Ο εμπλουτισμός του μεταλλεύματος βολφραμίου (η επεξεργασία ορυκτών μεταλλευμάτων βολφραμίου) είναι μια πολύπλοκη διαδικασία, καθώς τα ορυκτά βολφραμίου (κυρίως βολφραμίτης και σχελίτης) παρουσιάζουν διαφορετικές φυσικοχημικές ιδιότητες και συχνά συνυπάρχουν στενά με συναφή ορυκτά (όπως κασσίτερος, μολυβδαίνιο, βισμούθιο, σουλφίδια κ.λπ.).
Η επιλογή μιας συγκεκριμένης τεχνολογίας επεξεργασίας ορυκτών εξαρτάται κυρίως από τον τύπο του μεταλλεύματος (wolframite ή scheelite), το μέγεθος διάδοσης, τους σχετικούς τύπους ορυκτών και την ποιότητα του μεταλλεύματος.
Ακολουθεί μια λεπτομερής εξήγηση των μεθόδων και διαδικασιών εμπλουτισμού μεταλλεύματος βολφραμίου που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος στη βιομηχανία:
1. Βασική αρχή: Προ-εμπλουτισμός, πρώιμη συγκομιδή και μεγιστοποίηση της συγκομιδής
Τα μεταλλεύματα βολφραμίου έχουν συνήθως χαμηλή ποιότητα (0,2%-1% WO3) και τα ορυκτά βολφραμίου είναι εύθραυστα, επιρρεπή σε υπερβολική άλεση και επακόλουθη απώλεια κατά τη διαδικασία λείανσης. Ως εκ τούτου, η βασική αρχή του εμπλουτισμού μεταλλεύματος βολφραμίου είναι: "Συλλέξτε όσο το δυνατόν νωρίτερα και απορρίψτε το συντομότερο δυνατό."
Τρίψιμο σταδίου και διαχωρισμός σταδίων: Αποφύγετε την πολύ λεπτή άλεση αμέσως, διαχωρίστε τα ορυκτά σταδιακά και ανακτήστε το χονδρό συμπύκνωμα βολφραμίου.
Προτεραιότητα διαχωρισμού με βαρύτητα: Αξιοποιώντας το υψηλό ειδικό βάρος των ορυκτών βολφραμίου, η ανάκτηση με διαχωρισμό βαρύτητας θα πρέπει να χρησιμοποιείται όσο το δυνατόν περισσότερο μετά από χονδρό τρίψιμο.
2. Κύριες μέθοδοι επεξεργασίας ορυκτών
Α. Διαχωρισμός βαρύτητας - η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη και οικονομική μέθοδος
Αυτή είναι η προτιμώμενη μέθοδος για την επεξεργασία του μεταλλεύματος βολφραμίου, ιδιαίτερα του βολφραμίτη, λόγω του υψηλού ειδικού βάρους του (περίπου 7,5), το οποίο διαφέρει σημαντικά από αυτό των ορυκτών γάγγας.
Εφαρμοστέο αντικείμενο: Wolframite ((Fe,Mn)WO4), που χρησιμοποιείται επίσης για την προ-συγκέντρωση του σχελίτη.
Κοινός εξοπλισμός:
Jig machine: χρησιμοποιείται για την επεξεργασία χονδρόκοκκων μεταλλευμάτων και την ανάκτηση χονδρόκοκκου-συμπυκνώματος βολφραμίου με κόκκους.
Jig Machine
Τραπέζι ανακίνησης: Χρησιμοποιείται για την επεξεργασία μεταλλευμάτων μεσαίου έως λεπτόκοκκου-, διαθέτει υψηλή ακρίβεια διαχωρισμού και αποτελεί βασικό εξοπλισμό για τον εμπλουτισμό μεταλλευμάτων βολφραμίου.
Τραπέζι ανακίνησης
Σπειροειδής αγωγός: χρησιμοποιείται για την επεξεργασία λεπτών σωματιδίων ως βοηθητικό μέσο.
Σπειροειδής Συμπυκνωτής
Φυγοκεντρικός συμπυκνωτής: για αποτελεσματική ανάκτηση-λεπτού κόκκου λάσπης βολφραμίου.
