Um método de beneficiamento para lamas de scheelita e wolframita

Área Técnica
A presente invenção refere-se a um método de beneficiamento para a recuperação dos minerais scheelita e volframita a partir de lamas de scheelita-volframita.

Arte de fundo
A China é rica em recursos de tungstênio, ocupando o primeiro lugar no mundo tanto em reservas quanto em produção. Atualmente, o principal fator que afeta a recuperação geral de tungstênio nas concentradoras de tungstênio é a recuperação dos lodos de tungstênio. Os lodos de tungstênio chineses são caracterizados por alto rendimento, alto teor de metal e tamanho fino das partículas. Geralmente, eles representam 10–15% do minério bruto, com um teor de WO₃ de 0,15–0,5%, e o metal WO₃ nos lodos representa 15–20% do WO₃ total no minério bruto. Nos lodos, a distribuição do WO₃ metálico na fração de –74 μm é de 85–99%, e na fração de –30 μm ultrapassa 60%, mas a separação por gravidade é pouco eficaz para a fração de –30 μm. De acordo com as estatísticas, a recuperação atual dos lamas de scheelita–volframita nas concentradoras é de apenas 20–30%, com um teor de 15–30%. Portanto, melhorar o índice de beneficiamento dos lodos de scheelita–volframita é a chave para aumentar a recuperação geral de tungstênio.

Atualmente, os métodos de beneficiamento para os lodos de scheelita e wolframita incluem: classificação, separação por gravidade, flotação, separação magnética e flotação total.

O método de classificação–gravidade–flotação–separação magnética envolve a classificação em hidrociclones em duas etapas dos lodos de scheelita e wolframita; a fração de +30 μm é submetida a uma concentração preliminar por meio de uma mesa vibratória para lamas, o concentrado da mesa é submetido à flotação para dessulfuração e, em seguida, limpo por mesa vibratória para se obter um concentrado de tungstênio; a fração de –30 μm é submetida a concentração preliminar por centrífuga, limpeza por canal de correia oscilante e, após dessulfuração por flotação e separação magnética, obtém-se um concentrado de tungstênio de baixo teor. A desvantagem desse método é que os produtos de tungstênio não alcançam a separação entre volframita e scheelita, e o produto de tungstênio de baixo teor contém tanto volframita quanto scheelita. Esse método não apenas apresenta um fluxograma complexo, diversos tipos de equipamentos, altos requisitos de precisão e baixa adaptabilidade à produção industrial, como também resulta em baixa recuperação dos lodos de scheelita e volframita.

O método de flotação total submete diretamente à flotação os lodos de scheelita e wolframita. Após a remoção dos minerais sulfurosos, é realizada a flotação em massa da scheelita e da wolframita. O concentrado bruto é então submetido ao processo de Petrov para limpeza e separação, a fim de se obter um concentrado de scheelita e um concentrado de wolframita. Esse método possui um fluxograma simples, mas, como o tungstênio metálico na fração de –30 μm representa mais de 60% dos lodos, e os lodos contêm 30–45% de minerais ganguosos facilmente flutuáveis, como mica, calcita, fluorita e caulinita, a flotação em massa sofre com uma grande carga de circulação, baixo teor do concentrado, grande volume de alimentação para limpeza e alto consumo de reagentes.

A patente chinesa nº 200410051961.1 divulga um método de beneficiamento para minérios de scheelita e volframita. Nesse método, o minério bruto, que normalmente contém 0,2–2,0% de WO₃ com uma proporção de scheelita para wolframita de 1:9 a 9:1, é triturado e moído; em seguida, é submetido a uma separação magnética de baixa intensidade para remover minerais de ferro e a uma flotação para remover minerais sulfurosos. Aos rejeitos, são adicionadas certas quantidades de ácido benzohidroxâmico e sabão de ácido oleico sulfatado ou sabão de óleo de tal, como coletores, e silicato de sódio e sulfato de alumínio como reguladores combinados, para a flotação em massa da scheelita e da wolframita. O concentrado em massa é submetido a uma limpeza por aquecimento para se obter um concentrado de scheelita, e os rejeitos da limpeza por aquecimento são processados por separação gravitacional em mesa vibratória e flotação de lodo de tungstênio para se obter, respectivamente, um concentrado de wolframita e um concentrado de lodo de tungstênio. Esse método é abreviado como método GY. Quando esse método é utilizado para a flotação em massa de scheelita e volframita, o concentrado bruto apresenta um teor de WO₃ semelhante, mas uma recuperação relativamente baixa.

