O beneficiamento do minério de tungstênio (o processamento mineral de minérios de tungstênio) é um processo complexo, pois os minerais de tungstênio (principalmente volframita e scheelita) apresentam diferentes propriedades físico-químicas e muitas vezes coexistem estreitamente com minerais associados (como estanho, molibdênio, bismuto, sulfetos, etc.).
A seleção de uma tecnologia específica de processamento mineral depende principalmente do tipo de minério (volframita ou scheelita), tamanho de disseminação, tipos de minerais associados e teor do minério.
Abaixo está uma explicação detalhada dos principais métodos e processos de beneficiamento de minério de tungstênio usados atualmente na indústria:
1. Princípio fundamental: pré-enriquecimento, colheita antecipada e maximização da colheita
Os minérios de tungstênio normalmente têm um teor baixo (0,2%-1% WO₃) e os minerais de tungstênio são frágeis, propensos a moagem excessiva e subsequente perda durante o processo de moagem. Portanto, o princípio fundamental do beneficiamento do minério de tungstênio é: “Coletar o mais cedo possível e descartar o mais cedo possível”.
Moagem de estágio e separação de estágio: Evite moer muito finamente de uma só vez, dissocie os minerais em estágios e recupere o concentrado de tungstênio grosso.
Prioridade de separação por gravidade: Aproveitando a alta gravidade específica dos minerais de tungstênio, a recuperação por separação por gravidade deve ser empregada tanto quanto possível após a moagem grossa.
2. Principais métodos de processamento mineral
A. Separação por gravidade - o método mais comumente usado e econômico
Este é o método preferido para o processamento de minério de tungstênio, especialmente volframita, devido à sua alta gravidade específica (em torno de 7,5), que difere significativamente da dos minerais de ganga.
Objeto aplicável: Wolframita ((Fe,Mn)WO₄), também utilizado para pré-concentração de scheelita.
Equipamento comum:
Máquina de gabarito: usada para processar minérios de granulação-grossa e recuperar concentrado de tungstênio de granulação-grossa.
Máquina de gabarito
Mesa vibratória: usada para processar minérios de granulação média a-fina, possui alta precisão de separação e é um equipamento essencial para o beneficiamento de minério de tungstênio.
Mesa Agitadora
Calha espiral: utilizada para processamento de partículas finas como meio auxiliar.
Concentrador Espiral
Concentrador centrífugo: para recuperação eficiente de limo-de granulação fina de tungstênio.
Process characteristics: raw ore crushing -> rod milling (to reduce over-crushing) -> jig machine (to collect coarse particles) -> ball milling ->agitação da mesa (para coletar partículas finas).
B. Método de flutuação
Quando o minério é disseminado em partículas extremamente finas ou o principal mineral é a scheelita, a eficiência da separação por gravidade diminui, sendo necessária a utilização de flotação.
Objetos aplicáveis:
Scheelita (CaWO₄): Scheelita tem uma gravidade específica relativamente baixa (em torno de 6,0) e frequentemente coexiste com minerais-contendo cálcio, como calcita e fluorita, dificultando a separação. É separado principalmente por flotação.
Volframita de granulação-fina: a fração micro-fina que não pode ser recuperada por separação por gravidade.
Dificuldade principal: As propriedades superficiais da scheelita são semelhantes às da calcita e da fluorita, tornando a separação um desafio.
Medicamentos comumente usados:
Coletor: ácidos graxos (como ácido oleico, sabão de parafina oxidado), ácidos fosfônicos.
Inibidores: vidro solúvel (comumente usado), amido, ácido tânico (usado para inibir a ganga).
Agente de ajuste: Cal (usado para ajustar o valor do pH, normalmente para flotação de scheelita em condições alcalinas).
Processo especial: "Processo Petrov", também conhecido como flotação por aquecimento, utiliza as diferenças na capacidade de adsorção de diferentes minerais para coletores em altas temperaturas (80-90 graus) para separar a scheelita da calcita/fluorita.
C. Separação Magnética
O minério de tungstênio em si geralmente é não{0}}magnético ou fracamente magnético, e a separação magnética é usada principalmente para remoção de impurezas ou separação de minerais associados.
Separação magnética de alta-intensidade: usada para remover ganga-contendo ferro ou, em alguns casos, para separar a volframita (fracamente magnética) da ganga não-magnética (menos comum, exigindo separação magnética de alto{3}}gradiente).
Principais finalidades:
Remova as impurezas de ferro do minério.
Se a magnetita estiver presente como um mineral associado, ela deve ser removida primeiro através de separação magnética para reduzir a carga de trabalho subsequente.
A volframita exibe magnetismo fraco e às vezes pode ser separada da ganga não-magnética, particularmente da fração de lodo fino, usando um separador magnético de alto-gradiente.
D. Separação Eletrostática
A classificação é realizada com base nas diferenças na condutividade dos minerais.
