Обогатяването на волфрамова руда (минералната обработка на волфрамова руда) е сложен процес, тъй като волфрамовите минерали (главно волфрамит и шеелит) проявяват различни физикохимични свойства и често съществуват тясно съвместно със свързани минерали (като калай, молибден, бисмут, сулфиди и др.).
Изборът на конкретна технология за обработка на минерали зависи основно от вида на рудата (волфрамит или шеелит), размера на разпръскването, свързаните видове минерали и степента на руда.
По-долу е дадено подробно обяснение на основните методи и процеси за обогатяване на волфрамова руда, използвани в момента в индустрията:
1. Основен принцип: Пред-обогатяване, ранна реколта и максимизиране на реколтата
Волфрамовите руди обикновено имат ниско съдържание (0,2%-1% WO₃), а волфрамовите минерали са крехки, склонни към прекомерно смилане и последваща загуба по време на процеса на смилане. Следователно, основният принцип на обогатяването на волфрамова руда е: „Събирайте възможно най-рано и изхвърлете възможно най-рано“.
Етапно смилане и етапно разделяне: Избягвайте твърде финото смилане наведнъж, дисоциирайте минералите на етапи и възстановете грубия волфрамов концентрат.
Приоритет на гравитационното разделяне: Възползвайки се от високото специфично тегло на волфрамовите минерали, възстановяването чрез гравитационно разделяне трябва да се използва възможно най-много след грубо смилане.
2. Основни методи за обогатяване на полезни изкопаеми
A. Гравитационно разделяне - най-често използваният и икономичен метод
Това е предпочитаният метод за обработка на волфрамова руда, особено волфрамит, поради високото му специфично тегло (около 7,5), което значително се различава от това на минералите от пустинна порода.
Приложим обект: волфрамит ((Fe,Mn)WO₄), използван също за предварителна-концентрация на шеелит.
Общо оборудване:
Машина за приспособяване: използва се за обработка на едро-зърнести руди и възстановяване на едрозърнест-волфрамов концентрат.
Джигова машина
Маса за разклащане: Използва се за обработка на средно до фино{0}}зърнести руди, тя се отличава с висока точност на разделяне и е ключово оборудване за обогатяване на волфрамова руда.
Разклащаща се маса
Спирален улей: използва се за обработка на фини частици като спомагателно средство.
Спирален концентратор
Центробежен концентратор: за ефективно възстановяване на фино-зърнеста волфрамова тиня.
Process characteristics: raw ore crushing -> rod milling (to reduce over-crushing) -> jig machine (to collect coarse particles) -> ball milling ->разклащане на масата (за събиране на фини частици).
Б. Метод на флотация
Когато рудата е разпръсната в изключително фини частици или основният минерал е шеелит, ефективността на гравитационното разделяне намалява, което налага използването на флотация.
Приложими обекти:
Шеелит (CaWO₄): Шеелитът има относително ниско специфично тегло (около 6,0) и често съществува съвместно с калций-съдържащи минерали като калцит и флуорит, което затруднява разделянето. Основно се отделя чрез флотация.
Фин{0}}волфрамит: Микро{1}}фината фракция, която не може да бъде възстановена чрез гравитационно разделяне.
Основна трудност: Повърхностните свойства на шеелита са подобни на тези на калцита и флуорита, което прави разделянето предизвикателство.
Често използвани лекарства:
Колектор: мастни киселини (като олеинова киселина, окислен парафинов сапун), фосфонови киселини.
Инхибитори: водно стъкло (често използвано), нишесте, танинова киселина (използвана за инхибиране на пуста болест).
Коригиращ агент: Вар (използва се за регулиране на pH стойността, обикновено за флотация на шеелит при алкални условия).
Специален процес: "Процесът на Петров", известен също като нагряваща флотация, използва разликите в адсорбционния капацитет на различните минерали за колектори при високи температури (80-90 градуса), за да отдели шеелит от калцит/флуорит.
C. Магнитно разделяне
Самата волфрамова руда обикновено е не-магнитна или слабо магнитна, а магнитното разделяне се използва главно за отстраняване на примеси или отделяне на свързани минерали.
Магнитна сепарация с висок-интензитет: използва се за отстраняване на-съдържаща желязо пуста натрупаност или в някои случаи за отделяне на волфрамит (слабо магнитен) от не-магнитна пуста порода (по-рядко срещана, изискваща високо-градиентно магнитно разделяне).
Основни цели:
Отстранете примесите от желязо от рудата.
Ако магнетитът присъства като свързан минерал, той трябва първо да бъде отстранен чрез магнитна сепарация, за да се намали последващото работно натоварване.
Волфрамитът проявява слаб магнетизъм и понякога може да бъде отделен от не-магнитната пуста почва, особено фината фракция на тиня, с помощта на магнитен сепаратор с висок-градиент.
