重力选矿在钨矿加工中的地位,是由钨矿物的密度特性决定的。黑钨矿密度7.1到7.5克每立方厘米,白钨矿5.9到6.2克每立方厘米,和常见脉石矿物的密度差足够大,重选就有基础。但密度差只是基础,实际分选还要看粒度。重选在钨矿加工中的关键作用,是在粗粒和中细粒级把大部分钨矿物低成本回收出来,细泥部分交给浮选补。
钨矿物密度大,这是重选在钨矿加工中占主导地位的根本原因。
黑钨矿密度在7.1到7.5克每立方厘米之间,白钨矿密度在5.9到6.2克每立方厘米之间。常见脉石矿物如石英密度2.65克每立方厘米,长石密度2.55到2.76克每立方厘米。密度差在两倍以上,重选的分选基础很扎实。
重选的优势不只在分选效果。成本低,没有药剂消耗,环保负担小,这是重选相比浮选的天然优势。钨矿加工中,能在重选环节回收的钨矿物,尽量不要推到浮选去处理,因为浮选的药剂成本和废水处理成本都比重选高。
但重选有个绕不开的限制,粒度。粒度粗了,密度差的作用发挥不出来,因为设备的分选精度有限。粒度细了,细泥的黏度增加,分选效率也下降。所以重选设备都是按粒度区间来设计的,没有一台设备能覆盖所有粒级。

重选在钨矿加工中承担三个作用,分别对应不同的粒级。
粗粒级预选抛废。钨矿开采过程中,矿石贫化不可避免。粗粒级预选抛废能在磨矿之前把大量脉石排除,减少入磨量,降低磨矿能耗,也降低过粉碎风险。跳汰机在这个环节是主力设备。
中细粒级主分选。磨矿解离后的钨矿物,大部分在0.5到2毫米这个区间。螺旋溜槽和摇床在这个粒度区间的分选效率高,能拿到合格粗精矿。这是重选在钨矿加工中的核心作用。
细粒级扫选回收。跳汰和螺旋溜槽的尾矿里还有不少细粒级钨矿物,离心选矿机和悬振锥面选矿机负责把这部分捞回来。这部分回收率虽然不如粗粒级高,但积少成多,对综合回收率影响不小。
重选的回收率上限,在碎磨环节就决定了。磨矿粒度控制不住,重选设备再好也发挥不出来。
钨矿物性脆,莫氏硬度4.5到5.5,磨矿过程中比脉石矿物更容易泥化。一旦磨成细泥,重选设备的分选效率急剧下降。所以碎磨环节的核心思路是多碎少磨,破碎段数增加,入磨粒度减小,球磨机的负担就轻,过粉碎程度也低。
粗碎用颚式破碎机。中细碎用圆锥破碎机。高压辊磨机在细碎环节的应用在增加,出来的产品微裂纹多,邦德功指数降低,后续球磨机能耗下降,过粉碎程度也轻。
磨矿分级回路,高频细筛替代螺旋分级机是明确的方向。高频细筛分级效率高,返砂夹细少,能有效降低过粉碎。有专利数据显示,这个替换能提高钨矿物回收率2到5个百分点。叠层高频细筛在处理量上也有优势,占地小,适合老选厂改造。
磨矿介质的选择也有讲究。球磨机用橡胶衬板替代锰钢衬板,除了降噪,还能减少铁质污染。钢球级配要根据入磨粒度和目标磨矿细度来定,大球多了过粉碎,小球多了处理量下降。
磨矿细度不是越细越好,刚好解离就行。黑钨矿嵌布粒度粗的,磨到0.5到2毫米就能解离。白钨矿嵌布粒度细的,可能要磨到0.074毫米以下。

钨矿重力选矿的技术流程,按粒度分段展开。
粗粒级,大于0.5毫米,跳汰机是主力。锯齿波跳汰机在钨矿领域应用最广,锯齿波曲线让水流上升快、下降慢,床层松散时间长,分选效率比正弦波跳汰机高。处理量2到8吨每小时,对给料波动适应性好。冲程冲次需要根据给料粒度调整,冲程冲次大了,细粒钨矿物被水流带走,回收率下降。冲程冲次小了,床层松散不够,粗粒脉石排不出去,精矿品位上不去。
中细粒级,0.5到2毫米,螺旋溜槽处理量大,占地小,没有运动部件,维护成本低。缺点是富集比不高,粗精矿品位偏低,需要后续精选。截取器位置靠内,精矿品位高但回收率低。截取位置靠外,回收率高但精矿品位低。实际操作中,先按给料品位定一个基准位置,再根据精矿和尾矿的数据微调。
