Збагачення вольфрамової руди (мінеральна переробка вольфрамових руд) є складним процесом, оскільки мінерали вольфраму (головним чином вольфраміт і шеєліт) демонструють різні фізико-хімічні властивості і часто тісно співіснують із супутніми мінералами (такими як олово, молібден, вісмут, сульфіди тощо).
Вибір конкретної технології переробки корисних копалин в першу чергу залежить від типу руди (вольфраміт або шеєліт), розміру вкраплення, типів супутніх мінералів і сортності руди.
Нижче наведено детальне пояснення основних методів і процесів збагачення вольфрамової руди, які зараз використовуються в промисловості:
1. Основний принцип: попереднє-збагачення, ранній збір і максимізація врожаю
Вольфрамові руди зазвичай мають низький вміст (0,2%-1% WO₃), а мінерали вольфраму крихкі, схильні до надмірного подрібнення та подальших втрат під час процесу подрібнення. Тому основний принцип збагачення вольфрамової руди такий: «Збери якомога раніше і викинь якомога раніше».
Стадійне подрібнення та розділення ступенів: уникайте надто дрібного помелу одразу, дисоціюйте мінерали поетапно та відновлюйте грубий концентрат вольфраму.
Пріоритет гравітаційного поділу: враховуючи високу питому вагу мінералів вольфраму, після грубого помелу слід якомога більше використовувати відновлення за допомогою гравітаційного поділу.
2. Основні методи збагачення корисних копалин
A. Гравітаційне розділення - найпоширеніший і економічний метод
Це кращий метод переробки вольфрамової руди, особливо вольфраміту, через його високу питому вагу (близько 7,5), яка суттєво відрізняється від питомої ваги пустих мінералів.
Застосовуваний об’єкт: вольфраміт ((Fe,Mn)WO₄), також використовується для попереднього-концентрування шеєліту.
Загальне обладнання:
Віджимна машина: використовується для переробки грубо-зернистих руд і відновлення крупно{1}}зернистого вольфрамового концентрату.
Джигова машина
Струсний стіл: використовується для переробки середньо- та дрібно{0}}зернистих руд, він має високу точність розділення та є ключовим обладнанням для збагачення вольфрамової руди.
Струсний стіл
Спіральний жолоб: використовується для обробки дрібних частинок як допоміжний засіб.
Спіральний концентратор
Відцентровий концентратор: для ефективного відновлення дрібно-зернистого вольфрамового шламу.
Process characteristics: raw ore crushing -> rod milling (to reduce over-crushing) -> jig machine (to collect coarse particles) -> ball milling ->струшування столу (для збору дрібних частинок).
Б. Флотаційний метод
Коли руда розсіяна у вигляді надзвичайно дрібних часток або основним мінералом є шеєліт, ефективність гравітаційної сепарації знижується, що вимагає використання флотації.
Застосовні об'єкти:
Шеєліт (CaWO₄): шеєліт має відносно низьку питому вагу (близько 6,0) і часто співіснує з мінералами,-що містять кальцій, такими як кальцит і флюорит, що ускладнює розділення. В основному його відокремлюють флотацією.
Дрібно{0}}зернистий вольфраміт: мікро-дрібна фракція, яку не можна відновити за допомогою гравітаційної сепарації.
Основна складність: Поверхневі властивості шеєліту подібні до властивостей кальциту та флюориту, що ускладнює розділення.
Часто використовувані ліки:
Збірник: жирні кислоти (такі як олеїнова кислота, окислене парафінове мило), фосфонові кислоти.
Інгібітори: рідке скло (зазвичай використовується), крохмаль, дубильна кислота (використовується для інгібування порожнистої хвороби).
Регулюючий агент: вапно (використовується для регулювання значення pH, зазвичай для флотації шеєліту в лужних умовах).
Спеціальний процес: «Процес Петрова», також відомий як нагрівальна флотація, використовує відмінності в адсорбційній здатності різних мінералів для збирачів при високих температурах (80-90 градусів) для відділення шеєліту від кальциту/флюориту.
C. Магнітна сепарація
Сама вольфрамова руда зазвичай не-магнітна або слабомагнітна, а магнітна сепарація в основному використовується для видалення домішок або відокремлення пов’язаних мінералів.
Магнітна сепарація високої-інтенсивності: використовується для видалення-жильної породи, що містить залізо, або, у деяких випадках, для відділення вольфраміту (слабкомагнітного) від не-магнітної жильної породи (менш поширеної, яка потребує високо-градієнтної магнітної сепарації).
Основні цілі:
Видаліть домішки заліза з руди.
Якщо магнетит присутній як пов’язаний мінерал, його слід спочатку видалити за допомогою магнітної сепарації, щоб зменшити подальше робоче навантаження.
Вольфраміт виявляє слабкий магнетизм, і іноді його можна відокремити від не-магнітної пустої породи, зокрема дрібної фракції шламу, за допомогою високо-градієнтного магнітного сепаратора.
D. Електростатична сепарація
Сортування проводиться за відмінностями електропровідності мінералів.
