Recuperación de tungsteno, bismuto y molibdeno a partir de residuos de tungsteno

La recuperación de tungsteno a partir de residuos de tungsteno mediante el proceso de «scavenging» es una forma eficaz de mejorar la recuperación global de tungsteno. Lu Youzhong et al. utilizaron un proceso combinado de enriquecimiento y metalurgia para recuperar tungsteno a partir de residuos de tungsteno y lodos finos, logrando una recuperación de WO₃ de hasta el 82,61 %. Este proceso consiste en una flotación preliminar seguida de la descomposición alcalina directa del concentrado bruto de tungsteno procedente de los residuos, los lodos finos y los residuos de lixiviación. El método de flotación utilizado originalmente para el mineral de tungsteno en bruto se amplió a los residuos, los lodos finos y los residuos de lixiviación, al tiempo que se simplificaron los pasos de calentamiento, separación por gravedad y otros. Se obtiene un concentrado bruto de tungsteno con un contenido de 18% de WO₃, que a continuación se somete directamente a la descomposición alcalina. Una comparación entre la lixiviación convencional y la lixiviación por microondas mostró que, con el mismo efecto, el tiempo de lixiviación por microondas es solo el 25% del de la lixiviación convencional, lo que mejora significativamente la eficiencia de la lixiviación.

Huang Guangyao y otros utilizaron la tecnología de microburbujas para recuperar scheelita fina a partir de residuos de flotación de scheelita. Desarrollaron una columna de flotación de microburbujas CMPT con un sistema de control experto para mantener la columna en un estado industrial óptimo. Las pruebas industriales mostraron una ley media del concentrado de 24,52% de WO₃ con una recuperación del 43,41%. El análisis por tamaños indicó que la recuperación en la fracción de 5–38 μm alcanzó el 65%.

Zhou Xiaotong y otros utilizaron la separación magnética de alto gradiente para recuperar wolframita a partir de residuos de flotación de scheelita. Tras una etapa de desbaste, una etapa de purificación y una separación magnética de alta intensidad, se obtuvo un concentrado magnético de wolframita con una ley de 0,43% de WO₃ a partir de una carga magnética que contenía 0,20% de WO₃, con una recuperación de tungsteno del 73,26%.

Yang Binqing aplicó un proceso de flotación en masa de tipo «rama-serie», seguido de una flotación de separación, para tratar residuos de tungsteno que contenían 0,018% de Mo y 0,029% de Bi, obteniendo un concentrado de molibdeno con una ley de 46,33% de Mo con una recuperación del 67,12%, y un concentrado de bismuto con una ley de 14,80% de Bi y una recuperación del 86,70%.

A partir de un estudio sobre los recursos de residuos de las minas de tungsteno pertenecientes a Jiangxi Tungsten Industry Group Co., Ltd., el Instituto de Investigación de Metalurgia de Metales No Ferrosos de Ganzhou llevó a cabo ensayos de beneficio y aprovechamiento integral de los residuos procedentes de 13 plantas de concentración de tungsteno del Grupo. Mediante diagramas de proceso que combinaban la separación por flotación-gravedad y la separación por flotación-separación magnética-gravedad, se obtuvo un concentrado bruto de tungsteno con un contenido medio superior a 20% de WO₃, con recuperaciones de entre 17% y 37%. A partir del concentrado de sulfuro, se obtuvieron un concentrado de molibdeno con un contenido medio de 4,19% de Mo y una recuperación del 67,60%, y un concentrado de bismuto con un contenido medio de 2,78% de Bi y una recuperación del 41,36%. Estos resultados proporcionan el respaldo técnico y las reservas necesarias para la protección, el desarrollo racional y la utilización de los residuos de tungsteno como recursos secundarios.