Resumo da invenção
O objetivo da presente invenção é proporcionar um método de beneficiamento que permita uma boa separação das lamas de scheelita e wolframita, alto teor e alta recuperação do concentrado a granel, além de baixo custo com reagentes.

O método de beneficiamento da presente invenção compreende, sequencialmente, as seguintes etapas:

1. Deslimagem por gravidade: Os lodos de scheelita e wolframita são submetidos a processos de desbaste, limpeza e separação para se obter um concentrado por gravidade e um rejeito por gravidade.
2. Flotação de sulfetos: O concentrado por gravidade é espessado até atingir uma concentração de sólidos de 30–45%, e é realizada a flotação de sulfetos para se obter um concentrado de enxofre e um rejeito de flotação de sulfetos.
3. Flotação em massa de scheelita e volframita: Com base em cada tonelada de polpa de alimentação, são adicionados aos rejeitos da flotação por sulfeto os seguintes reguladores: carbonato de sódio 100–500 g, silicato de sódio 500–5000 g, sulfato de alumínio 100–2.000 g e nitrato de chumbo 50–1.000 g, com agitação por 1–10 minutos; em seguida, adiciona-se o coletor — sabão de ácido oleico sulfatado — na quantidade de 50–500 g, com agitação por 1–10 minutos. Após uma etapa de descarte, 2 a 3 etapas de limpeza e 2 a 3 etapas de purificação, obtêm-se um concentrado de flotação a granel de scheelita-wolframita e um rejeito de flotação a granel. Utilizam-se 50–85% do sabão de ácido oleico sulfatado na fase de desbaste e 15–50% na fase de purificação.

As características da presente invenção são: o fluxograma para a recuperação de lamas de scheelita-wolframita é simples, o processo de flotação em massa é estável, a recuperação de tungstênio é elevada, o custo dos reagentes é baixo, os reagentes utilizados são ecologicamente corretos e a água dos rejeitos pode ser tratada de forma simples com cal para atender aos requisitos de descarga.

Breve descrição do desenho
A Figura 1 é um fluxograma do método de beneficiamento para lamas de scheelita–wolframita, de acordo com a presente invenção.

Descrição detalhada das formas de realização
Lamas de scheelita–wolframita contendo WO₃ 0,10–0,50%, molibdênio de 0,013 a 0,50%, bismuto de 0,03 a 0,60%, com uma distribuição de metal WO₃ na fração de –30 μm igual ou superior a 60%, são submetidos à deslimagem por gravidade. A deslimagem por gravidade consiste em três etapas: uma de deslimagem preliminar, uma de limpeza e uma de recuperação. O concentrado da centrífuga de deslimagem preliminar entra na centrífuga de limpeza; os rejeitos da centrífuga de limpeza são devolvidos à centrífuga de deslimagem preliminar; os rejeitos da centrífuga de deslimagem preliminar entram no recuperador da mesa vibratória. O concentrado da mesa vibratória de recuperação é combinado com o concentrado da centrífuga de limpeza para formar o concentrado por gravidade, que apresenta WO₃ ≥1,5% e uma recuperação ≥80%. O concentrado por gravidade é espessado em um espessador até atingir uma concentração de sólidos de 30–45% e, em seguida, entra na flotação de sulfeto para obter um concentrado de enxofre e um rejeito da flotação de sulfeto. Com base em cada tonelada de alimentação de lodo, são adicionados aos rejeitos da flotação de sulfeto os reguladores carbonato de sódio 100–500 g, silicato de sódio 500–5.000 g, sulfato de alumínio 100–2.000 g e nitrato de chumbo 50–1.000 g, com agitação por 1–10 minutos; em seguida, adiciona-se o coletor sabão de ácido oleico sulfatado 50–500 g, com agitação por 1–10 minutos. Após um estágio de desbaste, 2 a 4 estágios de limpeza e 2 a 3 estágios de purificação, obtêm-se um concentrado de flotação a granel de scheelita–volframita com WO₃ 8–20% e um rejeito de flotação a granel. Utilizam-se 50–85% de sabão de ácido oleico sulfatado na etapa de desbaste e 15–50% na etapa de remoção. O concentrado de flotação em massa é submetido à limpeza aquecida para se obter um concentrado de scheelita, e os rejeitos da limpeza aquecida são processados por separação gravitacional em mesa vibratória para se obter um concentrado de wolframita.

