低品位復(fù)雜難處理鎢礦選—冶聯(lián)合新工藝構(gòu)建與技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型研究一、引言1.1研究背景與意義鎢作為一種重要的戰(zhàn)略金屬，以其高熔點(diǎn)、高硬度、高耐磨性以及良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性等特性，在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用。從航空航天、電子信息到機(jī)械制造、軍事工業(yè)等領(lǐng)域，鎢及其制品廣泛應(yīng)用，是制造硬質(zhì)合金、特種鋼、鎢絲等關(guān)鍵產(chǎn)品的核心原料，被譽(yù)為“工業(yè)的牙齒”。全球范圍內(nèi)，鎢資源分布不均，主要集中在中國(guó)、俄羅斯、加拿大等少數(shù)國(guó)家。中國(guó)是鎢礦資源最為豐富的國(guó)家，儲(chǔ)量居世界首位，且開(kāi)采歷史悠久，產(chǎn)量長(zhǎng)期位居世界前列。然而，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對(duì)鎢資源的需求與日俱增，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期高強(qiáng)度的開(kāi)采，相對(duì)易選的黑鎢礦資源急劇減少，幾近殆盡。當(dāng)前，占鎢儲(chǔ)量60%以上的難選白鎢礦和黑白鎢共生礦成為主要的開(kāi)發(fā)對(duì)象，但這類低品位復(fù)雜難處理鎢礦的開(kāi)發(fā)利用面臨諸多挑戰(zhàn)。低品位復(fù)雜難處理鎢礦通常具有礦物種類繁多、原礦品位低的特點(diǎn)，且白鎢礦常與表面性質(zhì)相近的含鈣脈石致密共生，使得有效分選成為世界性選礦難題。在選礦過(guò)程中，傳統(tǒng)的單一選礦工藝難以實(shí)現(xiàn)鎢礦物與脈石礦物的高效分離，導(dǎo)致鎢精礦品位和回收率較低，大量的鎢資源被浪費(fèi)在尾礦中。在冶煉環(huán)節(jié)，由于礦石成分復(fù)雜，雜質(zhì)含量高，會(huì)對(duì)冶煉工藝和產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，增加冶煉成本和難度，還可能造成環(huán)境污染。因此，開(kāi)發(fā)低品位復(fù)雜難處理鎢礦選-冶聯(lián)合新工藝具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義。一方面，這有助于提高鎢資源的綜合利用率，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，緩解我國(guó)鎢資源短缺的壓力，保障國(guó)家戰(zhàn)略資源安全。另一方面，新工藝的應(yīng)用能夠降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)鎢產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，選-冶聯(lián)合新工藝的研發(fā)也將促進(jìn)相關(guān)學(xué)科和技術(shù)的交叉融合，推動(dòng)礦物加工工程、冶金工程等學(xué)科的發(fā)展，為解決其他復(fù)雜難處理礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用提供有益的借鑒和參考。此外，構(gòu)建科學(xué)合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型對(duì)選-冶聯(lián)合新工藝進(jìn)行全面、系統(tǒng)的評(píng)估同樣不可或缺。通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，可以對(duì)新工藝的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性、環(huán)境友好性等方面進(jìn)行量化分析，為工藝的優(yōu)化改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)，幫助企業(yè)決策者做出正確的投資決策。準(zhǔn)確的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)還能夠引導(dǎo)資源的合理配置，促進(jìn)新技術(shù)的推廣應(yīng)用，推動(dòng)整個(gè)鎢行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1低品位復(fù)雜難處理鎢礦選礦工藝研究現(xiàn)狀在選礦工藝方面，國(guó)內(nèi)外針對(duì)低品位復(fù)雜難處理鎢礦開(kāi)展了大量研究。早期，重選是鎢礦選礦的主要方法，利用鎢礦物與脈石礦物的密度差異進(jìn)行分離，像搖床、跳汰機(jī)等重選設(shè)備在鎢礦選礦中應(yīng)用廣泛。但重選法對(duì)細(xì)粒級(jí)鎢礦物的回收效果欠佳，隨著鎢礦資源的不斷開(kāi)采，礦石品位逐漸降低，粒度變細(xì)，重選法的局限性愈發(fā)明顯。浮選法的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了鎢礦選礦技術(shù)的發(fā)展。