Призначення: зазвичай використовується як операція тонкого відбору для гравітаційного концентрату.
Сценарій: відокремити змішаний концентрат, отриманий за допомогою гравітаційної сепарації (містить вольфраміт, каситерит, ільменіт, монацит тощо). Вольфраміт є провідником, тоді як жильна порода, як-от кварц, є не-провідником, який можна додатково очистити за допомогою електростатичного розділення.
3. Типові процеси для різних видів руд
Сценарій 1: Вольфраміт - кварцовий жильний тип (найпоширеніший)
Цей тип руди має відносно крупний розмір вкраплення і легко розпадається.
Ручний відбір/фотоелектричний відбір: видаліть великі пусті породи перед дробленням.
Дроблення та подрібнення: використовуються стрижневі млини (для зменшення утворення шламу) і реалізовано «стадійне подрібнення».
Пере-обрання:
Coarse fraction -> Jigging machine ->Отримайте грубий концентрат.
Medium and fine particle size -> Shaker table ->Отримайте тонкий концентрат.
Вибраний: повторно{0}}відібраний грубий концентрат часто містить такі домішки, як олово, сірка та миш’як, які потребують обробки за допомогою:
Флотаційна десульфурація та видалення миш'яку.
Магнітна сепарація для видалення заліза та марганцю.
Електро-розділення каситериту та ільменіту.
Зрештою, отримують високо{0}}концентрат вольфраміту.
Сценарій 2: тип шееліта - Skarn (відносно складний)
Цей тип руди часто співіснує з сульфідами, кальцитом і флюоритом з дрібним розсипом.
Флотаційна десульфурація: спочатку використовуйте реагенти на основі ксантогенату- для флотації та видалення сульфідів (таких як халькопірит і пірит).
Гравітаційна сепарація, попередня-концентрація (необов’язково): якщо дозволяє розмір частинок, спочатку скористайтеся спіральним жолобом, щоб відкинути частину хвостів.
Флотація білого вольфраму:
Використовуйте збирачі жирних кислот.
Використовуйте водяне скло для придушення порожнистої хвороби.
Якщо є високий вміст кальциту/флюориту, може знадобитися провести флотацію з підігрівом або багаторазове очищення.
Хімічна обробка. Для шеєлітового концентрату (з високим вмістом кальцію), який надзвичайно важко збагачувати, його іноді безпосередньо відправляють на гідрометалургійні заводи для переробки, не домагаючись надзвичайно високих ступенів фізичного збагачення.
Сценарій 3: змішана біла та чорна вольфрамова руда
Необхідний спільний процес:
Спочатку повторно-виберіть і переробіть крупнозернистий вольфраміт.
Повторно-подрібніть хвости після гравітаційного відділення.
Отримайте дрібно{0}}зернистий вольфраміт і шеєліт за допомогою флотації (іноді потрібна окрема флотація, іноді їх змішують, а потім відокремлюють після флотації).
4. Рекомендації щодо вибору та запобіжні заходи
Якщо ви обдумуєте, як вибрати процес для конкретного проекту з видобутку вольфраму, рекомендується виконати наведені нижче дії.
Детальні мінералогічні дослідження (вирішальне значення):
Проведіть мінералогічний аналіз процесу: визначте первинну форму, в якій існує вольфрам (вольфраміт або шеєліт)?
Визначте розмір частинок дисемінації: крупний, середній чи дрібний? Це визначає тонкість помелу та можливість застосування гравітаційного розділення.
Визначте супутні мінерали: чи є олово, молібден, вісмут, флюорит і кальцит? Це визначає, чи потрібен складний процес розділення.
Маломасштабний-експеримент і-збільшений експеримент:
Не застосовуйте безпосередньо процеси інших шахт. Необхідно провести відбір проб для лабораторних випробувань мінеральної обробки, щоб визначити оптимальну систему реагентів, тонкість помелу та комбінацію обладнання.
Екологічні міркування:
Збагачення вольфрамової руди часто включає важкі метали (такі як миш'як і свинець) і велику кількість хімікатів (таких як рідке скло і жирні кислоти). Очищення хвостів і переробка стічних вод є ключовими напрямками при проектуванні сучасних збагачувальних установок.
Економічний баланс:
Гравітаційне розділення має низьку вартість, але швидкість його відновлення обмежена розміром частинок; флотація має високу швидкість відновлення, але спричиняє високі витрати та споживання реагентів. Як правило, для досягнення найкращого співвідношення вартості-продуктивності використовується процес «комбінованої-гравітаційної флотації».
Резюме:
Вольфраміт: кращим методом є гравітаційна сепарація (відсадка + концентрація на столі), доповнена магнітною сепарацією та тонкою сепарацією за допомогою електростатичної сепарації.
Шеєліт: кращим методом є флотація, зосереджена на вирішенні проблеми розділення вапнякових мінералів.
Змішана руда/дрібний шлам: запровадьте комбінований процес-гравітаційної флотації та навіть запровадьте нові технології, такі як центрифуги та флотація на носіях.
