L'arricchimento del minerale di tungsteno (la lavorazione dei minerali di tungsteno) è un processo complesso, poiché i minerali di tungsteno (principalmente wolframite e scheelite) presentano proprietà fisico-chimiche diverse e spesso coesistono strettamente con minerali associati (come stagno, molibdeno, bismuto, solfuri, ecc.).
La selezione di una specifica tecnologia di lavorazione dei minerali dipende principalmente dal tipo di minerale (wolframite o scheelite), dalla dimensione della diffusione, dai tipi di minerali associati e dalla qualità del minerale.
Di seguito è riportata una spiegazione dettagliata dei principali metodi e processi di arricchimento del minerale di tungsteno attualmente utilizzati nell'industria:
1. Principio fondamentale: pre-arricchimento, raccolto anticipato e massimizzazione del raccolto
I minerali di tungsteno hanno in genere un grado basso (0,2%-1% WO₃) e i minerali di tungsteno sono fragili, soggetti a macinazione eccessiva e conseguente perdita durante il processo di macinazione. Pertanto, il principio fondamentale dell'arricchimento del minerale di tungsteno è: "Raccogliere il più presto possibile e scartare il prima possibile".
Macinazione e separazione degli stadi: evitare di macinare troppo finemente in una sola volta, dissociare i minerali in più fasi e recuperare il concentrato di tungsteno grossolano.
Priorità di separazione per gravità: sfruttando l'elevato peso specifico dei minerali di tungsteno, il recupero mediante separazione per gravità dovrebbe essere impiegato il più possibile dopo la macinazione grossolana.
2. Principali metodi di lavorazione dei minerali
A. Separazione per gravità - il metodo più comunemente usato ed economico
Questo è il metodo preferito per la lavorazione del minerale di tungsteno, in particolare della wolframite, a causa del suo elevato peso specifico (intorno a 7,5), che differisce significativamente da quello dei minerali della ganga.
Oggetto applicabile: Wolframite ((Fe,Mn)WO₄), utilizzata anche per la pre-concentrazione di scheelite.
Attrezzatura comune:
Macchina jig: utilizzata per la lavorazione di minerali a grana-grossa e il recupero del concentrato di tungsteno a grana-grossa.
Macchina per maschere
Tavolo vibrante: utilizzato per la lavorazione di minerali a grana da media a fine-, vanta un'elevata precisione di separazione ed è un'attrezzatura fondamentale per l'arricchimento del minerale di tungsteno.
Tavolo tremante
Scivolo a spirale: utilizzato per la lavorazione di particelle fini come mezzo ausiliario.
Concentratore a spirale
Concentratore centrifugo: per il recupero efficiente di melma di tungsteno a grana fine-.
Process characteristics: raw ore crushing -> rod milling (to reduce over-crushing) -> jig machine (to collect coarse particles) -> ball milling ->scuotimento del tavolo (per raccogliere le particelle fini).
B. Metodo di flottazione
Quando il minerale è disseminato in particelle estremamente fini o il minerale principale è la scheelite, l'efficienza della separazione per gravità diminuisce, rendendo necessario l'uso della flottazione.
Oggetti applicabili:
Scheelite (CaWO₄): la scheelite ha un peso specifico relativamente basso (intorno a 6,0) e spesso coesiste con minerali contenenti calcio-come calcite e fluorite, rendendo difficile la separazione. È principalmente separato mediante flottazione.
Wolframite a grana fine-: la frazione micro-fine che non può essere recuperata mediante separazione per gravità.
Difficoltà chiave: le proprietà superficiali della scheelite sono simili a quelle della calcite e della fluorite, rendendo difficile la separazione.
Farmaci comunemente usati:
Collettore: acidi grassi (come acido oleico, sapone di paraffina ossidata), acidi fosfonici.
Inibitori: bicchiere d'acqua (comunemente usato), amido, acido tannico (usato per inibire la ganga).
Agente di regolazione: calce (utilizzata per regolare il valore del pH, tipicamente per la flottazione di scheelite in condizioni alcaline).
Processo speciale: "Processo Petrov", noto anche come flottazione riscaldante, utilizza le differenze nella capacità di adsorbimento di diversi minerali per collettori ad alte temperature (80-90 gradi) per separare la scheelite dalla calcite/fluorite.
C. Separazione magnetica
Il minerale di tungsteno stesso è solitamente non-magnetico o debolmente magnetico e la separazione magnetica viene utilizzata principalmente per la rimozione delle impurità o la separazione dei minerali associati.
Separazione magnetica ad alta-intensità: utilizzata per rimuovere la ganga contenente ferro-o, in alcuni casi, per separare la wolframite (debolmente magnetica) dalla ganga non-magnetica (meno comune, che richiede una separazione magnetica ad alto-gradiente).
Scopi principali:
Rimuovere le impurità di ferro dal minerale.
Se la magnetite è presente come minerale associato, dovrebbe essere rimossa prima attraverso la separazione magnetica per ridurre il successivo carico di lavoro.
La Wolframite mostra un magnetismo debole e talvolta può essere separata dalla ganga non-magnetica, in particolare dalla frazione melmosa fine, utilizzando un separatore magnetico ad alto-gradiente.
D. Separazione elettrostatica
La cernita viene effettuata in base alle differenze di conduttività dei minerali.
