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黑钨矿重砂是选厂常见的中间产品,通常来自重选粗选段,品位在20%到50%之间。问题在于:黑钨矿与锡石、独居石、钛铁矿、锆英石、石英等矿物紧密共生,单一重选或磁选很难拿到高品位精矿。一套黑钨矿重砂重力磁选静电联合选矿解决方案,把重选、强磁选、静电选三种方法串联起来,能有效分离这些伴生矿物,把黑钨精矿品位做到65%以上,回收率90%以上。本文讲清楚这套联合工艺的设备配置、操作要点和经济效益。
黑钨矿(Fe,Mn)WO4,密度7.0-7.5g/cm³,弱磁性,比磁化系数约40-60×10⁻⁶cm³/g。重砂里常见的伴生矿物——锡石密度6.8-7.0,也是弱磁性;独居石密度4.9-5.5,弱磁性;钛铁矿密度4.7,中磁性;锆英石密度4.7,非磁性;石英密度2.65,非磁性。
你看,光靠重力选矿,黑钨矿和锡石分不开,因为密度太接近。光靠磁选,黑钨矿和独居石、钛铁矿也容易混在一起。只有把重力、磁力、静电力结合起来,才能逐个“拆解”这个矿物组合。
XX省某黑钨选厂,重砂产品含黑钨矿48%、锡石12%、独居石8%、钛铁矿15%、石英17%。原来只上一台强磁选机,黑钨精矿品位只有58%,含锡超标,卖价打折扣。后来改用黑钨矿重砂重力磁选静电联合选矿解决方案,先摇床分级,再磁选分离钛铁矿和独居石,最后电选分开黑钨矿和锡石。最终黑钨精矿品位66.5%,锡降到0.8%以下,每吨售价提高了3000多元。
这个例子说明:对付复杂重砂,单一方法搞不定,得打“组合拳”。

一套标准的黑钨矿重砂先进联合处理方案,主要设备包括三个作业段。
进联合工艺之前,重砂先要烘干。水分超过1%,静电选矿就没法做。用回转烘干机或烘箱,把含水率降到0.5%以下。烘干温度控制在150-200℃,别太高,防止黑钨矿氧化。
烘干的物料进入振动筛分级。通常分成三个级别:+0.5mm、0.1-0.5mm、-0.1mm。不同粒级走不同的分选设备。粗粒级用摇床或跳汰机重选,细粒级用强磁选机或电选机。分级做得好,后续分选精度高一截。
分级后的物料先过重选。目的是去掉石英、长石等轻矿物,把重矿物富集起来。设备选用摇床或螺旋溜槽。
摇床是主力。一台6-S摇床处理量0.5-1吨/班,能产出精矿、中矿、尾矿三个产品。黑钨矿和锡石密度高,都跑到精矿区;独居石、钛铁矿密度稍低,部分进入中矿区;石英等轻矿物直接到尾矿区。
重选段的精矿产率一般在30%-50%,品位可以做到55%-65%。但这个精矿里还有锡石和稀土矿物,需要进一步分离。
重选精矿进入磁选机。分两步:
第一步,弱磁选。磁场强度1500-2000高斯,去掉磁铁矿等强磁性矿物。这类矿物不多,但不去掉会干扰后续强磁选。
第二步,强磁选。磁场强度10000-14000高斯,用湿式强磁选机或干式强磁辊。黑钨矿、独居石、钛铁矿都是磁性矿物,被吸附;锡石、锆英石、石英是非磁性的,进入尾矿。
这一步能实现黑钨矿+独居石+钛铁矿与锡石+锆英石的分离。非磁性产品里主要含锡石,直接送电选提纯。磁性产品(黑钨矿+独居石+钛铁矿)还要进一步分开。
静电选矿利用矿物导电性差异。黑钨矿导电性中等,独居石不导电,钛铁矿导电性良好。
把强磁选的磁性产品送入高压电选机。电极电压20-30kV,辊筒转速150-250转/分。钛铁矿导电,在离心力和电场力作用下落入导体产品槽;黑钨矿导电性中等,落入中导产品槽;独居石不导电,吸附在辊筒上被刷子刮入非导体产品槽。
三产品分开后,黑钨矿中矿产品再返回电选机扫选一次,就能拿到合格精矿。
至于前面强磁选的非磁性产品(主要是锡石和锆英石),也用静电选矿分离。锡石导电,锆英石不导电,一过电选机就分开了。这样,锡石也能回收,增加一份收入。
还需要除尘器(处理烘干和电选产生的粉尘)、料仓、给料机、皮带输送机。整套系统集中电控,操作人员每班2人就能看住。
从重砂原料到最终产品,流程是这样的:
