刘进，张红英
（广东省科学院资源利用与稀土开发研究所，稀有金属分离与综合利用国家重点实验室，广东省矿产资源开发与综合利用重点实验室，广东 广州 510650）
中国是世界钨矿资源最丰富的国家，主要集中在湖南、江西和河南等地。黑钨矿浮选或黑白钨混浮大都采用螯合类捕收剂，随着清洁生产要求不断提高，原捕收剂GY生产过程中产生高COD的废水[1]，生产合成工艺使用很难满足环保生产的要求，造成药剂生产及供货不稳定[2-4]。广东省科学院资源利用与稀土开发研究所和广州粤有研矿物资源科技有限公司联合研发出无废水外排、水溶性好、捕收效果好的新型环保钨捕收剂。新药剂采用一锅法制备，因此无废水外排。羟肟酸转化率高于90%[5]，因此，与原药剂相比，新药剂当中无效的有机成分降低，选厂使用新药剂的尾矿废水中COD也相应降低。
湖南某钨选厂采用GY作捕收剂时，捕收剂来源不稳定、药剂成本较高，为解决这些难题，必须从源头解决，即选用原捕收剂的替代捕收剂。新型环保黑钨矿捕收剂应运而生，经过大量小型实验及现场验证实验，工业实验采用新型黑钨矿捕收剂，在保证钨浮选综合经济效益不降低的同时，也可降低尾矿水COD。本文主要针对钨浮选新型环保钨捕收剂的工业化应用进行讨论。
原矿属钨钼铋多金属矿石，矿石中有用矿物种类多、嵌布粒度细、各种矿物共生关系复杂。有价矿物以钨、铋为主，伴生有钼、萤石等有价矿物。钨矿物主要有白钨矿、黑钨矿和钨华等；
铋矿物主要以辉铋矿、自然铋和铋华等形式存在；
钼主要以辉钼矿和钼华的形式存在。其他金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿等。非金属矿物有萤石、方解石、石英、云母等。
选厂目前主要回收钨、钼、铋和萤石。原矿主要化学成分分析结果见表1，原矿主要矿物组成及相对含量分析结果见表2，钨化学物相分析结果见表3。
表2 原矿主要矿物组成及相对含量/%Table 2 Minerals composition and relative content of raw ore
表3 原矿钨物相分析结果Table 3 Phase analysis resultsof raw tungsten
由表1、2可看出，该钨钼铋多金属矿石中主要可回收的元素为WO3、Bi、Mo和CaF2，含量分别为0.299%、0.11%、0.042%、22.04%，并伴生银（6.54 g/t）、铼（18 g/t）可进行综合回收。脉石矿物有长石、石英、云母、方解石、钙铁榴石等。
表 1原矿主要元素分析结果/%Table 1 Multi-composition analysisresultsof raw ore
由表3钨物相分析结果可知，原矿中黑钨矿中WO319.40%，白钨矿中WO378.60%，其他形态的WO32.01%。
工业实验之前，选厂采用GY的生产平均指标见表4。由于受到捕收剂供给及环保要求影响，选厂迫切需要新型环保钨捕收剂来替代原有钨浮选捕收剂。
表4 2016年、2017年的年平均生产指标Table4 Average annual production indicators in 2016 and 2017
新型捕收剂是一种新型环保螯合捕收剂。为工业实验的提供技术依据，在实验室进行了与GY的钨浮选闭路实验，实验给矿为选厂钼铋浮选尾矿。实验流程见图1，实验结果见表5。
表5 钨浮选闭路实验结果Table 5 Test results of tungsten flotation closed-circuit test
图1 钨浮选闭路实验工艺流程Fig.1 Flowsheet of tungsten flotation closed circuit test
新型捕收剂与原捕收剂GY闭路实验结果表明，前者钨浮选闭路实验指标较好、尾矿水COD低。闭路实验结果可为新型捕收剂的工业应用依据。
4.1 工业实验及其指标
2018年9～10月，在选厂进行了钨浮选工业实验。工业实验的基本要求是：不改变原有GY选钨工艺流程，获得的钨精矿指标不低于原生产指标，尾水COD达标且与使用GY作捕收剂的尾水COD相近，综合药剂成本有所降低。工业实验指标见表6。
表6 工业实验指标Table 6 Indexes of industrial test
工业实验结果可得出结论：本次工业实验达到了预期目标：1）获得打包精矿平均含WO340.10%，WO3实际回收率为71.73%，比2016年、2017年的钨全年累计生产指标平均提高3.41%；
2）本次工业实验尾水COD达标，比2016年、2017年GY作捕收剂的平均COD下降14.53%。
4.2 工业实验萤石生产指标
为考查新药剂是否对钨浮选尾矿的萤石浮选造成干扰，对工业实验期间萤石浮选指标与2016年、2017年的指标进行了对比，对比结果见表7。
表7 工业实验期间及2016年、2017年萤石生产指标对比结果Table7 Comparison of fluorite production indicatorsduring industrial test,2017 and 2018
工业实验萤石生产指标与原生产指标对比可得出结论：使用药剂对后续萤石浮选无不利影响，两者萤石打包精矿品位相近，回收率提高4%左右。
4.3 药剂成本对比
选厂2017年药剂成本与工业实验药剂成本对比结果见表8。
表 8药剂成本对比结果Table 8 Comparison of reagent cost
药剂成本对比可得出结论：本次工业实验与原生产工艺相比，药剂成本下降2.15元/t。
5.1 经济效益估算
工业实验采用新型钨捕收剂，所得钨精矿品位与2016年、2017年的钨全年累计生产指标平均WO3品位相近，WO3回收率提高3.41%。选厂年处理量约99万t，按原矿WO3品位0.30%、钨精矿售价10.1万元/t计，则增加的钨精矿经济效益为：
990000×0.30%×3. 41%÷0. 65×10. 1= 1573.69(万元)
本次工业实验与原生产工艺相比，两者萤石打包精矿品位相近，CaF2回收率提高4%，按原矿萤石品位21%、每吨萤石精矿（CaF2品位85%）价格1500元计，萤石精矿增加的经济效益为:
990000×21%×4%×1500÷10000=1247.40(万元)
本次工业实验与原生产工艺相比，药剂成本下降2.15元/t，因浮选药剂节约产生的经济效益为:
990000×2.15÷10000=212.85(万元)
综上所述，每年增加的综合经济效益为:
1573.69 +1247.40+212.85=3033.94(万元)
5.2 社会效益
采用新型钨捕收剂总尾矿水的COD平均值较GY下降了14.53%，大大降低了选厂的环保压力，改善了矿山环境。
（1）原捕收剂GY生产过程中产生高COD的废水，造成药剂生产及供货不稳定。针对此问题研发了新型环保钨捕收剂，新药剂生产过程中无废水外排、水溶性好、捕收效果好，因此保证了药剂来源的稳定，并降低了药剂成本。
（2）新型钨捕收剂的工业实验指标较好，精矿平均含WO340.10%，WO3实际回收率为71.73%，比2016年、2017年的钨全年累计生产指标平均提高3.41%；
工业实验尾水COD达标，比2017年、2018年GY作捕收剂的平均COD下降14.53%；
使用药剂有利于后续萤石浮选，工业实验萤石生产指标比2017年萤石生产回收率提高4%。大大降低了选厂的环保压力，改善了矿山环境。
（3）新型捕收剂工业实验产生的经济效益可观，增加的综合经济效益为3033.94万元/年。
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