Finalidade: Normalmente usado como uma operação de seleção fina para concentrado por gravidade.
Cenário: Separar o concentrado misto obtido por separação por gravidade (contendo volframita, cassiterita, ilmenita, monazita, etc.). A volframita é um condutor, enquanto a ganga, como o quartzo, é um não-condutor, que pode ser posteriormente purificado por meio de separação eletrostática.
3. Processos típicos para diferentes tipos de minérios
Cenário 1: Wolframita - tipo de veio de quartzo (o mais comum)
Este tipo de minério tem um tamanho de disseminação relativamente grosseiro e é fácil de desintegrar.
Seleção manual/seleção fotoelétrica: Remova grandes resíduos de rocha antes da trituração.
Trituração e moagem: São usados moinhos de barras (para reduzir a formação de lama) e é implementada a "moagem em estágios".
Re-eleição:
Coarse fraction -> Jigging machine ->Obtenha concentrado grosso.
Medium and fine particle size -> Shaker table ->Obtenha um concentrado fino.
Selecionado: o concentrado grosso re-selecionado geralmente contém impurezas como estanho, enxofre e arsênico, que exigem processamento por meio de:
Dessulfurização por flotação e remoção de arsênico.
Separação magnética para remoção de ferro e manganês.
Eletro-separação de cassiterita e ilmenita.
Finalmente, é obtido um concentrado de volframita de alto-grau.
Cenário 2: Scheelite - tipo Skarn (relativamente difícil)
Esse tipo de minério coexiste frequentemente com sulfetos, calcita e fluorita, com fino tamanho de disseminação.
Dessulfurização por flotação: primeiro, use reagentes à base de xantato-para flutuar e remover sulfetos (como calcopirita e pirita).
Pré-concentração de separação por gravidade (opcional): se o tamanho da partícula permitir, primeiro use uma calha em espiral para descartar alguns dos rejeitos.
Flotação de tungstênio branco:
Use coletores de ácidos graxos.
Use copo d'água para suprimir a ganga.
Se houver alto teor de calcita/fluorita, pode ser necessário realizar flotação aquecida ou limpezas múltiplas.
Tratamento químico: Para o concentrado de scheelite (rico em cálcio) que é extremamente difícil de beneficiar, às vezes é enviado diretamente para plantas hidrometalúrgicas para processamento, sem buscar graus de beneficiamento físico extremamente elevados.
Cenário 3: Minério de tungstênio branco e preto misto
Processo conjunto necessário:
Primeiro,-selecione novamente e recicle a volframita-de granulação grossa.
Re-triturar os rejeitos após a separação por gravidade.
Recuperar volframita e scheelita de granulação fina-por meio de flotação (às vezes é necessária uma flotação separada e, às vezes, elas são misturadas e separadas após a flotação).
4. Sugestões de seleção e cuidados
Se você está considerando como selecionar um processo para um projeto específico de mineração de tungstênio, é recomendável seguir as etapas abaixo:
Estudos mineralógicos detalhados (cruciais):
Realizar análise de mineralogia de processo: determinar a forma primária em que existe o tungstênio (volframita ou scheelita)?
Determine o tamanho da partícula de disseminação: é grossa, média ou fina? Isto determina a finura da moagem e se a separação por gravidade é aplicável.
Determine os minerais associados: Existem estanho, molibdênio, bismuto, fluorita e calcita? Isso determina se um processo de separação complexo é necessário.
Experimento de-pequena escala e experimento-ampliado:
Não aplique diretamente os processos de outras minas. A amostragem deve ser realizada para testes laboratoriais de processamento mineral para determinar o sistema ideal de reagentes, a finura da moagem e a combinação de equipamentos.
Considerações ambientais:
O beneficiamento de minério de tungstênio geralmente envolve metais pesados (como arsênico e chumbo) e uma grande quantidade de produtos químicos (como vidro solúvel e ácidos graxos). O tratamento de rejeitos e a reciclagem de águas residuais são focos fundamentais no projeto de modernas usinas de beneficiamento.
Equilíbrio econômico:
A separação por gravidade tem baixo custo, mas sua taxa de recuperação é limitada pelo tamanho das partículas; a flotação tem uma alta taxa de recuperação, mas incorre em altos custos e consumo de reagentes. Normalmente, um processo de "flutuação-gravidade combinada" é adotado para alcançar a melhor relação custo-desempenho.
Resumo:
Wolframita: O método preferido é a separação por gravidade (jigging + concentração de mesa), complementada por separação magnética e separação fina por separação eletrostática.
Scheelita: A flotação é o método preferido, com foco na solução do problema de separação de minerais calcários.
Mistura de minério/lodo fino: adote um processo combinado de-flotação por gravidade e até mesmo introduza novas tecnologias, como centrífugas e flotação por transportador.