對(duì)于白鎢礦浮選，傳統(tǒng)的加溫浮選工藝曾占據(jù)主導(dǎo)地位。該工藝通過(guò)添加大量的水玻璃等抑制劑，在高溫條件下實(shí)現(xiàn)白鎢礦與脈石礦物的分離。但加溫浮選存在能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題。近年來(lái)，常溫浮選工藝成為研究熱點(diǎn)，眾多學(xué)者致力于研發(fā)新型捕收劑和抑制劑，以實(shí)現(xiàn)白鎢礦在常溫下的高效浮選。例如，一些新型螯合捕收劑和組合抑制劑的應(yīng)用，有效提高了白鎢礦的浮選指標(biāo)，降低了選礦成本和環(huán)境污染。對(duì)于黑鎢礦，重、浮、磁聯(lián)合工藝流程逐漸成為主流。利用重選回收粗粒黑鎢礦，浮選回收細(xì)粒黑鎢礦，磁選分離磁性礦物，該聯(lián)合工藝能充分發(fā)揮各種選礦方法的優(yōu)勢(shì)，提高黑鎢礦的回收率和精礦品位。在黑鎢礦細(xì)泥的回收方面，高梯度磁選機(jī)和離心機(jī)等高效設(shè)備的應(yīng)用，顯著改善了細(xì)泥的選礦效果。針對(duì)黑白鎢共生礦，由于其礦物組成復(fù)雜，分離難度大，多種聯(lián)合選礦工藝被提出。如“強(qiáng)磁分流—黑白鎢分開(kāi)浮選新工藝”，基于對(duì)黑鎢礦和白鎢礦磁性、浮選動(dòng)力學(xué)特性的研究，建立分流分速模型，實(shí)現(xiàn)了黑白鎢礦的高效分離。此外，還有重選-浮選聯(lián)合、浮選-磁選聯(lián)合等工藝，通過(guò)不同選礦方法的優(yōu)化組合，提高了黑白鎢共生礦的綜合回收指標(biāo)。1.2.2低品位復(fù)雜難處理鎢礦冶煉工藝研究現(xiàn)狀在冶煉工藝領(lǐng)域，火法冶煉和濕法冶煉是鎢礦冶煉的兩大主要方法。火法冶煉歷史悠久，主要包括還原熔煉和氧化精煉等過(guò)程。傳統(tǒng)的火法冶煉工藝對(duì)礦石品位要求較高，且能耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重。隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格和低品位復(fù)雜難處理鎢礦的大量開(kāi)發(fā)，火法冶煉工藝逐漸暴露出其局限性。濕法冶煉工藝在近年來(lái)得到了廣泛關(guān)注和深入研究。對(duì)于白鎢礦，“磷酸鈉-氟化鈣-氫氧化鈉協(xié)同分解”“相轉(zhuǎn)移-平衡態(tài)高效持續(xù)浸出”“酸-堿聯(lián)合冶煉”等浸出技術(shù)取得了顯著進(jìn)展。這些技術(shù)能夠有效分解低品位白鎢礦，提高鎢的浸出率，降低生產(chǎn)成本。在凈化和分離方面，研發(fā)出了“除去鎢酸銨溶液中微量磷”“濃鎢酸鈉溶液除氟”“基于鑭鹽循環(huán)和氟利用的鎢冶煉廢水除氟”等技術(shù)，解決了鎢冶煉過(guò)程中的雜質(zhì)去除和廢水處理難題，實(shí)現(xiàn)了鎢冶煉的綠色環(huán)保生產(chǎn)。針對(duì)黑鎢礦，黑鎢壓煮-凈化除雜-萃取-蒸發(fā)結(jié)晶生產(chǎn)仲鎢酸銨（APT）的萃取工藝以及離子交換工藝已相當(dāng)成熟。離子交換工藝由于具有工藝流程短、金屬收率高、輔材用量少、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，成為我國(guó)APT生產(chǎn)的主流工藝。通過(guò)不斷優(yōu)化工藝參數(shù)和設(shè)備，離子交換工藝在處理低品位復(fù)雜難處理黑鎢礦方面也展現(xiàn)出良好的適應(yīng)性。在黑白鎢混合礦冶煉方面，隨著強(qiáng)堿性陰離子交換除雜-轉(zhuǎn)型技術(shù)以及鎢礦物分解等關(guān)鍵技術(shù)的突破，實(shí)現(xiàn)了黑白鎢礦單一冶煉工藝向混合冶煉工藝的轉(zhuǎn)變?；旌弦睙捁に嚹軌虺浞掷煤诎祖u礦資源，提高資源綜合利用率，降低生產(chǎn)成本。1.2.3低品位復(fù)雜難處理鎢礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型研究現(xiàn)狀技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型是評(píng)估低品位復(fù)雜難處理鎢礦選-冶聯(lián)合新工藝可行性和經(jīng)濟(jì)效益的重要工具。早期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)主要采用簡(jiǎn)單的成本效益分析方法，通過(guò)計(jì)算選礦和冶煉過(guò)程中的成本和收益，初步評(píng)估工藝的經(jīng)濟(jì)性。但這種方法過(guò)于簡(jiǎn)單，無(wú)法全面考慮工藝的技術(shù)可行性、環(huán)境影響、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)等因素。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)模型的發(fā)展，越來(lái)越多的復(fù)雜模型被應(yīng)用于鎢礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。