伴生的極低品位共伴生多金屬難選礦，采用“等浮同浮—粗精異浮—鎢鈣分離”的高效綜合回收成套新技術(shù)，在原礦含Cu 0.067%、Mo 0.048%、Bi 0.051%、WO30.200%的情況下，工業(yè)生產(chǎn)獲得了精礦含Cu18.70%、Mo46.08%、Bi 18.52%、WO372.51%，回收率分別為85.31%、82.22%、50.49%、76.52%的技術(shù)指標(biāo)。

3　結(jié)語

（1）我國鎢礦礦床類型復(fù)雜多樣，白鎢礦和黑白鎢共生礦為主，多為細(xì)粒嵌布型，富礦少、品位低，黑白鎢混合礦與其他礦物密切共生，脈石礦物組成復(fù)雜，選礦難度大。

（2）近年來，針對(duì)復(fù)雜難選鎢礦，廣大科研人員在工藝礦物學(xué)、設(shè)備、藥劑、工藝等方面投入了大量的科研工作，使鎢的選礦指標(biāo)得到了較大幅度提升，特別是在黑白鎢共生礦、白鎢礦、鎢細(xì)泥的回收和鎢伴生資源綜合利用方面有了較大的進(jìn)步和發(fā)展，并取得了一定的成果。

［1］于洋，李俊旺，孫傳堯，等.黑鎢礦、白鎢礦及螢石異步浮選動(dòng)力學(xué)研究［J］.有色金屬（選礦部分），2012（4）：16-22.

YUYang，LIJunwang，SUNChuanyao，etal.Studyon asynchronous flotation kinetics for wolframite，scheelite and fluorite［J］.NonferrousMetals（MineralProcessingPart），2012（4）：16-22.

［2］于洋，孫傳堯，盧爍十，等.黑鎢礦、白鎢礦與含鈣礦物異步浮選分離研究［J］.礦冶工程，2012，32（4）：31-36.

YUYang，SUNChuanyao，LUShuoshi，etal.Asynchronous flotation for wolframite，scheelite and other calcium-containing minerals［J］.Mining and Metallurgical Engineering，2012，32（4）：31-36.

［3］周曉彤，鄧麗紅，關(guān)通，等.從某低品位多金屬礦中回收黑白鎢礦的選礦試驗(yàn)研究［J］.中國礦業(yè)，2011，20（7）：86-89.

ZHOU Xiaotong，DENG Lihong，GUAN Tong，et al.Experiment research on mineral processing of recycling wolframite and scheelite from a low grade polymetallic ore［J］.China Mining Industry，2011，20（7）：86-89.

［4］高玉德，徐曉萍，鄒霓，等.復(fù)雜難選黑白鎢礦粗細(xì)分流同步選別新工藝［J］.中國鎢業(yè)，2015，30（1）：41-43.

GAO Yude，XU Xiaoping，ZOU Ni，et al.New technology of complex refractory wolframite and scheelite ore separated synchronously by size shunt［J］.China Tungsten Industry，2015，30（1）：41-43.

［5］高玉德，邱顯揚(yáng)，韓兆元.細(xì)粒級(jí)黑白鎢混合礦選礦新技術(shù)研究［J］.材料研究與應(yīng)用，2013，7（4）：260-263.

GAOYude，QIUXianyang，HANZhaoyuan.Newtechnologyresearch on processing of fine mixed ore of scheelite and wolframite［J］. Materials Research and Application，2013，7（4）：260-263.

［6］羅偉英.某黑白鎢礦鎢細(xì)泥工藝流程優(yōu)化研究［J］.中國鎢業(yè)，2015，30（3）：10-13.

LUO Weiying.Process optimization for the tungsten fine mud in a scheelite and wolframite ore［J］.China Tungsten Industry，2015，30（3）：10-13.

［7］鄧麗紅，周曉彤.從鉍鋅鐵尾礦中回收低品位白鎢礦選礦工藝研究［J］.中國鎢業(yè)，2013，28（3）：23-25.

DENG Lihong，ZHOU Xiaotong.The technological flowsheet of processing low grade scheelite from bismuth-zinc-jron floatation tailings［J］.China Tungsten Industry，2013，28（3）：23-25.

［8］鄧麗紅，周曉彤.高梯度磁選機(jī)回收鉍鋅鐵尾礦中低品位白鎢礦的工藝研究［J］.中國礦業(yè)，2012，21（1）：103-106.

DENG Lihong，ZHOU Xiaotong.Applied research on the high gyadient magnetic separator recovering low grade scheelite from tailings of bismuth-zinc-jron floatation［J］.China Mining Industry，2012，21（1）：103-106.

Tungsten Resource Characteristics of China and Research Advances of Tungsten Processing Technologies

GAO Yude
（Guangdong Institute of Resources Comprehensive Utilization，State Key Laboratory of Rare Metals Separation and Comprehensive Utilization，The Key Laboratory for Mineral Resources R&D and Comprehensive Utilization of Guangdong，Guangzhou 510650，Guangdong，China）

This paper introduces the characteristics and research advances of mineral processing technologies of Chinese tungsten resources.The tungsten ore deposit types of China are complex and diverse，mainly with scheelite and wolframite-scheelite mixed ore.The separation of those types of ore is difficult because of their fine dissemination，low grade，mineral intergrowth and complex composition.On the basis of introducing new high efficiency flotation reagent and mineral processing equipment，a number of new tungsten processing technologies are discussed，including"Asynchronous processing on different floatability and floating rate of wolframite and scheelite"，"Wolframite-scheelite ore separated synchronously by size shunt"，"Scheelite collector consolidation and resorption-direct concentrate after three kinds of alkali selective desorption and reagent removal"，"tungsten slime concentration-flotation in normal temperature-gravity separation".

tungsten；different floatability；magnetic separation；gravity separation；flotation；separation technologies

TD952；TD92

A

10.3969/j.issn.1009-0622.2016.05.007

2016-08-05

廣東省科技廳礦產(chǎn)資源綜合利用省部產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新聯(lián)盟示范建設(shè)（2014B090907009）；廣東省科學(xué)院科研平臺(tái)環(huán)境與能力建設(shè)專項(xiàng)（2016GDASPT-0307）

高玉德（1963-），男，廣東揭陽人，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事稀有金屬礦選礦研究工作。