Exemplo 1
O lodo de scheelita–volframita continha WO₃ 0,37%, com uma distribuição de WO₃ metálico na fração de –30 μm de 67% e uma relação scheelita/volframita de 6:4. A polpa foi deslamada por gravidade, e o concentrado de gravidade foi espessado até 35% de sólidos e, em seguida, submetido à flotação de sulfeto. Ao rejeito da flotação por sulfeto, foram adicionados os reguladores carbonato de sódio, silicato de sódio, sulfato de alumínio e nitrato de chumbo, de acordo com o esquema de reagentes da Tabela 1, com agitação por 8 minutos; em seguida, foi adicionado o coletor sabão de ácido oleico sulfatado e agitado por 6 minutos. A flotação em massa foi realizada com uma etapa de pré-separação, duas de limpeza e duas de recuperação, resultando em um concentrado de flotação em massa contendo WO₃ 8,29% com uma recuperação de 75,58%.

Exemplo 2
O lodo de scheelita–volframita continha 0,3% de WO₃, com uma distribuição de metal WO₃ na fração de –30 μm de 73% e uma proporção de scheelita para volframita de 6:4. O lodo foi deslimado por gravidade, e o concentrado por gravidade foi espessado até 33% de sólidos e, em seguida, submetido à flotação de sulfeto. Ao rejeito da flotação de sulfeto, foram adicionados os reguladores carbonato de sódio, silicato de sódio, sulfato de alumínio e nitrato de chumbo, de acordo com o esquema de reagentes da Tabela 1, com agitação por 6 minutos; em seguida, foi adicionado o coletor sabão de ácido oleico sulfatado e agitado por 7 minutos. A flotação em massa foi realizada com uma etapa de pré-flotação, três de limpeza e duas de remoção de resíduos, produzindo um concentrado de flotação em massa contendo WO₃ 15,13% com uma recuperação de 77,59%.

Exemplo 3
A polpa de scheelita–wolframita continha WO₃ 0,21%, com uma distribuição de metal WO₃ na fração de –30 μm de 81% e uma relação scheelita/wolframita de 5:4. A polpa foi inicialmente deslimada por gravidade, e o concentrado de gravidade foi espessado até 30% de sólidos e, em seguida, submetido à flotação por sulfeto. Ao rejeito da flotação por sulfeto, foram adicionados os reguladores carbonato de sódio, silicato de sódio, sulfato de alumínio e nitrato de chumbo, de acordo com o esquema de reagentes da Tabela 1, com agitação por 10 minutos; em seguida, foi adicionado o coletor sabão de ácido oleico sulfatado e agitado por 5 minutos. A flotação em massa foi realizada com uma etapa de desbaste, duas de purga e duas de limpeza, produzindo um concentrado de flotação em massa contendo WO₃ 10,63% com uma recuperação de 73,60%.

Conforme pode ser observado na Tabela 1, para três amostras diferentes de lodo de scheelita–wolframita contendo 0,10–0,50% de WO₃, com uma distribuição de metal WO₃ na fração de –30 μm ≥60% e uma relação scheelita/wolframita de 5:4 a 6:4, utilizando o método da presente invenção, obteve-se um concentrado de flotação em massa com WO₃ de 8 a 20% e uma recuperação ≥70%.

Quando os lodos de scheelita–wolframita foram deslamados por gravidade, e o concentrado de gravidade foi espessado até atingir 30–33% de sólidos e, em seguida, submetido à flotação de sulfeto, e o método GY foi aplicado aos rejeitos da flotação de sulfeto para a flotação em massa, obteve-se um concentrado de flotação em massa com WO₃ de 8–20%, mas com uma recuperação de apenas 50–60%. No método de flotação total, as lamas de scheelita–volframita foram submetidas diretamente à flotação de sulfeto e, em seguida, os rejeitos da flotação de sulfeto foram submetidos à flotação em massa utilizando o esquema de reagentes do Exemplo 1 (Tabela 1) com carbonato de sódio, silicato de sódio, sulfato de alumínio e nitrato de chumbo, sendo a mistura agitada por 10 minutos, seguida pela adição do coletor e agitação por 5 minutos. O concentrado em massa resultante continha apenas cerca de WO₃ 2,73%, com uma recuperação de 79,1%.

A presente invenção é aplicável a lamas de scheelita-wolframita contendo 0,10–0,50% de WO₃, com uma distribuição de WO₃ metálico na fração de –30 μm igual ou superior a 60%.

Esquemas de reagentes e resultados dos testes para os Exemplos 1 a 3

Não são adicionados reagentes na segunda etapa de limpeza do Exemplo 1;

Não são adicionados reagentes na terceira etapa de limpeza do Exemplo 2.