当前钨矿山生产面临供过于求的局面, 加强伴生有用组分的综合回收是改善处境困难的钨矿山经济效益的重要措施。通过编制钨犷业发展远景规划的矿山调查看到, 目前国内各统配钨犷山对矿石伴生有用组分综合回收的能力和水平有较大差异。鉴于现阶段我国主要开采石英脉型(含石英大脉型和石英脉带型)黑钨矿床, 着重研究脉钨矿床所含共、伴生有用组分及其选、冶综合回收效果有广泛现实意义。

一   脉钨矿床的有用组分

迄今已知石英大脉型和石英脉带型钨矿床中存在的金属和非金属矿物总共达一百多种。可供综合利用的有用组分二、三十种。有些钨矿床含某种有用组分的品位较高, 勘探时已将其作为钨的共生组分进行系统基本分析和计算储量, 如盘古山钨矿中的铋, 漂塘钨矿中的锡。但大多数情况下可供综合利用组分的含量较低, 只能视为矿床的伴生有益组分, 在勘探主元素钨的同时进行综合评价。全国统配钨矿山中的脉钨矿床含主要组分和伴生(含共生)组分的平均品位如表 1。表中列举了已知含各种有用组分的主要矿物成分。

表  1  脉钨矿床有用组分平均品位及矿物成分

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根据矿床勘探阶段提供的资料, 脉钨矿石中分布的锡、铋、钼、铜、铅、锌、钹均为独立矿物。其中, 铋、钼、铜、铅、锌的工业有用矿物主要是硫化物, 而锡、钹的有用矿物则是氧化物和硅酸盐矿物。金属硫化物和氧化物与钨矿物在空间上密切共生, 常见自形——他形晶结构、固溶体分离结构和交代结构。而含钹硅酸盐矿物的颗粒往往较粗大, 常在脉体内作对称带状和梳状排列。

脉钨矿石中的稀土、稀有、稀散和贵金属组分则基本上呈分散相。稀土矿物的颗粒微细, 大部分呈包裹体分散在石英、长石、萤石等脉石矿物中, 只有少部分分散在钨矿物中。微细铌、钽矿物和分散元素钪亦以包裹体或类质同象形式赋存在钨和锡的矿物中。微量的硒、蹄、镓、锗、铟、镉与铜、铅、锌的硫化矿物、黄铁矿和毒砂有关。贵金属金主要分布于黄铁矿、辉铋矿, 银则与铋、铜、铅、锌等矿物的关系均较密切。

从伴生有用组分在脉钨矿床中出现的频数看, 分布最普遍且含量较高的是锡、钼、铋、铜, 其次为铅和锌。

全国统配钨矿山的脉钨矿床保有共、伴生有用组分的数量可观。其中, 锡、铜、锌、稀土的总量以十至数十万吨计, 铋、钼、铅总量以万吨计。以外, 有相当数量的钹、铌、钽、钪、锂、铷、铯、金、银等。

二   矿山综合回收中存在的问题和进展

目前国内大多数脉钨矿山对共、伴生有用组分都进行了不同程度的富集回收。综合回收中存在的主要问题是:

1.实际回收有用组分的品种不多, 综合回收率一般都较低。国内脉钨矿山较普遍进行综合回收的对象是锡、钼、铋、铜、铅、锌等有色金属组分。六、七十年代各种副产金属的选矿综合回收率一般都小于20%。八十年代以来, 综合回收水平虽有所提高, 但除少数钨矿山的某些组分保持较好的回收效果外, 总的回收指标仍然偏低。以指标提高较快的湖南为例, 进年脉钨矿床伴生组分的选矿回收率一般为:锡25~35%、钼30~40%、铋20~30%、铜25~35%。上述指标与国内最好指标相比存在明显差距。如江西画眉垇钨矿副产铜精矿品位18%, 综合回收率达到68.74%, 大龙山钨矿生产为钼精矿品位45%, 综合回收率可达80.80%。

2.综合回收副产金属的销售收入低。江西统配钨矿山脉钨矿区每年总共回收副产金属千余吨, 副产品产值约占选矿产品总产值的7~8%。湖南脉钨矿山选矿产品产值中, 副产金属产值所占比例也只有10%左右。仅广东脉钨矿山从回收伴生有用组分获得的产品产值较高, 一般可占总产值的20~25%。

由于伴生组分的选矿回收率低、产出数量少、产品产值小, 致使矿山搞好综合回收的问题长期得不到应有的重视。

根据脉钨矿山生产工艺特点, 伴生有用组分中除了结晶粗大的水晶、铁锂云母、绿柱石等可由手拣外, 金属硫化物和氧化物主要是在选厂精选段对粗精矿去杂提纯过程中进行分离的。即在选矿精选作业阶段, 回收伴生有用组分的过程也是提高精矿产品质量的过程。当前提高精矿产品质量已成为企业赖以生存、在销售竞争中取胜的重要手段, 故搞好矿山综合回收可以从多方面为改善矿山经营面貌、提高矿山经济效益做贡献。