La mina de tungsteno de Miantuwo es un yacimiento polimetálico en el que predomina el tungsteno y que también contiene cobre, bismuto y molibdeno. Los residuos de separación magnética generados tras el procesamiento del tungsteno (los residuos procedentes de la desulfuración por flotación en mesas y de la separación magnética de la arena de tungsteno en bruto obtenida de las mesas vibratorias del concentrador) contienen Bi 20%, WO₃ 10%–20%, Mo 1,45% y SiO₂ 30%–40%. Los minerales de bismuto se presentan en forma de bismuto nativo, óxido de bismuto, bismutinita y pequeñas cantidades de wittichenita y emplectita, representando el óxido de bismuto el 70%. Los minerales de tungsteno son principalmente wolframita y scheelita. Otros minerales incluyen la calcopirita, la pirita, la molibdenita, la limonita, el cuarzo y el topacio. El examen microscópico muestra que los minerales de tungsteno y bismuto suelen estar entrecruzados; los minerales de tungsteno también se entrecruzan con la calcopirita, la limonita y la ganga. La bismutinita se encuentra a veces encerrada en granos de wolframita, lo que dificulta enormemente su liberación. La distribución granulométrica y el grado de liberación de las muestras de residuos se muestran en las tablas 4-59 y 4-60. Las tablas indican que la fracción de +0,074 mm sigue representando el 75,55% de la muestra, y que los tres minerales principales también se distribuyen principalmente en la fracción de tamaño de +0,074 mm.

Basándose en los resultados de los ensayos por lotes, la planta de concentración adoptó un esquema de proceso combinado de separación por gravedad, flotación e hidrometalurgia (véase la figura 4-43) en la práctica industrial para recuperar de forma integral el tungsteno, el bismuto y el molibdeno de los residuos de la separación magnética. Teniendo en cuenta que los residuos de separación magnética contienen sílice en un rango de 30%–40%, lo que supera con creces la especificación del concentrado de bismuto (<8% de SiO₂), se utiliza primero una mesa vibratoria para la desilicación antes de la recuperación del bismuto. El concentrado de la mesa se tritura y se clasifica, y a continuación se envía a flotación, donde primero se flotan el molibdeno y el sulfuro de bismuto, que flotan fácilmente, seguidos del óxido de bismuto, más difícil de flotar. Para recuperar además los minerales finos de bismuto y las intercrecimientos que contienen bismuto de los residuos de flotación, estos residuos (concentrado bruto de tungsteno) se lixivian a temperatura ambiente, tras lo cual se procede a la cementación para obtener un producto de bismuto apto y el concentrado bruto de tungsteno restante. La práctica de producción demuestra que este proceso produce un concentrado de sulfuro de bismuto con una ley de 36% de Bi y un producto de oxicloruro de bismuto con una ley de 71% de Bi, con una recuperación total de bismuto de hasta el 95%. También se obtiene un concentrado bruto de tungsteno con una ley de 36% de WO₃ y una recuperación del 90%, lo que aumenta la recuperación global de la planta de concentración de tungsteno en 2 puntos porcentuales.

Tabla 4-59 Resultados del análisis del tamaño de las partículas de las muestras de ensayo

Tabla 4-60: Determinación del grado de disociación de los monómeros de la muestra analizada

El grupo KENEX Tungsten Co., Ltd. procesa mineral en bruto procedente de un yacimiento de tungsteno de tipo veta de cuarzo rellena por un sistema hidrotermal de alta temperatura. El principal mineral metálico es la wolframita, acompañada de pirita, scheelita, molibdenita, bismutinita, bismuto nativo, pirrotita, calcopirita, casiterita, galena, esfalerita, arsenopirita, xenotima, etc. Los minerales de ganga son principalmente cuarzo, seguido de feldespato, fluorita, calcita, berilo, apatita, mica, turmalina, etc. En el esquema de procesamiento actual, hay dos tipos de residuos: residuos por gravedad y residuos de lodo fino. Los residuos por gravedad se descartan después de que el mineral apto (tras la clasificación manual) se triture y se someta a separación por gravedad. Estos residuos tienen una densidad de pulpa de aproximadamente 10%, un tamaño de partícula grueso (máximo <1,5 mm) y un bajo contenido en minerales metálicos, estando compuestos principalmente por cuarzo. Los residuos de lodo fino se descartan tras el tratamiento de los lodos primarios y secundarios mediante mesas vibratorias. Tienen un tamaño esencialmente inferior a 0,074 mm, con baja densidad y tamaño de partícula fino. Los resultados del análisis multielemental de ambos residuos se muestran en las tablas 4-61 y 4-62.