如基于凈現(xiàn)值（NPV）、內(nèi)部收益率（IRR）等指標(biāo)的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型，能夠考慮資金的時(shí)間價(jià)值，更準(zhǔn)確地評(píng)估工藝的經(jīng)濟(jì)效益。層次分析法（AHP）、模糊綜合評(píng)價(jià)法等多因素評(píng)價(jià)方法也被引入，用于綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等多方面因素對(duì)工藝的影響。這些方法通過(guò)建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)不同因素進(jìn)行量化分析，為工藝的評(píng)價(jià)和決策提供了更全面、科學(xué)的依據(jù)。一些學(xué)者還利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)鎢礦選-冶聯(lián)合工藝的整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行模擬和分析，考慮系統(tǒng)內(nèi)各因素之間的相互關(guān)系和動(dòng)態(tài)變化，預(yù)測(cè)工藝在不同條件下的運(yùn)行效果和經(jīng)濟(jì)效益。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)也開(kāi)始應(yīng)用于鎢礦資源評(píng)價(jià)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，通過(guò)對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)、地理信息進(jìn)行分析，優(yōu)化礦山布局和資源開(kāi)發(fā)方案，提高資源開(kāi)發(fā)的整體效益。1.2.4當(dāng)前研究存在的不足盡管國(guó)內(nèi)外在低品位復(fù)雜難處理鎢礦選-冶工藝及技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型方面取得了一定的研究成果，但仍存在一些不足之處。在選礦工藝方面，雖然新型浮選藥劑和聯(lián)合選礦工藝不斷涌現(xiàn)，但對(duì)于某些極其復(fù)雜的鎢礦，如含有多種伴生元素且嵌布粒度極細(xì)的鎢礦，現(xiàn)有的選礦工藝仍難以實(shí)現(xiàn)高效分離，鎢精礦的品位和回收率有待進(jìn)一步提高。此外，選礦設(shè)備的大型化、智能化程度還不夠高，制約了選礦效率的提升和生產(chǎn)成本的降低。在冶煉工藝方面，部分濕法冶煉工藝雖然在技術(shù)上取得了突破，但在工業(yè)化應(yīng)用過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，如設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、生產(chǎn)穩(wěn)定性差等。同時(shí)，對(duì)于低品位復(fù)雜難處理鎢礦冶煉過(guò)程中的資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究，實(shí)現(xiàn)鎢礦資源的綠色、可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用。在技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型方面，現(xiàn)有的模型大多側(cè)重于單一工藝或某幾個(gè)因素的分析，缺乏對(duì)選-冶聯(lián)合新工藝全流程、多因素的綜合動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。模型中的一些參數(shù)往往基于假設(shè)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，與實(shí)際生產(chǎn)情況存在一定偏差，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性受到影響。此外，市場(chǎng)環(huán)境、政策法規(guī)等外部因素的動(dòng)態(tài)變化對(duì)鎢礦選-冶工藝的影響在現(xiàn)有模型中考慮不足，難以滿足企業(yè)在復(fù)雜多變的市場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行決策的需求。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本研究旨在開(kāi)發(fā)低品位復(fù)雜難處理鎢礦選-冶聯(lián)合新工藝，并構(gòu)建技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型對(duì)其進(jìn)行全面評(píng)估，具體研究?jī)?nèi)容如下：低品位復(fù)雜難處理鎢礦選-冶聯(lián)合新工藝研發(fā)：針對(duì)低品位復(fù)雜難處理鎢礦的特性，深入研究選礦與冶煉各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)工藝優(yōu)化與創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)出高效、節(jié)能、環(huán)保的選-冶聯(lián)合新工藝，實(shí)現(xiàn)鎢礦物的高效回收和綜合利用。