钨是现代工业不可或缺的战略金属资源，在国防军工、高端制造、电子信息等领域具有广泛应用。我国作为全球主要钨资源大国，黑钨矿与白钨矿构成了主要矿产类型。相较于白钨矿，黑钨矿在选矿工艺上具有独特的技术路线和工艺特点，本文将从技术创新视角解析黑钨矿选矿工艺。
黑钨矿选矿技术难点与解决思路
黑钨矿选矿面临的主要技术挑战包括：
- 矿石品位波动大，需建立灵活适应的工艺流程
- 易泥化特性导致细粒级回收难度大
- 共伴生矿物复杂，精矿品质提升困难
- 资源综合利用水平亟需提高
针对这些难点，现代黑钨矿选矿工艺采取了系统化的解决方案，从原矿预处理到最终产品精选，构建了完整的技术体系。
物理特性差异利用：重力选矿技术创新
重选工艺原理与设备选择
黑钨矿(比重7.1-7.5)与脉石矿物(比重2.6-3.0)间显著的密度差异，为重力选别提供了理想条件。现代重选工艺主要包括：
- 跳汰机选矿技术：根据处理粒度可分为粗粒(8-10mm)、中粒(1.5-5mm)和细粒(0.5-1.5mm)三类作业方式
- 摇床分选技术：主要处理0.037-2mm粒级物料，可获得品位55-65%的黑钨精矿
- 离心重选技术：针对细粒级矿物，利用高G值离心力场提高回收率
重选设备参数优化是提高分选效率的关键。以跳汰机为例，关键参数包括：冲程大小(8-15mm)、冲次频率(60-120次/分)、床层厚度(80-120mm)等。摇床重选则需精确控制纵向冲程(12-18mm)、频率(240-320次/分)和横向倾角(2-4°)。
解离度控制：磨矿工艺精细调控
黑钨矿选矿成功的基础在于合理的磨矿制度，实现矿物充分解离同时避免过磨。
磨矿设备与工艺选择
根据矿石特性，可选用以下磨矿工艺：
- 一段磨矿工艺：适用于嵌布粒度较粗、解离度良好的矿石
- 一段棒磨+中矿再磨：通过分级解离实现精细控制，减少过磨现象
- 两段磨矿工艺：适用于嵌布复杂需细磨的矿石
在设备选择上，棒磨机优于球磨机，能产生粒度更均匀的磨矿产品，减少泥化现象。
关键工艺参数
磨矿工艺的关键控制参数包括：
- 磨矿浓度：控制在65-70%范围
- 棒磨机转速：保持在临界转速的65-75%
- 钢棒装载量：控制在筒体容积的35-40%
科学设定这些参数可使黑钨矿单体解离率达85%以上，为后续选别奠定基础。
原矿预富集：手选工艺与现代化改进
手选作为黑钨矿处理的传统工艺，在现代选矿厂仍具重要地位，尤其适用于粗粒级钨矿的预富集。
手选工艺的分类与应用
根据操作方式可分为：
- 正手选：直接从原矿中挑选黑钨矿颗粒，适合低品位矿石
- 反手选：从原矿中挑出废石，留下含钨矿物，适合较高品位矿石
效率提升技术
现代手选工艺通过多种措施提高效率：
- 强光照明系统改善矿物识别度
- 表面喷水增强黑钨矿与围岩视觉对比
- 光电分选等自动化技术结合，提高处理量
这些改进使手选技术在现代选矿体系中继续发挥作用，特别是在中小型选矿厂和复杂矿石预处理环节。
精矿提质技术：磁选与浮选创新应用
重选获得的黑钨粗精矿通常需进一步提纯，去除锡、钼、铋等有色金属或钽、铌等稀有金属杂质。
磁选精选技术
利用黑钨矿微弱磁性特点，磁选精选可分为：
- 干式磁选：适用于0.074-3mm粒级，选择性强，但处理能力有限
- 湿式磁选：适用于细粒物料，处理能力大，但选择性略差
磁场强度通常控制在8000-12000高斯范围，磁选可有效分离部分伴生磁性矿物。
创新浮选工艺
黑钨精矿浮选工艺的创新在于"枱浮法"技术：
- 在摇床表面直接加入浮选药剂
- 同时进行重力分选和浮选作业
- 有效分离黄铁矿、黄铜矿等硫化物杂质
枱浮法结合了重选和浮选优点，工艺简单，运行成本低，特别适合中小型选矿厂。
细泥资源高效回收利用技术
细泥(-0.037mm)处理是提高黑钨矿总回收率的关键环节，也是技术难点所在。
细泥特性与预处理
黑钨矿选矿过程中产生的细泥具有粒度细、泥化严重、含有大量极细粒钨矿物等特点。有效处理首先需进行预处理：
- 浮选脱硫：使用黄药类捕收剂优先浮选硫化物
- 氧化焙烧：高温氧化去除硫化物矿物
- 强力搅拌脱泥：机械分散改善后续处理效果
细泥回收工艺组合
根据细泥特性，可选择以下技术路线：
- 离心重选工艺：利用高G值离心机处理-0.037mm钨矿细泥
- 微细粒浮选：采用油酸类捕收剂，针对极细粒钨矿物
- 磁选-浮选联合流程：先去除磁性矿物，再回收钨矿
实践表明，合理的细泥处理工艺可使钨回收率提高20-30个百分点，显著提升经济效益。
系统集成与工艺优化
黑钨矿选矿工艺的最终确定需基于详细的矿石性质分析和选矿试验。不同矿床的黑钨矿在矿物组成、嵌布特征和共生关系上存在差异，需针对性设计工艺流程。
系统优化应关注以下方面：
- 各工序间的合理衔接与流程优化
- 关键设备参数的精确控制
- 药剂制度的科学调整
- 能源消耗与环境影响的平衡
随着选矿技术的不断进步，黑钨矿选矿工艺将朝着更高效、更环保的方向发展，为钨资源的可持续利用提供技术支撑。白钨矿选矿工艺与黑钨矿有明显差异，将在后续文章中详细介绍。
