钨,作为“工业牙齿”,是航空航天、电子、军工等领域的战略性资源。全球钨矿资源分布不均,中国、俄罗斯、加拿大和越南是主要储量国,其中中国占比超过60%。中国虽储量丰富,但长期面临选矿效率低、伴生复杂、尾矿堆积等问题。如何通过技术创新实现钨资源的高效利用与绿色开发,成为行业焦点。
一、钨矿种类与伴生复杂性
钨矿主要分为黑钨矿(Fe/MnWO₄)与白钨矿(CaWO₄)。其中,白钨矿(CaWO4)多产于矽卡岩型矿床,呈白色或浅色,晶体结构规则,通常与方解石、萤石等矿物共生。其选矿难度较高,需依赖浮选工艺分离杂质;黑钨矿((Fe,Mn)WO4)常见于高温热液石英脉矿床,颜色深褐至黑色,常与石英、云母、长石等脉石矿物伴生。因密度差异显著,传统上采用重力选矿法分选。
此外,钨矿常与锡、钼、铋、铜等金属及萤石、石英等非金属矿物伴生,形成复杂的共(伴)生体系。例如,江西某钨矿中钨与锡、铋紧密共生,湖南某矿区则出现白钨矿与辉钼矿交织。这种复杂性导致传统选矿工艺难以高效分离目标矿物,资源综合利用率不足60%。
二、传统选矿工艺的深层矛盾与技术桎梏
传统钨矿选矿工艺的瓶颈不仅是效率问题,更是矿物学特性、技术路径依赖与环保约束三者交织的复杂矛盾。
钨矿石的多尺度嵌布特征(粗粒、细粒、微细粒共生)对工艺提出差异化需求:
黑钨矿因密度高(7.1~7.5 g/cm³),传统重选(摇床、螺旋溜槽)可处理+0.2 mm粗粒级,但对-0.074 mm微细粒回收率不足40%;
白钨矿与方解石、萤石等钙质矿物表面化学性质相似,浮选需依赖高选择性捕收剂(如脂肪酸类),但药剂制度复杂,易造成“精矿互污”。
三、光电预分选:颗粒级高效分选的技术突破与工艺重构
光电分选技术的核心价值在于对颗粒级矿石(-50mm~+5mm)的预分选精准控制,通过“早抛废、早提精”重构选矿流程逻辑,在源头实现矿石价值密度的快速提纯,为后续细粒级分选奠定低耗、高效的基础。
传统选矿流程中,粗碎后的矿石直接进入磨矿环节,导致大量低品位废石过度粉碎,造成能耗浪费与金属流失。光电分选通过“破碎-预分选-分级处理”的流程再造,在粗碎后(粒度-50mm)对矿石进行智能分选,形成三大技术优势:
能量密度优化:提前抛除30%~50%废石,使进入磨矿的矿石量减少40%,吨矿电耗降低15~20kWh;
金属流富集:将矿石WO₃平均品位从0.3%~0.8%提升至1.0%~1.5%,减少后续浮选药剂用量20%~30%;
粒度保护:避免废石过磨产生的微细泥化(-0.038mm含量降低12%),改善浮选泡沫稳定性。
四、钨尾矿资源化:从废石到高端骨料的蜕变
我国现存钨尾矿超10亿吨,传统处理以堆存为主,占用土地且存在重金属渗漏风险。光电分选技术为尾矿资源化提供新路径:
尾矿再选:利用光电设备从尾矿中二次回收钨及其他有价矿物。
骨料增值:分选后的废石经破碎、整形后,可制成粒度为5~20mm的高标准建筑骨料,抗压强度达60MPa以上。江西某钨矿通过此技术,年处理尾矿50万吨,生产骨料30万吨。
五、未来展望:智能化与全产业链协同
光电分选技术的推广,通过对钨矿构建“预分选-深度回收-尾矿资源化”的全流程体系,推动钨产业向低碳、循环经济转型。
从“粗放分选”到“智能精选”,从“尾矿填埋”到“点石成金”,光电技术的应用不仅提升了钨资源利用率,更重塑了矿业价值链。