Process characteristics: raw ore crushing -> rod milling (to reduce over-crushing) -> jig machine (to collect coarse particles) -> ball milling ->ανακίνηση τραπεζιού (για τη συλλογή λεπτών σωματιδίων).
Β. Μέθοδος επίπλευσης
Όταν το μετάλλευμα διαχέεται σε εξαιρετικά λεπτά σωματίδια ή το κύριο ορυκτό είναι ο σχελίτης, η αποτελεσματικότητα του βαρυτικού διαχωρισμού μειώνεται, καθιστώντας απαραίτητη τη χρήση επίπλευσης.
Εφαρμοσμένα αντικείμενα:
Scheelite (CaWO4): Ο Scheelite έχει σχετικά χαμηλό ειδικό βάρος (περίπου 6,0) και συχνά συνυπάρχει με ορυκτά που περιέχουν ασβέστιο-όπως ασβεστίτης και φθορίτης, γεγονός που καθιστά δύσκολο τον διαχωρισμό. Διαχωρίζεται κυρίως με επίπλευση.
Λεπτός-βολφραμίτης: Το μικρο-λεπτό κλάσμα που δεν μπορεί να ανακτηθεί με διαχωρισμό βαρύτητας.
Βασική δυσκολία: Οι επιφανειακές ιδιότητες του σχελίτη είναι παρόμοιες με αυτές του ασβεστίτη και του φθορίτη, καθιστώντας τον διαχωρισμό δύσκολο.
Φάρμακα που χρησιμοποιούνται συνήθως:
Συλλέκτης: λιπαρά οξέα (όπως ελαϊκό οξύ, οξειδωμένο σαπούνι παραφίνης), φωσφονικά οξέα.
Αναστολείς: γυαλί νερού (συνήθως χρησιμοποιούμενο), άμυλο, ταννικό οξύ (χρησιμοποιείται για την αναστολή του γάνγου).
Ρυθμιστικός παράγοντας: Ασβέστης (χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της τιμής του pH, συνήθως για επίπλευση σχελίτη υπό αλκαλικές συνθήκες).
Ειδική διαδικασία: Το "Petrov Process", επίσης γνωστό ως επίπλευση θέρμανσης, χρησιμοποιεί τις διαφορές στην ικανότητα προσρόφησης διαφορετικών ορυκτών για συλλέκτες σε υψηλές θερμοκρασίες (80-90 βαθμούς ) για τον διαχωρισμό του σχελίτη από τον ασβεστίτη/φθορίτη.
Γ. Μαγνητικός διαχωρισμός
Το ίδιο το μετάλλευμα βολφραμίου είναι συνήθως μη-μαγνητικό ή ασθενώς μαγνητικό και ο μαγνητικός διαχωρισμός χρησιμοποιείται κυρίως για την αφαίρεση ακαθαρσιών ή το διαχωρισμό των σχετικών ορυκτών.
Μαγνητικός διαχωρισμός υψηλής-έντασης: χρησιμοποιείται για την αφαίρεση-που περιέχει σίδηρο ή σε ορισμένες περιπτώσεις για τον διαχωρισμό του βολφραμίτη (ασθενώς μαγνητικό) από το μη-μαγνητικό γάζα (λιγότερο συνηθισμένο, που απαιτεί μαγνητικό διαχωρισμό υψηλής-διαβάθμισης).
Κύριοι σκοποί:
Αφαιρέστε τις ακαθαρσίες σιδήρου από το μετάλλευμα.
Εάν υπάρχει μαγνητίτης ως συσχετισμένο ορυκτό, θα πρέπει πρώτα να αφαιρεθεί μέσω μαγνητικού διαχωρισμού για να μειωθεί ο επακόλουθος φόρτος εργασίας.
Ο βολφραμίτης εμφανίζει ασθενή μαγνητισμό και μερικές φορές μπορεί να διαχωριστεί από μη-μαγνητικό γάντζο, ιδιαίτερα το κλάσμα λεπτής λάσπης, χρησιμοποιώντας έναν μαγνητικό διαχωριστή υψηλής-διαβάθμισης.
Δ. Ηλεκτροστατικός Διαχωρισμός
Η ταξινόμηση πραγματοποιείται με βάση τις διαφορές στην αγωγιμότητα των ορυκτών.
