تعد إثراء خام التنغستن (المعالجة المعدنية لخامات التنغستن) عملية معقدة، حيث تظهر معادن التنغستن (بشكل أساسي الولفراميت والسكيليت) خواص فيزيائية وكيميائية مختلفة وغالبًا ما تتعايش بشكل وثيق مع المعادن المرتبطة بها (مثل القصدير والموليبدينوم والبزموت والكبريتيدات وما إلى ذلك).
يعتمد اختيار تقنية معالجة المعادن المحددة في المقام الأول على نوع الخام (الولفراميت أو الشيليت)، وحجم الانتشار، وأنواع المعادن المرتبطة بها، ودرجة الخام.
وفيما يلي شرح مفصل لأساليب وعمليات إثراء خام التنغستن السائدة المستخدمة حاليا في الصناعة:
1. المبدأ الأساسي: التخصيب المسبق-والحصاد المبكر وتعظيم الحصاد
عادةً ما تكون خامات التنغستن ذات درجة منخفضة (0.2%-1% WO₃)، ومعادن التنغستن هشة وعرضة للإفراط في الطحن والخسارة اللاحقة أثناء عملية الطحن. لذلك، فإن المبدأ الأساسي لإثراء خام التنغستن هو: "الجمع في أقرب وقت ممكن، والتخلص منه في أقرب وقت ممكن."
مرحلة الطحن والفصل المرحلي: تجنب الطحن بشكل ناعم للغاية في وقت واحد، وفصل المعادن على مراحل، واستعادة تركيز التنغستن الخشن.
أولوية الفصل بالجاذبية: الاستفادة من الثقل النوعي العالي لمعادن التنغستن، وينبغي استخدام الاسترداد عن طريق الفصل بالجاذبية قدر الإمكان بعد الطحن الخشن.
2. طرق معالجة المعادن الرئيسية
أ. الفصل بالجاذبية - الطريقة الأكثر استخدامًا واقتصادية
هذه هي الطريقة المفضلة لمعالجة خام التنغستن، وخاصة الولفراميت، بسبب جاذبيته النوعية العالية (حوالي 7.5)، والتي تختلف بشكل كبير عن معادن الشوائب.
الكائن القابل للتطبيق: Wolframite ((Fe,Mn)WO₄)، يستخدم أيضًا للتركيز المسبق- للسكايليت.
المعدات المشتركة:
آلة الرقصة: تستخدم لمعالجة الخامات ذات الحبيبات الخشنة -واستعادة تركيزات التنغستن ذات الحبيبات الخشنة-.
آلة الرقصة
طاولة الاهتزاز: تستخدم لمعالجة الخامات ذات الحبيبات المتوسطة إلى الدقيقة، وتتميز بدقة فصل عالية وتعد من المعدات الرئيسية لإثراء خام التنغستن.
طاولة اهتزاز
شلال حلزوني: يستخدم لمعالجة الجسيمات الدقيقة كوسيلة مساعدة.
المكثف الحلزوني
مُكثِّف بالطرد المركزي: من أجل الاسترداد الفعال لحبيبات التنغستن الناعمة-.
Process characteristics: raw ore crushing -> rod milling (to reduce over-crushing) -> jig machine (to collect coarse particles) -> ball milling ->اهتزاز الطاولة (لجمع الجزيئات الدقيقة).
ب. طريقة التعويم
عندما يتم نشر الخام في جزيئات دقيقة للغاية أو المعدن الرئيسي هو السكليت، تنخفض كفاءة الفصل بالجاذبية، مما يستلزم استخدام التعويم.
الكائنات القابلة للتطبيق:
الشيليت (CaWO₄): يتمتع الشيليت بثقل نوعي منخفض نسبيًا (حوالي 6.0) وغالبًا ما يتواجد مع الكالسيوم-الذي يحتوي على معادن مثل الكالسيت والفلوريت، مما يجعل عملية الفصل صعبة. يتم فصله بشكل رئيسي عن طريق التعويم.
حبيبات الولفراميت الدقيقة-: الجزء الدقيق-الدقيق الذي لا يمكن استعادته عن طريق الفصل بالجاذبية.
الصعوبة الرئيسية: الخصائص السطحية للسكلايت تشبه خصائص الكالسيت والفلوريت، مما يجعل عملية الفصل صعبة.