在選礦環(huán)節(jié)，研究新型浮選藥劑和聯(lián)合選礦工藝，提高鎢礦物與脈石礦物的分離效率；在冶煉環(huán)節(jié)，探索新的冶煉方法和技術(shù)，降低能耗和環(huán)境污染，提高鎢的冶煉回收率和產(chǎn)品質(zhì)量。選-冶聯(lián)合新工藝的作用機(jī)理分析：運(yùn)用現(xiàn)代分析測(cè)試手段，如掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）等，對(duì)選-冶聯(lián)合新工藝中各階段的礦物組成、結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)等進(jìn)行深入分析，揭示新工藝的作用機(jī)理，為工藝的進(jìn)一步優(yōu)化提供理論依據(jù)。分析新型浮選藥劑與鎢礦物及脈石礦物之間的相互作用機(jī)制，探究冶煉過(guò)程中鎢礦物的分解和轉(zhuǎn)化規(guī)律。低品位復(fù)雜難處理鎢礦選-冶聯(lián)合新工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型構(gòu)建：綜合考慮工藝的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性、環(huán)境友好性以及市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)等因素，構(gòu)建科學(xué)合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型。確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括鎢精礦品位、回收率、生產(chǎn)成本、投資回報(bào)率、環(huán)境影響指標(biāo)等；選擇合適的評(píng)價(jià)方法，如層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、凈現(xiàn)值法等，對(duì)選-冶聯(lián)合新工藝進(jìn)行全面、系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。通過(guò)模型分析，找出影響工藝效益的關(guān)鍵因素，為工藝的優(yōu)化和決策提供科學(xué)依據(jù)。案例驗(yàn)證與應(yīng)用推廣：選取典型的低品位復(fù)雜難處理鎢礦礦山作為案例，將研發(fā)的選-冶聯(lián)合新工藝進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證，收集實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行校準(zhǔn)和完善。根據(jù)案例驗(yàn)證結(jié)果，提出選-冶聯(lián)合新工藝的應(yīng)用推廣策略和建議，為鎢礦行業(yè)的技術(shù)升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展提供實(shí)踐參考。分析新工藝在實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，提出相應(yīng)的解決方案，推動(dòng)新工藝的廣泛應(yīng)用。1.3.2研究方法本研究將綜合運(yùn)用多種研究方法，確保研究的科學(xué)性、全面性和可靠性，具體方法如下：實(shí)驗(yàn)研究法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)，對(duì)低品位復(fù)雜難處理鎢礦的選礦和冶煉工藝進(jìn)行研究。在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中，采用單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)等方法，優(yōu)化工藝參數(shù)，篩選新型藥劑和設(shè)備；在工業(yè)試驗(yàn)中，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室研究成果的可行性和可靠性，收集實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為工藝的優(yōu)化和技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)提供依據(jù)。理論分析法：運(yùn)用礦物學(xué)、物理化學(xué)、冶金原理等相關(guān)理論，對(duì)選-冶聯(lián)合新工藝的作用機(jī)理進(jìn)行深入分析。通過(guò)理論計(jì)算和模擬，預(yù)測(cè)工藝過(guò)程中的各種現(xiàn)象和參數(shù)變化，為工藝的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。案例分析法：選取具有代表性的低品位復(fù)雜難處理鎢礦礦山作為案例，對(duì)其原礦性質(zhì)、現(xiàn)有工藝、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研和分析。