Σκοπός: Συνήθως χρησιμοποιείται ως λειτουργία λεπτής επιλογής για συμπύκνωμα βαρύτητας.
Σενάριο: Διαχωρίστε το μικτό συμπύκνωμα που λαμβάνεται μέσω του διαχωρισμού με βαρύτητα (που περιέχει βολφραμίτη, κασιτρίτη, ιλμενίτη, μοναζίτη κ.λπ.). Ο βολφραμίτης είναι ένας αγωγός, ενώ ο γάδος όπως ο χαλαζίας είναι ένας μη-αγωγός, ο οποίος μπορεί να καθαριστεί περαιτέρω μέσω ηλεκτροστατικού διαχωρισμού.
3. Τυπικές διεργασίες για διαφορετικούς τύπους μεταλλευμάτων
Σενάριο 1: Βολφραμίτης - τύπος φλέβας χαλαζία (ο πιο κοινός)
Αυτός ο τύπος μεταλλεύματος έχει σχετικά χονδρό μέγεθος διάδοσης και είναι εύκολο να αποσυντεθεί.
Χειροκίνητη επιλογή/φωτοηλεκτρική επιλογή: Αφαιρέστε μεγάλα απόβλητα πετρώματα πριν από τη σύνθλιψη.
Θρυμματισμός και λείανση: Χρησιμοποιούνται μύλοι με ράβδους (για τη μείωση του αδυνατίσματος) και εφαρμόζεται το «στάδιο άλεσμα».
Επανεκλογή-:
Coarse fraction -> Jigging machine ->Λάβετε χοντρό συμπύκνωμα.
Medium and fine particle size -> Shaker table ->Λάβετε λεπτό συμπύκνωμα.
Επιλεγμένο: Το εκ νέου επιλεγμένο χοντρό συμπύκνωμα συχνά περιέχει ακαθαρσίες όπως κασσίτερο, θείο και αρσενικό, οι οποίες απαιτούν επεξεργασία μέσω:
Αποθείωση επίπλευσης και αφαίρεση αρσενικού.
Μαγνητικός διαχωρισμός για αφαίρεση σιδήρου και μαγγανίου.
Ηλεκτρο-διαχωρισμός κασιρίτη και ιλμενίτη.
Τέλος, λαμβάνεται υψηλής ποιότητας συμπύκνωμα βολφραμίτη.
Σενάριο 2: Scheelite - Τύπος Skarn (Σχετικά δύσκολο)
Αυτός ο τύπος μεταλλεύματος συχνά συνυπάρχει με σουλφίδια, ασβεστίτη και φθορίτη, με λεπτό μέγεθος διάδοσης.
Αποθείωση επίπλευσης: Αρχικά, χρησιμοποιήστε αντιδραστήρια με βάση το ξανθικό-για να επιπλεύσετε και να αφαιρέσετε τα σουλφίδια (όπως ο χαλκοπυρίτης και ο πυρίτης).
Προ-συγκέντρωση διαχωρισμού βαρύτητας (προαιρετικό): Εάν το επιτρέπει το μέγεθος των σωματιδίων, χρησιμοποιήστε πρώτα έναν σπειροειδή αγωγό για να απορρίψετε μερικά από τα απορρίμματα.
Επίπλευση λευκού βολφραμίου:
Χρησιμοποιήστε συλλέκτες λιπαρών οξέων.
Χρησιμοποιήστε ποτήρι νερού για να καταστείλετε το γκάζι.
Εάν υπάρχει υψηλή περιεκτικότητα σε ασβεστίτη/φθορίτη, μπορεί να χρειαστεί να γίνει θερμή επίπλευση ή πολλαπλοί καθαρισμοί.
Χημική επεξεργασία: Για συμπύκνωμα σχελίτη (με υψηλή περιεκτικότητα σε ασβέστιο) που είναι εξαιρετικά δύσκολο να ωφεληθεί, μερικές φορές αποστέλλεται απευθείας σε υδρομεταλλουργικές μονάδες για επεξεργασία, χωρίς να επιδιώκονται εξαιρετικά υψηλοί βαθμοί φυσικού εμπλουτισμού.