黑钨矿重砂(含水率5-8%)→ 回转烘干机(含水率<0.5%)→ 振动筛分级(+0.5mm、0.1-0.5mm、-0.1mm)→ 摇床重选(各粒级分别处理)→ 重选精矿 → 弱磁选除强磁 → 强磁选(分选磁性/非磁性)→
磁性产品(黑钨矿+独居石+钛铁矿)→ 电选机(导体-钛铁矿;中导体-黑钨矿;非导体-独居石)→ 黑钨矿中导体再扫选 → 黑钨精矿(品位>65%)
非磁性产品(锡石+锆英石)→ 电选机(导体-锡石;非导体-锆英石)→ 锡石精矿
重选尾矿(石英、长石等)→ 尾矿堆场
全部流程走下来,黑钨矿总回收率能达到88-93%,精矿品位65-68%,含锡低于1%。同时还能回收锡石、独居石、钛铁矿、锆英石,实现“一矿多吃”。
以处理能力1-2吨/班(8小时)的黑钨矿重砂重力磁选静电联合选矿解决方案为例,主要设备参数:
烘干机 筒体直径0.8-1.2m,长度6-8m,蒸发水量50-100kg/h
振动筛 筛面1.5×3m,三层筛网,处理量2-3t/h
摇床 6-S型,冲程12-18mm,冲次280-320次/分
弱磁选机 磁场强度1500Gs,处理量1-2t/h
强磁选机 磁场强度12000Gs,处理量0.5-1.5t/h
高压电选机 电压25kV,辊筒直径200mm,处理量0.3-0.8t/h
效果指标:
黑钨精矿品位 WO3 65-68%
黑钨回收率 88-93%
锡石精矿品位 SnO2 60-65%
锡回收率 75-85%(从重砂中)
独居石精矿品位 REO 55-60%
钛铁矿精矿品位 TiO2 48-52%
对比单一强磁选方案,这套联合方案的黑钨精矿品位提高5-7个百分点,回收率提高8-12个百分点。更重要的是,原本丢掉的锡石和稀土矿物被回收了,额外增加20-30%的收入。

还是以日处理10吨重砂(每月处理300吨)的规模来算。
设备投资:烘干系统(烘干机+热源)8-10万,分级筛+摇床(2台)10-12万,弱磁+强磁选机(各1台)12-15万,高压电选机(1-2台)15-20万,除尘器+电控+辅机5-8万,总计约50-65万元。
厂房要求:面积150-200平方米,高度6米以上。要配备足够的通风除尘。
吨重砂处理成本:烘干能耗40-60元(煤或电),人工30-40元,电耗25-35元,维修耗材10-15元,合计105-150元。
收入端:每吨重砂含黑钨矿按40%计算,实际回收90%,产黑钨精矿(65%品位)约0.55吨。黑钨精矿当前市场价约1.2-1.5万元/吨,单黑钨一项收入6600-8250元。再加上锡石、独居石、钛铁矿,额外增加1000-2000元。吨重砂总产值7600-10250元。
扣除处理成本150元和原料成本(重砂本身有成本,假设从内部流程得来,按1000元/吨计算),吨利润约6450-9100元。每月处理300吨,月毛利190-270万元。即使只算增值部分(从重砂到精矿的附加值),设备投资回收期也不超过2个月。
我见过一个案例,XX省某钨矿,原来把重砂直接当混合精矿卖,每吨才卖4000元。上了这套黑钨矿重砂先进联合处理方案后,分出黑钨精矿、锡精矿、独居石精矿,总销售收入每吨达到12000元。扣除运行成本,每吨净增6000多元。一年处理2000吨重砂,多赚1200万。
场地要满足几条:
第一,烘干机要靠近热源。烧煤要配除尘,用电要配大功率线路。
第二,摇床和电选机对水平度要求高。基础要浇筑混凝土,预埋地脚螺栓。安装时用水平仪校准,误差不超过0.5毫米/米。
第三,电选车间要保持干燥和清洁。湿度超过70%,电选效果直线下降。最好配除湿机。粉尘要控制,不然高压电极容易打火。
操作上要掌握几个技巧:
摇床的冲洗水量要调好。水大了黑钨矿跑尾矿,水小了精矿纯度不够。经验是:看床面上的矿物分带,黑钨矿带宽度控制在3-5厘米。
强磁选机的场强和给料厚度要匹配。给料太厚,底层矿物吸不住。一般料层厚度不超过磁辊直径的1/3。
电选机的辊筒转速和电压是互相制约的。电压高、转速慢,分选效果好但处理量小。根据物料粒度和导电性差异调整。细粒物料用低电压高转速,粗粒物料用高电压低转速。
问:黑钨矿和锡石实在太像,电选也分不开怎么办?
