Obogatitev volframove rude (mineralna predelava volframovih rud) je kompleksen proces, saj imajo volframovi minerali (predvsem volframit in šeelit) različne fizikalno-kemijske lastnosti in pogosto tesno sobivajo s povezanimi minerali (kot so kositer, molibden, bizmut, sulfidi itd.).
Izbira določene tehnologije predelave mineralov je odvisna predvsem od vrste rude (volframit ali šeelit), velikosti razpršenosti, pripadajočih vrst mineralov in kakovosti rude.
Spodaj je podrobna razlaga glavnih metod in postopkov za bogatenje volframove rude, ki se trenutno uporabljajo v industriji:
1. Osnovno načelo: pred-obogatitev, zgodnja žetev in maksimizacija letine
Volframove rude imajo običajno nizko vsebnost (0,2 %-1 % WO₃), volframovi minerali pa so krhki, nagnjeni k prekomernemu mletju in poznejšim izgubam med postopkom mletja. Zato je temeljno načelo bogatenja volframove rude: "Zberite čim prej in zavrzite čim prej."
Stopenjsko mletje in stopenjsko ločevanje: Izogibajte se prefinemu mletju hkrati, disociirajte minerale po stopnjah in pridobite grobi koncentrat volframa.
Prednost gravitacijskega ločevanja: zaradi izkoriščanja visoke specifične teže volframovih mineralov je treba po grobem mletju v največji možni meri uporabiti predelavo z gravitacijskim ločevanjem.
2. Glavne metode predelave mineralov
A. Gravitacijska separacija - najpogosteje uporabljena in ekonomična metoda
To je prednostna metoda za predelavo volframove rude, zlasti volframita, zaradi njegove visoke specifične teže (okoli 7,5), ki se bistveno razlikuje od tiste pri mineralih jalovine.
Uporabni predmet: volframit ((Fe,Mn)WO₄), ki se uporablja tudi za pred-koncentracijo šeelita.
Skupna oprema:
Stroj za vpenjanje: uporablja se za predelavo grobo-zrnatih rud in pridobivanje grobo{1}}zrnatega volframovega koncentrata.
Jig stroj
Stresalna miza: Uporablja se za obdelavo srednje do fino-zrnatih rud, ponaša se z visoko natančnostjo ločevanja in je ključna oprema za bogatenje volframove rude.
Stresna miza
Spiralni žleb: uporablja se za obdelavo drobnih delcev kot pomožno sredstvo.
Spiralni koncentrator
Centrifugalni koncentrator: za učinkovito pridobivanje fino-zrnate volframove sluzi.
Process characteristics: raw ore crushing -> rod milling (to reduce over-crushing) -> jig machine (to collect coarse particles) -> ball milling ->stresanje mize (za zbiranje drobnih delcev).
B. Metoda flotacije
Kadar je ruda razpršena v izjemno drobnih delcih ali če je glavni mineral šeelit, se učinkovitost gravitacijske separacije zmanjša, zaradi česar je potrebna uporaba flotacije.
Veljavni predmeti:
Šeelit (CaWO₄): Šeelit ima sorazmerno nizko specifično težo (okoli 6,0) in pogosto obstaja skupaj z minerali,-ki vsebujejo kalcij, kot sta kalcit in fluorit, zaradi česar je ločevanje težko. V glavnem se loči s flotacijo.
Drobno{0}}zrnat volframit: mikro-fina frakcija, ki je ni mogoče pridobiti z gravitacijskim ločevanjem.
Ključna težava: površinske lastnosti šeelita so podobne lastnostim kalcita in fluorita, zaradi česar je ločevanje zahtevno.
Pogosto uporabljena zdravila:
Zbiralec: maščobne kisline (kot je oleinska kislina, oksidirano parafinsko milo), fosfonske kisline.
Inhibitorji: vodno steklo (pogosto uporabljano), škrob, taninska kislina (uporablja se za zaviranje gangue).
Sredstvo za prilagajanje: apno (uporablja se za uravnavanje pH vrednosti, običajno za flotacijo šeelita v alkalnih pogojih).
Poseben postopek: "Petrov proces", znan tudi kot ogrevalna flotacija, izkorišča razlike v adsorpcijski zmogljivosti različnih mineralov za zbiralnike pri visokih temperaturah (80-90 stopinj) za ločevanje šeelita od kalcita/fluorita.
C. Magnetna separacija
Sama volframova ruda je običajno ne-magnetna ali šibko magnetna, magnetna separacija pa se uporablja predvsem za odstranjevanje nečistoč ali ločevanje povezanih mineralov.
Magnetno ločevanje z visoko-intenzivnostjo: uporablja se za odstranjevanje jalovine, ki-vsebuje železo, ali v nekaterih primerih za ločevanje volframita (šibko magnetnega) od ne-magnetnega jalovine (manj pogosto, zahteva visoko-gradientno magnetno ločevanje).
Glavni nameni:
Odstranite nečistoče železa iz rude.
Če je magnetit prisoten kot povezan mineral, ga je treba najprej odstraniti z magnetno separacijo, da se zmanjša kasnejša delovna obremenitev.
Volframit kaže šibek magnetizem in ga je včasih mogoče ločiti od ne-magnetne jalovine, zlasti fine frakcije sluzi, z visoko-gradientnim magnetnim separatorjem.
D. Elektrostatična ločitev
Razvrščanje poteka na podlagi razlik v prevodnosti mineralov.