Scopo: Tipicamente utilizzato come operazione di selezione fine del concentrato per gravità.
Scenario: separare il concentrato misto ottenuto mediante separazione per gravità (contenente wolframite, cassiterite, ilmenite, monazite, ecc.). La Wolframite è un conduttore, mentre la ganga come il quarzo è un non-conduttore, che può essere ulteriormente purificato tramite separazione elettrostatica.
3. Processi tipici per diversi tipi di minerali
Scenario 1: Wolframite - tipo di vena di quarzo (il più comune)
Questo tipo di minerale ha una dimensione di diffusione relativamente grossolana ed è facile da disintegrare.
Selezione manuale/selezione fotoelettrica: rimuovere le rocce di scarto di grandi dimensioni prima della frantumazione.
Frantumazione e macinazione: vengono utilizzati mulini a barre (per ridurre la melma) e viene implementata la "macinazione a fasi".
Ri-elezione:
Coarse fraction -> Jigging machine ->Ottieni un concentrato grossolano.
Medium and fine particle size -> Shaker table ->Ottieni un concentrato fine.
Selezionato: il concentrato grossolano ri{0}}selezionato spesso contiene impurità come stagno, zolfo e arsenico, che richiedono la lavorazione attraverso:
Desolforazione per flottazione e rimozione dell'arsenico.
Separazione magnetica per la rimozione di ferro e manganese.
Elettro-separazione di cassiterite e ilmenite.
Alla fine si ottiene un concentrato di wolframite di alta-gradazione.
Scenario 2: Scheelite - tipo Skarn (relativamente difficile)
Questo tipo di minerale spesso coesiste con solfuri, calcite e fluorite, con dimensioni di diffusione fini.
Desolforazione per flottazione: innanzitutto, utilizza reagenti a base di xantato- per flottare e rimuovere i solfuri (come calcopirite e pirite).
Separazione per gravità pre-concentrazione (facoltativo): se la dimensione delle particelle lo consente, utilizzare prima uno scivolo a spirale per scartare parte degli sterili.
Flottazione del tungsteno bianco:
Utilizzare raccoglitori di acidi grassi.
Usa un bicchiere d'acqua per sopprimere la ganga.
Se il contenuto di calcite/fluorite è elevato, potrebbe essere necessario effettuare la flottazione riscaldata o pulizie multiple.
Trattamento chimico: il concentrato di scheelite (ad alto contenuto di calcio), estremamente difficile da arricchire, viene talvolta inviato direttamente agli impianti idrometallurgici per la lavorazione, senza perseguire gradi di arricchimento fisico estremamente elevati.
Scenario 3: minerale misto di tungsteno bianco e nero
È necessario un processo congiunto:
Per prima cosa, ri-seleziona e ricicla la wolframite-a grana grossa.
Ri-macinare gli sterili dopo la separazione per gravità.
Recuperare wolframite e scheelite a grana fine- mediante flottazione (a volte è necessaria una flottazione separata, a volte vengono miscelati e quindi separati dopo la flottazione).
4. Suggerimenti e precauzioni per la selezione
Se stai valutando come selezionare un processo per uno specifico progetto di estrazione del tungsteno, si consiglia di seguire i passaggi seguenti:
Studi mineralogici dettagliati (fondamentali):
Condurre analisi mineralogiche del processo: determinare la forma primaria in cui esiste il tungsteno (wolframite o scheelite)?
Determinare la dimensione delle particelle di diffusione: è grossolana, media o fine? Ciò determina la finezza della macinazione e se è applicabile la separazione per gravità.
Determina i minerali associati: ci sono stagno, molibdeno, bismuto, fluorite e calcite? Ciò determina se è necessario un processo di separazione complesso.
Esperimento-su piccola scala ed esperimento-su larga scala:
Non applicare direttamente i processi di altre miniere. È necessario effettuare il campionamento per test di laboratorio sulla lavorazione dei minerali per determinare il sistema di reagenti, la finezza di macinazione e la combinazione di apparecchiature ottimali.
Considerazioni ambientali:
L'arricchimento del minerale di tungsteno spesso coinvolge metalli pesanti (come arsenico e piombo) e una grande quantità di sostanze chimiche (come bicchiere d'acqua e acidi grassi). Il trattamento degli sterili e il riciclaggio delle acque reflue sono obiettivi chiave nella progettazione dei moderni impianti di arricchimento.
Equilibrio economico:
La separazione per gravità ha un costo basso ma il suo tasso di recupero è limitato dalla dimensione delle particelle; la flottazione ha un tasso di recupero elevato ma comporta costi elevati e consumo di reagenti. In genere, viene adottato un processo di "flottazione per gravità-combinato" per ottenere il miglior rapporto costi-prestazioni.
Riepilogo:
Wolframite: il metodo preferito è la separazione per gravità (jigging + concentrazione su tavolo), integrata dalla separazione magnetica e dalla separazione fine tramite separazione elettrostatica.
Scheelite: la flottazione è il metodo preferito, con l'obiettivo di risolvere il problema della separazione con minerali calcarei.
Minerale misto/melma fine: adotta un processo combinato di flottazione a gravità-e introduce anche nuove tecnologie come le centrifughe e la flottazione del trasportatore.