Σενάριο 3: Μικτό μετάλλευμα βολφραμίου λευκού και μαύρου
Απαιτείται κοινή διαδικασία:
Αρχικά,-επιλέξτε ξανά και ανακυκλώστε τον χονδρόκοκκο-βόλφραμίτη.
Επανα-τριψτε τα απορρίμματα μετά τον διαχωρισμό με βαρύτητα.
Ανακτήστε τον λεπτόκοκκο-βολφραμίτη και τον σχελίτη μέσω επίπλευσης (μερικές φορές απαιτείται ξεχωριστή επίπλευση και μερικές φορές αναμειγνύονται και στη συνέχεια διαχωρίζονται μετά την επίπλευση).
4. Προτάσεις επιλογής και προφυλάξεις
Εάν σκέφτεστε πώς να επιλέξετε μια διαδικασία για ένα συγκεκριμένο έργο εξόρυξης βολφραμίου, συνιστάται να ακολουθήσετε τα παρακάτω βήματα:
Λεπτομερείς ορυκτολογικές μελέτες (κρίσιμες):
Διεξαγωγή ορυκτολογικής ανάλυσης διεργασιών: Προσδιορίστε την κύρια μορφή στην οποία υπάρχει το βολφράμιο (βολφραμίτης ή σχελίτης);
Προσδιορίστε το μέγεθος των σωματιδίων διάδοσης: είναι χονδρό, μεσαίο ή λεπτό; Αυτό καθορίζει τη λεπτότητα λείανσης και αν ισχύει ο διαχωρισμός με βαρύτητα.
Προσδιορίστε τα σχετικά ορυκτά: Υπάρχουν κασσίτερος, μολυβδαίνιο, βισμούθιο, φθορίτης και ασβεστίτης; Αυτό καθορίζει εάν απαιτείται μια πολύπλοκη διαδικασία διαχωρισμού.
Πείραμα-μικρής κλίμακας και-πείραμα σε κλίμακα:
Μην εφαρμόζετε απευθείας τις διαδικασίες άλλων ορυχείων. Η δειγματοληψία πρέπει να διεξάγεται για εργαστηριακές δοκιμές επεξεργασίας ορυκτών για να προσδιοριστεί το βέλτιστο σύστημα αντιδραστηρίων, η λεπτότητα λείανσης και ο συνδυασμός εξοπλισμού.
Περιβαλλοντικές εκτιμήσεις:
Ο εμπλουτισμός μεταλλεύματος βολφραμίου συχνά περιλαμβάνει βαρέα μέταλλα (όπως αρσενικό και μόλυβδο) και μεγάλη ποσότητα χημικών ουσιών (όπως το νερό και τα λιπαρά οξέα). Η επεξεργασία των απορριμμάτων και η ανακύκλωση των λυμάτων είναι βασικοί άξονες στο σχεδιασμό των σύγχρονων εγκαταστάσεων εμπλουτισμού.
Οικονομική ισορροπία:
Ο βαρυτικός διαχωρισμός έχει χαμηλό κόστος, αλλά ο ρυθμός ανάκτησής του περιορίζεται από το μέγεθος των σωματιδίων. Η επίπλευση έχει υψηλό ποσοστό ανάκτησης αλλά συνεπάγεται υψηλό κόστος και κατανάλωση αντιδραστηρίου. Συνήθως, υιοθετείται μια διαδικασία "βαρύτητας-συνδυασμένης επίπλευσης" για να επιτευχθεί ο καλύτερος λόγος απόδοσης κόστους-.
Περίληψη:
Wolframite: Η προτιμώμενη μέθοδος είναι ο διαχωρισμός με βαρύτητα (jigging + συγκέντρωση στο τραπέζι), που συμπληρώνεται από μαγνητικό διαχωρισμό και λεπτό διαχωρισμό μέσω ηλεκτροστατικού διαχωρισμού.
Scheelite: Η επίπλευση είναι η προτιμώμενη μέθοδος, με έμφαση στην επίλυση του ζητήματος διαχωρισμού με ασβεστούχα ορυκτά.
Μικτό μετάλλευμα/λεπτή λάσπη: Υιοθετήστε μια διαδικασία συνδυασμένης επίπλευσης-με βαρύτητα και εισαγάγετε ακόμη και νέες τεχνολογίες όπως οι φυγόκεντροι και η επίπλευση φορέα.