脉钨矿山进一步搞好伴生组分的综合回收右着潜在的能力。

(1) 继续提高选矿各段作业回收率、应用选一冶联合工艺, 增加回收金属组分的渠道。

近几年盘古山钨矿对铋的综合回收又有所进展。该矿铋的地质品位0.246%, 入选原矿品位只有0.045%左右。以往铋的回收率介于40~44%。近年获得铋精矿品位20~22%, 选矿综合回收率已大于46%。选矿各段作业中铋的回收率指标如表 2。从表中看出, 铋在重选段的回收率最低。矿山正在采取措施, 使选矿回收率提高到5%。

表  2  盘古山钨矿综合回收铋选矿指标

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有些脉钨矿山抓了重选尾矿再选的工作。画眉垇钨矿、湘东钨矿都通过重选尾矿的磨、浮使伴生铜的综合回收效果达到较高水平。湘东钨矿近年铜的选矿综合回收率为53.09%, 相当于湖南一般脉钨矿山伴生铜综合回收率的1.77倍。

广东南山钨矿新近试验成功了用选择性氯化浸出法从硫化物尾矿中回收铋的工艺。铋的浸出率在95%以上, 生产海绵铋的品位为75~83%, 金属回收率90%左右。由此每年可增收铋数十吨。

此外, 某硬质合金厂以钨细泥为原料通过冶炼回收铌、钽、钪和稀土氧化物, 为综合回收脉钨矿石中伴生稀有、稀散、稀土金属开辟了广阔的前景。

(2) 深入研究矿石含金、银的综合回收途径, 把提高伴生金、银的综合回收率放到重要地位。

随着矿产品含金、银价格的大幅度提高, 有色矿山加强伴生金、银的综合回收能够增加矿山的经济效益。如广东脉钨矿山副产的铋精矿、铅精矿、锌精矿、铜精矿都普遍含银, 棉土窝钨矿产出的铜精矿还含金。精矿中所含金、银均由冶炼厂单独计价, 提高了精矿的价值, 给矿山带来较多的收入。

以往脉钨矿床勘探工作中对金、银含量及其赋存状态研究甚少, 只有个别钨矿床做过金、银的系统查定和计算过储量。在脉钨矿床中, 金、银呈独立矿物相的所见不多。河南灵宝文峪矿区系含钨石英脉金矿床, 主要有用矿物是自然金和白钨矿。钨为伴生组分, 平均品位WO₃0.117%。广东锯板坑含黑钨矿石英脉内可见少许辉银矿。就现有资料看, 脉钨矿床中的金、银大都是以分散相存在的。选厂产品调查表明, 钨矿石中的金可以富集在综合回收的铜、铋精矿中, 而银则富集于铋、铜、硫、铅、锌和钨精矿中。显然, 钨矿石中的金、银通过选矿只能富集在各种精矿中, 然后在冶炼时实现其最终分离和提取。矿山欲提高金、银的回收效果, 首先要查清金、银在矿石中的赋存状态和在选矿过程的富集行径, 才能采取针对性措施, 予以回收。

湖南汝城钨矿由于在混合硫化物分选前增加了脱药、洗矿等工艺流程, 经分选后富集在金属硫化物中的银, 其作业回收率从原有的40%提高到90%。连同新增钼、铋、铜精矿在内的产品, 年销售纯收入即增加十多万元。

瑶岗仙钨矿经过试验也已提出增加综合回收伴生银的技术改造方案。该矿原矿含银12克/吨。载银矿物为各种金属硫化矿物。选矿过程中大部分银富集在原、次生细泥和精选段的混合硫化矿中。原生和次生细泥含银品位均为47克/吨, 混合硫化矿台银品位达30克/吨。细泥和硫化矿中银的占有率分别为41.1%和33.6%。原有选矿流程仅通过从混合硫化矿分离的铜精矿带出银。银的综合回收率不过7-8%。现拟建原生细泥和次生细泥浮选厂, 增加铜、银回收渠道。同时对混合硫化矿浮选工艺进行改进, 提高铜、银的作业回收率。由此矿山每年生产铜精矿的铜含量将是原产量的三倍, 银含量为原产量的六点七倍。银的综合回收率上升到51.8%。矿山可年增产值数十万元。

总之, 脉钨矿床中共生和伴生有用组分的种类繁多, 数量亦大。做好伴生有用组分的综合回收将使我国对脉钨矿石的工业利用水平进一步提高。