الأدوية شائعة الاستخدام:
المجمع: الأحماض الدهنية (مثل حمض الأوليك، صابون البارافين المؤكسد)، أحماض الفوسفونيك.
المثبطات: زجاج الماء (شائع الاستخدام)، النشا، حمض التانيك (يستخدم لمنع الشوائب).
عامل الضبط: الجير (يستخدم لضبط قيمة الرقم الهيدروجيني، عادة لتعويم السكليت في الظروف القلوية).
عملية خاصة: "عملية بتروف"، المعروفة أيضًا باسم التعويم الحراري، تستخدم الاختلافات في قدرة الامتزاز للمعادن المختلفة لهواة التجميع عند درجات حرارة عالية (80-90 درجة) لفصل السكليت عن الكالسيت/الفلوريت.
ج. الفصل المغناطيسي
عادةً ما يكون خام التنغستن في حد ذاته غير مغناطيسي أو ضعيف المغناطيسي، ويستخدم الفصل المغناطيسي بشكل أساسي لإزالة الشوائب أو فصل المعادن المرتبطة به.
فصل مغناطيسي عالي الشدة-: يستخدم لإزالة الحديد-الشوائب التي تحتوي على الحديد، أو في بعض الحالات، لفصل الولفراميت (ذو المغناطيسية الضعيفة) عن الشوائب غير المغناطيسية- (أقل شيوعًا، ويتطلب فصلًا مغناطيسيًا عالي التدرج{{3}).
الأغراض الرئيسية:
إزالة شوائب الحديد من الخام.
إذا كان الماجنتيت موجودًا كمعدن مرتبط، فيجب إزالته من خلال الفصل المغناطيسي أولاً لتقليل عبء العمل اللاحق.
يُظهر الولفراميت مغناطيسية ضعيفة، ويمكن في بعض الأحيان فصله عن الشوائب غير المغناطيسية-، وخاصة جزء الوحل الناعم، باستخدام فاصل مغناطيسي عالي التدرج-.
د. الفصل الكهروستاتيكي
يتم الفرز على أساس الاختلافات في توصيل المعادن.
الغرض: يستخدم عادةً كعملية اختيار دقيقة لتركيز الجاذبية.
السيناريو: فصل التركيز المختلط الذي تم الحصول عليه من خلال الفصل بالجاذبية (الذي يحتوي على الولفراميت، وحجر القصدير، والإلمنيت، والمونازيت، وما إلى ذلك). يعد الولفراميت موصلًا، في حين أن الشوائب مثل الكوارتز غير موصل-، ويمكن تنقيته بشكل أكبر من خلال الفصل الكهروستاتيكي.
3. العمليات النموذجية لأنواع مختلفة من الخامات
السيناريو 1: الولفراميت - نوع عروق الكوارتز (الأكثر شيوعًا)
يتميز هذا النوع من الخام بحجم انتشار خشن نسبيًا وسهل التفكك.
الاختيار اليدوي/الاختيار الكهروضوئي: قم بإزالة صخور النفايات الكبيرة قبل سحقها.
التكسير والطحن: يتم استخدام المطاحن القضيبية (لتقليل التنحيف) ويتم تنفيذ "الطحن المرحلي".
إعادة-الانتخاب:
Coarse fraction -> Jigging machine ->الحصول على التركيز الخشن.
Medium and fine particle size -> Shaker table ->الحصول على تركيز جيد.
محدد:-يحتوي المركز الخشن المعاد تحديده غالبًا على شوائب مثل القصدير والكبريت والزرنيخ، والتي تتطلب المعالجة من خلال:
إزالة الكبريت بالتعويم وإزالة الزرنيخ.
الفصل المغناطيسي لإزالة الحديد والمنغنيز.
الفصل الكهربائي- لحجر القصدير والإلمنيت.
وأخيرًا، يتم الحصول على-مركز الولفراميت عالي الجودة.
السيناريو 2: نوع Scheelite - Skarn (صعب نسبيًا)
غالبًا ما يتواجد هذا النوع من الخام مع الكبريتيدات والكالسيت والفلوريت، مع حجم انتشار جيد.