细粒级,0.02到0.5毫米,离心选矿机是核心设备。转速600到1200转每分钟可调,对0.02到0.05毫米粒级的回收效果比摇床好。给料浓度控制在百分之十五到二十五之间比较常见,浓度高了流膜厚,分选精度下降,浓度低了处理量上不去。给料粒度也要控制,小于0.02毫米的部分最好先脱出去,进浮选或者单独处理。
精选环节,摇床是主力。新型摇振选矿机处理粒度下限能到0.02毫米,对0.05到0.5毫米粒级效果最佳,精矿品位提升幅度在20%到35%之间。摇床的冲程冲次和横向坡度需要根据给料粒度随时调,固定参数运行是回收率损失的一个常见原因。床面类型也影响分选效果,粗砂床面适合0.5毫米以上的给料,细砂床面适合0.5毫米以下的给料,矿泥床面适合0.074毫米以下的给料。
微细粒补充,悬振锥面选矿机处理粒度下限比传统摇床低,占地小,适合处理离心选矿机的尾矿。
钨矿磨矿过程中产生的细泥,含有微细粒钨矿物,重选回收不了,需要浮选补充。
白钨矿可浮性好,浮选效率高。黑钨矿的浮选需要活化剂,硝酸铅是常用选择。碳酸钠调pH到8左右,水玻璃抑制脉石,这套组合在黑白钨混合浮选中比较常见。水玻璃的模数和用量需要根据脉石种类调整,模数低了抑制效果不够,模数高了钨矿物也受抑制。
江西某铜矿浮选尾矿中钨品位只有0.057%,试验采用开路脱硫、钨粗选抛尾、粗精矿精扫选、三次精选、浓缩加温、多次精选的流程,最终拿到钨精矿品位19.01%、回收率41.10%。品位不高是因为原矿品位极低,但41%的回收率说明流程对了,低品位细泥也有回收价值。
加温精选的温度控制是关键。温度不够,捕收剂在脉石表面的解吸不彻底,精选效果差。温度过高,能耗上去了,药剂也可能分解。实际生产中,加温温度控制在80到90摄氏度比较常见。
某变质砂岩石英细脉带钨矿的试验数据可以参考。原矿WO₃品位0.15%左右,黑钨矿占钨总量的96%以上,采用先重后浮流程,获得钨精矿WO₃品位48.88%、回收率72.315%的指标。这个案例中重选承担了主要回收任务,浮选只做细泥补充,流程配置合理。
选矿废水的成分取决于工艺。重选废水相对干净,简单沉淀后就能循环。浮选废水就麻烦了,残留的捕收剂、起泡剂、调整剂混在一起,直接回用会扰乱浮选过程,外排又过不了环保关。
浮选废水通过混凝、氧化、吸附组合工艺,出水COD可降到30到40毫克每升,重金属去除率超过90%,回用率最高到80%。行业数据可以参考铅锌选矿废水的处理效果,钨矿废水成分不同,但技术路线是通的。
粉尘治理在破碎和转运环节是硬需求。圆锥破碎机入料点的旋流风幕收尘、转运点的气液两相喷雾控尘,这些技术在金属矿山已经有成功应用案例。选厂粉尘不治,设备寿命和工人健康都是问题。
噪声方面,球磨机加装整体隔声罩、用橡胶衬板替代锰钢衬板,破碎机置于防振基座加消声器,这些措施能把厂界噪声压到标准以内。
问:钨矿重力选矿一定要上浮选吗
不一定。如果黑钨矿嵌布粒度粗,重选就能拿到合格精矿,浮选可以不用。但如果矿石中含硫化矿或者钨矿物嵌布细,浮选作为辅助回收手段就有必要。
问:磨矿细度定在多少合适
看工艺矿物学给出的钨矿物解离粒度。解离粒度粗,磨矿可以粗一些。解离粒度细,磨矿要细一些。原则是刚好解离就行,不要过磨。
问:分级粒度定在多少合适
没有固定数字。看工艺矿物学给出的钨矿物解离粒度。解离粒度粗,分级点可以往上提。解离粒度细,分级点要往下调。先做工艺矿物学,再定分级粒度,不要反过来。
问:设备选型之前需要做什么准备
先做工艺矿物学。钨的赋存状态、嵌布粒度、脉石种类,还有含泥率和粒度分布,这些数据决定了碎磨、分级、重选的设备配置。凭经验拍脑袋选设备,在钨矿这个领域,翻车概率不低。
问:设备买回来回收率不达标怎么办
先查工艺矿物学数据对不对,再看磨矿粒度是不是过粗或过细。钨矿选冶机械本身的问题相对好解决,流程配置的问题才是大头。找有钨矿经验的选矿工程师做流程诊断,比换设备更有效。
如果你手上有具体的矿石样品,最稳妥的办法是先把工艺矿物学做清楚,再谈设备配置和流程优化。