D. Електростатично разделяне
Сортирането се извършва въз основа на разликите в проводимостта на минералите.
Предназначение: Обикновено се използва като операция за фина селекция за гравитационен концентрат.
Сценарий: Разделяне на смесения концентрат, получен чрез гравитационно разделяне (съдържащ волфрамит, каситерит, илменит, монацит и др.). Волфрамитът е проводник, докато пустата жилка като кварца е не-проводник, който може да бъде допълнително пречистен чрез електростатично разделяне.
3. Типични процеси за различни видове руди
Сценарий 1: Волфрамит - тип кварцова жила (най-често срещаният)
Този тип руда има относително едър размер на разпръскване и лесно се разпада.
Ръчен избор/фотоелектрически избор: Отстранете големи отпадъчни скали преди раздробяване.
Раздробяване и смилане: Използват се прътови мелници (за намаляване на отслабването) и се прилага "етапно смилане".
Повторно-избиране:
Coarse fraction -> Jigging machine ->Получаване на груб концентрат.
Medium and fine particle size -> Shaker table ->Получаване на фин концентрат.
Избрано: Повторно подбраният груб концентрат често съдържа примеси като калай, сяра и арсен, които изискват обработка чрез:
Флотационна десулфуризация и отстраняване на арсен.
Магнитна сепарация за отстраняване на желязо и манган.
Електро{0}}отделяне на каситерит и илменит.
Накрая се получава високо{0}}концентрат от волфрамит.
Сценарий 2: Scheelite - тип Skarn (относително труден)
Този тип руда често съществува съвместно със сулфиди, калцит и флуорит, с фин размер на разпръскване.
Флотационна десулфуризация: Първо използвайте реагенти на базата на ксантоген-за флотация и отстраняване на сулфиди (като халкопирит и пирит).
Предварителна-концентрация за гравитационно разделяне (по избор): Ако размерът на частиците позволява, първо използвайте спираловиден улей, за да изхвърлите част от отпадъците.
Флотация на бял волфрам:
Използвайте колектори на мастни киселини.
Използвайте водно стъкло за потискане на пуста треска.
Ако има високо съдържание на калцит/флуорит, може да се наложи провеждането на нагрята флотация или множество почиствания.
Химическа обработка: За концентрат от шеелит (с високо съдържание на калций), който е изключително труден за обогатяване, той понякога се изпраща директно в хидрометалургични заводи за преработка, без да се преследват изключително високи степени на физическо обогатяване.
Сценарий 3: Смесена бяла и черна волфрамова руда
Необходим е съвместен процес:
Първо изберете отново и рециклирайте едрозърнестия волфрамит-.
Повторно-смилане на хвоста след гравитационното разделяне.
Възстановете фино{0}}зърнестия волфрамит и шеелит чрез флотация (понякога е необходима отделна флотация, а понякога те се смесват и след това се разделят след флотация).
4. Предложения за избор и предпазни мерки
Ако обмисляте как да изберете процес за конкретен проект за добив на волфрам, препоръчително е да следвате стъпките по-долу:
Подробни минералогични изследвания (от решаващо значение):
Извършете минералогичен анализ на процеса: Определете първичната форма, в която съществува волфрамът (волфрамит или шеелит)?
Определете размера на разпръснатите частици: дали е груб, среден или фин? Това определя фиността на смилане и дали гравитационното разделяне е приложимо.
Определете свързаните минерали: Има ли калай, молибден, бисмут, флуорит и калцит? Това определя дали е необходим сложен процес на разделяне.
Малък{0}}мащабен експеримент и-разширен експеримент:
Не прилагайте директно процесите на други мини. Трябва да се вземат проби за лабораторни тестове за обработка на минерали, за да се определи оптималната реагентна система, фиността на смилане и комбинацията от оборудване.
Екологични съображения:
Обогатяването на волфрамова руда често включва тежки метали (като арсен и олово) и голямо количество химикали (като водно стъкло и мастни киселини). Обработката на хвоста и рециклирането на отпадъчни води са ключови акценти при проектирането на модерни обогатителни инсталации.
Икономически баланс:
Гравитационното разделяне има ниска цена, но степента на възстановяване е ограничена от размера на частиците; флотацията има висока степен на възстановяване, но води до високи разходи и консумация на реагент. Обикновено се възприема процес на „комбинирана-флотация с гравитация“, за да се постигне най-доброто съотношение на-разходи и ефективност.
Резюме:
Волфрамит: Предпочитаният метод е гравитационно разделяне (отсадка + концентрация на маса), допълнено от магнитно разделяне и фино разделяне чрез електростатично разделяне.
Шелит: Флотацията е предпочитаният метод, с фокус върху решаването на проблема с разделянето с варовити минерали.
Смесена руда/фин шлам: Приемете комбиниран процес на гравитационна-флотация и дори въведете нови технологии като центрофуги и флотация на носител.