答:如果锡石含量高且粒度细,电选效果确实受限。这时可以在电选前加一段浮选,用脂肪酸类捕收剂浮出锡石,或者用重液分离。但成本会上升。也可以调整电选机的操作参数——降低辊筒转速、增大电压,让锡石跳得更远。
问:烘干后物料结块,筛分困难怎么办?
答:控制烘干温度和时间,不要过度烘干。出料后马上用打散机或对辊破碎机轻轻碾散。注意不要碾碎矿物颗粒。
问:独居石有放射性,操作要注意什么?
答:独居石含钍和铀,有弱放射性。操作人员要戴口罩,车间保持通风。精矿包装要密封,存放远离生活区。建议做辐射检测,达标才能出厂。
问:这套方案能处理海滨砂矿吗?
答:可以。海滨砂矿的矿物组合和黑钨矿重砂类似,只是黑钨矿换成了钛铁矿、金红石等。调整磁选和电选的参数,同样能有效分离。
问:设备投资有点高,有没有小规模方案?
答:有。日处理2吨以下的小型配置,可以用实验室型摇床、小型磁选管、台式和面式的电选机,总投资控制在15-20万。但处理量小,适合矿山实验室或小型个体户。
XX省某中型黑钨选厂,日处理原矿300吨,重砂产量约3-4吨/天。之前重砂只经过一道强磁选,黑钨精矿品位61%,含锡1.8%,售价每吨仅9800元。同时,强磁尾矿里含锡石12%直接丢弃,每月损失锡精矿近2吨。
后来引进黑钨矿重砂重力磁选静电联合选矿解决方案。投资68万元,新增一台烘干机、一台摇床、一台高压电选机。改造后,黑钨精矿品位提高到67.2%,含锡降到0.6%,售价涨到14800元/吨。同时回收锡石精矿,每月产出锡精矿(品位62%)1.8吨,售价按4万元/吨,月增收7.2万元。半年收回全部投资。
这个案例说明,重砂联合处理不是“花冤枉钱”,而是“花小钱赚大钱”。尤其在钨价波动的时候,精矿品位高一个点,抗风险能力就强一分。
如果你手里有黑钨矿重砂资源,别急着低价卖掉。先做三件事:
第一,取重砂样做矿物定量分析。搞清楚里面每种矿物的含量和粒度分布。重点关注黑钨矿、锡石、独居石、钛铁矿的比例。
第二,做小型联合工艺试验。用摇床+磁选管+实验室电选机走一遍流程,验证能达到的精矿品位和回收率。这个试验成本不高,但能避免投资失误。
第三,算好经济账。对比“直接卖重砂”和“联合处理后卖多种精矿”的价差。通常后者比前者多赚50%以上。
黑钨矿重砂不是废料,是放错地方的资源。一套黑钨矿重砂重力磁选静电联合选矿解决方案,能把“杂矿”变成“金矿”。想了解这套方案是否适合你的物料?把你的重砂样品寄过来,我们做免费的工艺验证试验,24小时内出初步流程和效果预测。获取详细的设备配置清单和报价,直接联系我们。选矿路上,技术到位了,收益自然来。