إزالة الكبريت بالتعويم: أولاً، استخدم الكواشف المستندة إلى الزانتات- لتعويم وإزالة الكبريتيدات (مثل الكالكوبايرايت والبيريت).
التركيز المسبق لفصل الجاذبية (اختياري): إذا كان حجم الجسيمات يسمح بذلك، فاستخدم أولاً شلالًا حلزونيًا للتخلص من بعض المخلفات.
تعويم التنغستن الأبيض:
استخدام جامعي الأحماض الدهنية.
استخدم زجاج الماء لقمع الشوائب.
إذا كان هناك نسبة عالية من الكالسيت/الفلوريت، فقد يكون من الضروري إجراء تعويم ساخن أو عمليات تنظيف متعددة.
المعالجة الكيميائية: بالنسبة لتركيز السكليت (الذي يحتوي على نسبة عالية من الكالسيوم) والذي يصعب للغاية إثراءه، يتم أحيانًا إرساله مباشرة إلى مصانع معالجة المعادن المائية للمعالجة، دون متابعة درجات إثراء فيزيائية عالية للغاية.
السيناريو 3: خام التنغستن الأبيض والأسود المختلط
العملية المشتركة المطلوبة:
أولاً، أعد-تحديد وأعد تدوير حبيبات الولفراميت الخشنة-.
أعد-طحن المخلفات بعد الفصل بالجاذبية.
يمكنك استرداد -حبيبات الولفراميت والسكلايت الناعمة من خلال التعويم (أحيانًا يلزم التعويم المنفصل، وأحيانًا يتم خلطهما ثم فصلهما بعد التعويم).
4. اقتراحات الاختيار والاحتياطات
إذا كنت تفكر في كيفية اختيار عملية لمشروع معين لتعدين التنغستن، فمن المستحسن اتباع الخطوات التالية:
الدراسات المعدنية التفصيلية (حاسمة):
إجراء التحليل المعدني للعملية: تحديد الشكل الأساسي الذي يوجد به التنغستن (الولفراميت أو السكليت)؟
تحديد حجم جسيمات الانتشار: هل هي خشنة أم متوسطة أم ناعمة؟ يحدد هذا دقة الطحن وما إذا كان الفصل بالجاذبية قابلاً للتطبيق.
تحديد المعادن المرتبطة بها: هل يوجد القصدير والموليبدينوم والبزموت والفلوريت والكالسيت؟ وهذا يحدد ما إذا كانت عملية الفصل المعقدة مطلوبة أم لا.
تجربة -صغيرة الحجم وتجربة-موسّعة:
لا تطبق مباشرة عمليات المناجم الأخرى. يجب إجراء أخذ العينات لاختبارات معالجة المعادن المعملية لتحديد نظام الكاشف الأمثل، ودقة الطحن، ومجموعة المعدات.
الاعتبارات البيئية:
غالبًا ما تشتمل عملية إثراء خام التنغستن على معادن ثقيلة (مثل الزرنيخ والرصاص) وكمية كبيرة من المواد الكيميائية (مثل زجاج الماء والأحماض الدهنية). تعد معالجة المخلفات وإعادة تدوير مياه الصرف الصحي من أهم نقاط التركيز في تصميم محطات إثراء المياه الحديثة.
التوازن الاقتصادي:
يتميز الفصل بالجاذبية بتكلفة منخفضة ولكن معدل استرداده محدود بحجم الجسيمات؛ يتمتع التعويم بمعدل استرداد مرتفع ولكنه يتطلب تكاليف عالية واستهلاكًا للكاشف. عادةً، يتم اعتماد عملية "دمج الجاذبية-للتعويم" لتحقيق أفضل نسبة أداء من حيث التكلفة.
ملخص:
الولفراميت: الطريقة المفضلة هي الفصل بالجاذبية (القفز + التركيز المنضدي)، المكمل بالفصل المغناطيسي والفصل الدقيق من خلال الفصل الكهروستاتيكي.
السكلايت: يعتبر التعويم هو الأسلوب المفضل مع التركيز على حل مشكلة فصل المعادن الجيرية.
الخام المختلط/الوحل الناعم: اعتماد عملية التعويم المجمعة بالجاذبية، وحتى تقديم تقنيات جديدة مثل أجهزة الطرد المركزي والتعويم بالحامل.