Namen: Običajno se uporablja kot fina selekcija za gravitacijski koncentrat.
Scenarij: ločite mešani koncentrat, dobljen z gravitacijskim ločevanjem (ki vsebuje volframit, kasiterit, ilmenit, monacit itd.). Volframit je prevodnik, medtem ko je jalovina, kot je kremen, ne-prevodnik, ki ga je mogoče dodatno očistiti z elektrostatičnim ločevanjem.
3. Tipični postopki za različne vrste rud
Scenarij 1: volframit - vrsta kremenčevih žil (najpogostejši)
Ta vrsta rude ima razmeroma grobo razpršenost in jo je enostavno razkrojiti.
Ročna izbira/fotoelektrična izbira: Pred drobljenjem odstranite velike odpadne kamnine.
Drobljenje in mletje: Uporabljajo se palični mlini (za zmanjšanje sluzenja) in izvaja se "stopenjsko mletje".
Ponovna-izvolitev:
Coarse fraction -> Jigging machine ->Pridobite grobi koncentrat.
Medium and fine particle size -> Shaker table ->Pridobite fini koncentrat.
Izbrano: ponovno{0}}izbrani grobi koncentrat pogosto vsebuje nečistoče, kot so kositer, žveplo in arzen, ki zahtevajo predelavo z:
Flotacijsko razžveplanje in odstranjevanje arzena.
Magnetna separacija za odstranjevanje železa in mangana.
Elektro{0}}ločevanje kasiterita in ilmenita.
Končno dobimo volframitni koncentrat visoke-gradnje.
Scenarij 2: Scheelite - vrsta Skarn (razmeroma težko)
Ta vrsta rude pogosto obstaja skupaj s sulfidi, kalcitom in fluoritom, s fino razpršenostjo.
Razžveplanje s flotacijo: Najprej uporabite reagente na osnovi ksantata-za flotacijo in odstranjevanje sulfidov (kot sta halkopirit in pirit).
Gravitacijska separacija pred-koncentracija (neobvezno): če velikost delcev dopušča, najprej uporabite spiralni žleb, da zavržete nekaj jalovine.
Flotacija belega volframa:
Uporabite zbiralnike maščobnih kislin.
Za zatiranje gangue uporabite vodno steklo.
Če je vsebnost kalcita/fluorita visoka, bo morda potrebno izvesti ogrevano flotacijo ali večkratno čiščenje.
Kemična obdelava: Koncentrat šeelita (z visoko vsebnostjo kalcija), ki ga je izjemno težko oplemenititi, se včasih neposredno pošlje v predelavo v hidrometalurške obrate, ne da bi se zahtevale izjemno visoke fizikalne stopnje obogatitve.
Scenarij 3: Mešana bela in črna volframova ruda
Potreben skupni postopek:
Najprej ponovno-izberite in reciklirajte grobo{1}}volframit.
Po gravitacijskem ločevanju ponovno zdrobite jalovino.
Pridobite drobno{0}}zrnati volframit in šeelit s flotacijo (včasih je potrebna ločena flotacija, včasih pa ju zmešate in nato ločite po flotaciji).
4. Predlogi za izbiro in previdnostni ukrepi
Če razmišljate, kako izbrati postopek za določen projekt rudarjenja volframa, priporočamo, da sledite spodnjim korakom:
Podrobne mineraloške študije (ključne):
Izvedite procesno mineraloško analizo: Določite primarno obliko, v kateri obstaja volfram (volframit ali šeelit)?
Določite velikost delcev diseminacije: ali je groba, srednja ali drobna? To določa finost mletja in ali je uporabno gravitacijsko ločevanje.
Določite povezane minerale: Ali obstajajo kositer, molibden, bizmut, fluorit in kalcit? To določa, ali je potreben kompleksen postopek ločevanja.
Preizkus v-majhnem obsegu in-v povečanem obsegu:
Ne uporabljajte neposredno postopkov drugih rudnikov. Za laboratorijske preskuse obdelave mineralov je treba opraviti vzorčenje, da se določi optimalen reagentni sistem, finost mletja in kombinacija opreme.
Okoljski vidiki:
Obogatitev volframove rude pogosto vključuje težke kovine (kot sta arzen in svinec) in veliko količino kemikalij (kot so vodno steklo in maščobne kisline). Čiščenje jalovine in recikliranje odpadne vode sta ključna poudarka pri načrtovanju sodobnih obogatitev.
Gospodarsko ravnotežje:
Gravitacijsko ločevanje ima nizke stroške, vendar je njegova stopnja predelave omejena z velikostjo delcev; flotacija ima visoko stopnjo izkoristka, vendar povzroča visoke stroške in porabo reagenta. Običajno se za doseganje najboljšega razmerja med-ceno in učinkovitostjo uporabi postopek "kombinirane gravitacijske-flotacije".
Povzetek:
Volframit: prednostna metoda je gravitacijska separacija (jigging + namizna koncentracija), dopolnjena z magnetno separacijo in fino separacijo z elektrostatično separacijo.
Scheelite: Flotacija je prednostna metoda, s poudarkom na reševanju vprašanja ločevanja z apnenčastimi minerali.
Mešana ruda/fina sluz: Sprejmite postopek kombinirane gravitacijske-flotacije in celo uvedite nove tehnologije, kot so centrifuge in nosilna flotacija.
