白钨矿浮选分离技术

白钨矿（CaWO₄）是重要的钨资源之一，其全球储量占钨矿总量的60%以上。我国白钨矿资源以矽卡岩型、复合型矿床为主，常与钼、铋、铜等有色金属共生，矿物嵌布粒度细且分布复杂。由于白钨矿浮选性能优于黑钨矿，其选矿技术以浮选法为核心，但面临与含钙矿物（如萤石、方解石）分离困难、细粒回收率低等技术挑战。本文结合我国白钨矿选矿实践，系统梳理其工艺流程、关键技术及发展方向。

一、白钨矿选矿的主要流程

白钨矿选矿流程一般分为预处理、硫化矿浮选、钨粗选、精选四个阶段，具体流程如下：

1. 预处理与破碎磨矿

· 原矿破碎：采用颚式破碎机、圆锥破碎机对原矿进行三段一闭路破碎，将矿石粒度降至10-15mm。

· 磨矿分级：通过棒磨机或球磨机将矿石进一步细磨至-200目占80%以上，确保白钨矿单体解离。

2. 硫化矿浮选

白钨矿常伴生黄铜矿、方铅矿等硫化矿物，需优先浮选分离：

· 调整剂：添加石灰（pH 9-10）抑制黄铁矿，硫酸锌抑制闪锌矿。

· 捕收剂：采用黄药类（如丁基黄药）或黑药类药剂浮选硫化矿。

· 流程示例：某选矿厂采用“一粗两扫三精”流程，硫化矿回收率达85%以上，铜精矿品位达20%。

3. 钨粗选

硫化矿浮选尾矿进入白钨矿粗选阶段，核心在于抑制脉石矿物并高效捕收白钨：

· 调整剂：碳酸钠（pH 9.5-10.5）调节矿浆碱度，水玻璃抑制石英、硅酸盐矿物。

· 捕收剂：传统脂肪酸类（如油酸、氧化石蜡皂）或新型螯合捕收剂（如733、731）。

· 浮选流程：粗选采用“一粗三扫”工艺，粗精矿WO₃品位可达5%-10%。

4. 精选工艺

白钨粗精矿需进一步提纯至WO₃>65%，主要方法包括：

· 加温浮选法（彼得罗夫法）：
将粗精矿浓缩至60%-70%浓度，加入水玻璃（5-10 kg/t），升温至80-90℃搅拌30-60分钟，促使含钙脉石矿物表面生成亲水膜，随后常温浮选分离。此方法可显著提高白钨精矿品位，但能耗较高。

· 常温浮选法：
通过组合抑制剂（如水玻璃+六偏磷酸钠）和高效捕收剂（如螯合剂GYB），在常温下实现白钨与萤石的分离。例如，游坪钨矿宝山选矿厂采用“一粗二扫五精”常温流程，精矿WO₃品位达68%，回收率82%。

二、关键技术及设备

1. 高效浮选药剂体系

· 螯合捕收剂：如733（羟肟酸类）、GYB（膦酸类），选择性吸附于白钨矿表面，显著提升浮选效率。

· 组合抑制剂：水玻璃与碳酸钠联用，可有效抑制萤石和方解石；六偏磷酸钠用于分散矿泥。

2. 浮选设备优化

· 充气式浮选机：如KYF型浮选机，适用于粗选段高处理量需求。

· 机械搅拌式浮选机：如XCF型，用于精选段精细化分离。

3. 细粒回收技术

· 离心选矿机：处理-20μm细泥，通过离心力强化细粒白钨的富集。

· 高梯度磁选机：分离弱磁性矿物，降低精矿中铁杂质含量。

三、典型案例分析

案例1：游坪钨矿宝山选矿厂

· 矿石性质：矽卡岩型白钨矿，嵌布粒度细（10-50μm），共生萤石、方解石。

· 工艺流程：

1. 硫化矿浮选：一粗两扫三精，回收铜、铅、锌。

2. 白钨粗选：733为捕收剂，碳酸钠+水玻璃为调整剂，一粗三扫。

3. 常温精选：粗精矿浓缩后加水玻璃搅拌45分钟，经五段精选获得高品位白钨精矿。

· 指标：WO₃品位68%，回收率82%，萤石含量<3%。

案例2：香炉山钨矿改造项目

· 原流程问题：单一重选法回收率仅50%，细粒白钨损失严重。

· 改造方案：

1. 引入浮选工艺，采用螯合捕收剂GYB。

2. 尾矿增设离心选矿机回收细泥。

· 效果：白钨综合回收率提升至75%，年增效益超千万元。

四、挑战与未来发展方向

1. 当前技术瓶颈

· 含钙矿物分离难题：萤石与白钨矿可浮性相近，现有抑制剂选择性不足。

· 细粒回收率低：-10μm白钨浮选效率不足40%。

· 高能耗问题：加温浮选能耗占选矿总成本30%以上。

2. 技术创新方向

· 新型药剂开发：研发靶向性更强的螯合捕收剂及环保型抑制剂。

· 高效分选设备：开发复合力场浮选机（如超声-浮选联合）。

· 选冶联合工艺：对低品位精矿（WO₃ 15%-30%）进行碱浸-萃取提纯，降低抛尾率。

3. 智能化与绿色化

· AI优化控制：利用机器学习实时调整药剂用量及浮选参数。

· 废水循环利用：闭路水系统设计，减少新鲜水消耗及废水排放。

五、结论

白钨矿选矿技术以浮选法为核心，通过药剂创新、流程优化及设备升级，已实现较高回收率和精矿品位。然而，含钙矿物分离、细粒回收及能耗问题仍需突破。未来，随着螯合捕收剂、智能分选技术的应用，白钨矿选矿将向高效、低碳方向迈进，为钨资源的高效利用提供坚实保障。

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