Figura 4-43: Proceso integral de recuperación de bismuto y tungsteno

Tabla 4-61: Resultados del análisis multielemental de los residuos de separación por gravedad (fracción másica / %)

Tabla 4-62: Resultados del análisis multielemental de los residuos de lodo fino (fracción másica / %)

Para recuperar de forma eficaz el molibdeno y el bismuto de los residuos de tungsteno, basándose en las propiedades de los residuos de gravedad y de los residuos finos en forma de lodo del diagrama de proceso de enriquecimiento y teniendo en cuenta las condiciones del emplazamiento, la planta de concentración adoptó un proceso de producción que utiliza máquinas de flotación convencionales de tipo XJK para flotar directamente el molibdeno y el bismuto a partir de los residuos de gravedad. El diagrama de flujo del proceso y las condiciones de funcionamiento se muestran en la figura 4-44.

Tras la puesta en marcha de este proceso de recuperación de molibdeno y bismuto, las pruebas preliminares de puesta en marcha revelaron que los índices técnicos cumplían, en líneas generales, con las expectativas fijadas. Las recuperaciones globales por etapa alcanzadas fueron las siguientes:

• Flotación de residuos por gravedad: recuperación total de Mo: 39,831 TP3T; recuperación total de Bi: 30,821 TP3T.
• Flotación de residuos finos de lodo: recuperación total de Mo: 48,041 TP3T; recuperación total de Bi: 40,011 TP3T.
• Recuperaciones totales combinadas tanto de los residuos por gravedad como de los residuos finos en forma de lodo: Mo 41,34%, Bi 32,5%.

A partir de los índices técnicos estimados tras la puesta en marcha, en la tabla 4-63 se muestra la producción prevista de concentrados de molibdeno y bismuto recuperados de los residuos de explotación.

Calculado a precios de mercado de 460 000 RMB/t de molibdeno metálico y 40 000 RMB/t de bismuto metálico, los ingresos anuales por ventas de concentrados de molibdeno y bismuto ascienden a 3 834 680 RMB. El consumo anual de materiales y los costes laborales ascienden a 1 123 700 RMB, lo que genera un beneficio anual de 2 710 980 RMB (impuestos incluidos).

Figura 4-44: Flujo de proceso para la recuperación de molibdeno y bismuto a partir de la separación por gravedad y de los residuos finos de lodos

Condiciones de funcionamiento:

• Densidad de la pulpa de preconcentración de residuos por gravedad: 10,26%
• Densidad de la pulpa de desbaste de los residuos finos de lodo: 8,14%
• Densidad de la pulpa de limpieza a granel: 6,48%
• Densidad de la pulpa en la limpieza de separación: 18,36%

Esquema de reactivos:

• Espumador: Aceite n.º 2, 200 g/t
• Colector combinado: xantato + queroseno, 760 g/t
• Modificador de flotación de separación: Na₂S, 2800 g/t
• Depresor combinado para la flotación de separación: NaCN + CaO, 250 g/t
• Colector de flotación de separación: queroseno, 210 g/t

Valores de pH:

• Desbaste: 8,5
• Limpieza: 9,0
• Separación: 11,5

Equipos de flotación:

• Célula de desbaste de residuos por gravedad: XJK-2.8
• Célula de desbaste para residuos de lodo fino: XJK-0.62
• Celdas de limpieza: XJK-0.35
• Células de separación Mo‑Bi: XJK-0.13
• Depósito de desreactivación (acondicionamiento): depósito de mezcla de 1000 mm de diámetro

Tabla 4-63: Previsión de la producción de concentrado de molibdeno-bismuto en el proyecto de recuperación de molibdeno-bismuto