钨矿重力选矿技术,是利用钨矿物和脉石矿物的密度差,在水流、离心力等介质作用下实现分选的选矿方法。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在两倍以上。重选的优势是成本低、无药剂消耗、环保负担小。应用场景集中在粗粒和中细粒级,细泥部分需要浮选补充。
所有重选设备的工作原理都建立在同一个基础上,利用钨矿物和脉石矿物的密度差。
钨矿物密度大,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。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。
钨矿重力选矿的分段配置逻辑,就是根据不同粒级的选别特性,匹配合适的设备。粗粒级用跳汰机,中细粒级用螺旋溜槽,细粒级用离心选矿机,精选用摇床。

重选在钨矿加工中占主导地位,优势有几个方面。
成本低。重选没有药剂消耗,运行成本主要是电耗和水耗。相比浮选,重选的运行成本低得多。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。
环保负担小。重选不添加化学药剂,废水成分简单,沉淀后就能循环使用。浮选废水含有残留的捕收剂、起泡剂、调整剂,处理成本高,环保压力大。
分选效率高。钨矿物和脉石矿物的密度差大,重选的分选效率在粗粒和中细粒级很高。黑钨矿嵌布粒度粗的矿石,重选回收率可以到七成以上。
适应性强。重选设备对给料波动适应性好,跳汰机和螺旋溜槽对给料品位和粒度的变化不敏感。这对矿石性质波动大的钨矿来说,是个实际优势。
跳汰机是粗粒级分选的主力。工作原理是,利用垂直交变水流让物料床层松散,高密度矿物穿过床层进入下层,低密度矿物留在上层被水流带走。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。
螺旋溜槽适合中细粒级。工作原理是,矿浆沿螺旋槽面往下流,在离心力和重力的共同作用下,高密度矿物靠近槽面内侧,低密度矿物在外侧,通过截取器分别排出。处理量大,占地小,没有运动部件,维护成本低。
离心选矿机适合细粒级。工作原理是,矿浆进入高速旋转的转鼓,在离心力作用下,高密度矿物沉积在转鼓内壁,低密度矿物随水流排出。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。
摇床是精选环节的主力设备。工作原理是,矿粒在倾斜的床面上,受横向水流和纵向不对称往复运动的共同作用,按密度和粒度分层分带,沿床面不同方向排出。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。
悬振锥面选矿机在钨矿细泥回收中也有应用。工作原理是,矿浆在锥面上受振动和重力的共同作用,高密度矿物沿锥面内侧排出,低密度矿物沿外侧排出。处理粒度下限比传统摇床低,占地小。
钨矿重力选矿的应用场景,按矿石类型和粒度来分。
黑钨矿为主的原生矿石。黑钨矿密度大,重选是主力。粗粒级用跳汰机,中细粒级用螺旋溜槽,细粒级用离心选矿机,精选用摇床。浮选只做细泥补充。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。
白钨矿为主的原生矿石。白钨矿可浮性好,浮选是主力,重选可能只用在粗粒预选抛废上。但如果白钨矿嵌布粒度粗,重选也能承担部分回收任务。
黑白钨混合矿。重选和浮选都得配,流程复杂,但回收率有保障。重选负责粗粒和中细粒级,浮选负责细泥。
残积钨矿和冲积钨矿。这两类砂矿的钨矿物解离程度高,含泥量大。洗矿脱泥是前提,重选是主力。粗粒用跳汰,中细粒用螺旋溜槽,细粒用离心,微细粒用摇床或悬振锥面选矿机。
老钨尾矿再选。钨矿物已经解离过一轮,粒度偏细,泥化严重。重选负责粗粒级,浮选补细泥。交钥匙工厂的全流程服务在这种场景下价值明显。
钨矿加工中,重选和浮选不是对立的,是配合的。
重选负责粗粒和中细粒级,这部分钨矿物单体解离度高,重选回收效率高,成本低。浮选负责细泥和微细粒级,这部分重选回收不了,浮选是主要手段。
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。
浮选前的脱泥环节不能省。细泥如果直接进浮选,药剂消耗大,选择性差。脱泥设备可以用水力旋流器或者高频细筛,把小于0.02毫米的部分分出去单独处理,或者直接进尾矿。
重选的环保负担比浮选小,但不是没有。
重选废水相对干净,简单沉淀后就能循环。但洗矿废水里的细泥含有微细粒钨矿物,直接外排就是丢钱。混凝沉淀加吸附的组合工艺可以处理这部分废水,出水回用,细泥单独回收。行业数据可以参考铅锌选矿废水的处理效果,回用率最高到80%。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。粉尘不治,细粒级钨矿物在转运过程中就被风吹走了,这也是回收率损失的一个隐蔽来源。
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。