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尾矿是工业固体废弃物的主要组成部分,大量的尾矿长期堆放在尾矿库中,不仅对生态环境造成破坏,而且还造成严重的资源浪费。因此,从尾矿中综合回收有用物质是具有重要意义的。本文以南方某老尾矿库浮钨尾矿(含WO30.19%)为原料,采用浮重分离——化学浸出联合分离工艺,重点解决了白钨矿与其他钙质矿物的分离技术难题,提高了钨与萤石的回收指标。 本论文主要分为三个部分: 第一部分:针对尾矿矿物学及物理化学性质展开从尾矿中浮选钨的工艺研究,包括捕收剂的选择、药剂用量的确定及浮选工艺研究并探讨浮选药剂对白钨矿的作用机理。研究表明,对尾矿中钨的分离和回收采用磨-浮工艺,以氢氧化钠为pH调整剂、水玻璃为抑制剂、733为捕收剂,当-0.074mm占83.52%的磨矿细度下,钨粗选试验最佳条件为氢氧化钠用量为2000g/t,水玻璃用量为2000g/t,捕收剂733用量为100g/t,经一次粗选、二次扫选和三次精选的闭路流程,可获得回收率为70.48%、含WO3为3.26%的低钨粗精矿,其中水玻璃对矿物的抑制作用主要由HSiO3-引起,它能吸附在硅酸盐矿物表面,使矿物强烈亲水而受抑制。红外结果表明,733对白钨矿的捕收作用为表面化学反应与键合。 第二部分:对浮选得到的钨粗精矿进行预处理技术研究,包括化学浸出法分离回收CaCO3和CaF2的研究,其中CaF2的浸出探索了浸出溶剂浓度、反应温度、液固比及浸出时间对CaF2浸出率的影响,并对CaCO3和CaF2的浸出液进行净化和回收。实验结果表明,浸出碳酸钙获得的无水氯化钙的质量达到Ⅰ型固体氯化钙产品质量指标。当Al3+浓度2.39mol·L-1,温度100℃,液固比6∶1,浸出时间60 min,搅拌速度为300r/min浸出条件下,CaF2的一次浸出率为90.49%,连续三次浸出实验,CaF2的浸出率可达96.82%。浸出渣的XRD分析结果表明,用结晶氯化铝溶液浸出氟化钙是可行。在此过程中,经过对钨品位的测定及白钨矿金属量的计算,结晶氯化铝对白钨矿是没有浸出能力的,此时浸出渣中WO3的品位为12.55%。当温度95℃,pH值5,F/Al比6,Na/Al比3,反应时间30min时,以CaF2的浸出液为原料合成的冰晶石,氟铝络合物溶液中铝的回收率为95.91%,产品经XRD和FT-IR分析确认。 第三部分:对预处理后的钨粗精矿进行重选分离实验,得到的重选尾矿进行浸钨条件实验,包括溶剂初始浓度、浸出时间、温度、液固比、W/PO43-摩尔比及搅拌速度等因素对钨浸出率的影响,并对浸出液进行回收。实验结果表明,经富集后的钨粗精矿进行重选实验是合理和可行的,钨富集倍数达到5左右,对品位(WO3)12.55%的白钨矿进行选别,可获得品位66.49%的白钨精矿,钨回收率75.11%。摇床尾矿中钨品位还有3.64%,采用螯合盐酸浸出法回收摇床尾矿中的钨。浸出前后矿物的XRD分析表明,用盐酸浸出钨尾矿时加入螯合剂H3PO4是可行。最佳浸出条件为:盐酸浓度6.5mol·L-1,W/PO43-比为5/1,温度90℃,液固比3∶1,浸出时间90min,搅拌速度为300r/min,钨的浸出率达到95%左右。用乙醚对钨的浸出液进行萃取,得到磷钨酸经XRD和FT-IR分析确认,磷钨酸的回收率为98.32%。经过浮重分离——化学浸出联合分离工艺,钨的总回收率为70.00%。