通過(guò)對(duì)比新工藝與現(xiàn)有工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，驗(yàn)證新工藝的優(yōu)越性和可行性，為新工藝的推廣應(yīng)用提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。文獻(xiàn)研究法：廣泛查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解低品位復(fù)雜難處理鎢礦選-冶工藝及技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)已有研究成果和不足，為本研究提供理論基礎(chǔ)和研究思路。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析法：對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和案例調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，運(yùn)用數(shù)據(jù)分析軟件，如SPSS、Excel等，建立數(shù)據(jù)模型，挖掘數(shù)據(jù)背后的規(guī)律和關(guān)系，為研究結(jié)論的得出和技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建提供數(shù)據(jù)支持。二、低品位復(fù)雜難處理鎢礦特性分析2.1鎢礦資源概述鎢礦作為一種重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，在全球礦產(chǎn)資源格局中占據(jù)著舉足輕重的地位。其儲(chǔ)量、分布、生產(chǎn)與消費(fèi)情況不僅影響著鎢礦行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，也對(duì)全球工業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。從儲(chǔ)量方面來(lái)看，根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）的數(shù)據(jù)，2023年全球已探測(cè)到的鎢儲(chǔ)量達(dá)到440萬(wàn)金屬噸。中國(guó)作為鎢礦資源最為豐富的國(guó)家，儲(chǔ)量高達(dá)230萬(wàn)金屬噸，占全球總儲(chǔ)量的52.27%，位居世界首位。澳大利亞和俄羅斯的鎢儲(chǔ)量分別占全球的13%和9%，位列第二和第三。越南、西班牙等國(guó)家也擁有一定量的鎢礦資源，但占比較小。全球鎢礦儲(chǔ)量的這種分布格局，使得中國(guó)在全球鎢礦資源供應(yīng)中扮演著關(guān)鍵角色。在分布上，全球鎢礦資源分布不均。除南極洲外，其他各大洲均有鎢礦資源分布，但主要集中在少數(shù)國(guó)家和地區(qū)。中國(guó)的鎢礦儲(chǔ)量相對(duì)集中，主要分布在江西、云南、湖南、廣東、廣西等地。其中，江西省被譽(yù)為“世界鎢都”，其鎢礦儲(chǔ)量占全國(guó)已探明儲(chǔ)量的一半以上，著名的大余西華山鎢礦、德興銀山鉛鋅銅鎢礦等都位于江西。湖南的柿竹園多金屬礦也是世界聞名的特大型鎢鉬鉍多金屬礦床，該礦床以鎢、鉍為主，伴生有鉬、螢石、石榴石、鐵等多種元素，礦石中有用礦物種類多、嵌布粒度細(xì)、共生關(guān)系復(fù)雜。云南的都龍鎢鋅多金屬礦同樣是重要的鎢礦產(chǎn)地，其礦石類型復(fù)雜，鎢礦物與其他金屬礦物緊密共生，給選礦帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。在生產(chǎn)方面，中國(guó)不僅是鎢礦儲(chǔ)量大國(guó)，也是生產(chǎn)大國(guó)。2023年，全球鎢產(chǎn)量預(yù)計(jì)7.8萬(wàn)噸，其中中國(guó)產(chǎn)量最高，為63000噸，占全球總產(chǎn)量的80.77%。中國(guó)的鎢礦生產(chǎn)歷史悠久，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了較為完善的采選冶產(chǎn)業(yè)鏈。除中國(guó)外，越南、俄羅斯等國(guó)家也是重要的鎢礦生產(chǎn)國(guó)。近年來(lái)，隨著全球?qū)︽u礦需求的不斷增長(zhǎng)，一些新興產(chǎn)地的鎢礦產(chǎn)量也在逐漸增加，如越南等國(guó)的鎢礦產(chǎn)量增長(zhǎng)較快。然而，由于這些新興產(chǎn)地的產(chǎn)能受限，對(duì)全球鎢礦市場(chǎng)的供應(yīng)格局影響有限。從消費(fèi)角度分析，全球鎢消費(fèi)呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，增長(zhǎng)主要來(lái)自于中國(guó)。全球鎢消費(fèi)主要集中在中國(guó)、歐盟、美國(guó)和日本，合計(jì)占比超過(guò)90%。近年來(lái)，全世界每年消費(fèi)鎢金屬約9-12萬(wàn)噸，折合消費(fèi)鎢精礦約18-24萬(wàn)噸。鎢在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，主要用于硬質(zhì)合金和鎢特鋼的生產(chǎn)，合計(jì)占比約78%。在硬質(zhì)合金領(lǐng)域，鎢被用于制造切削工具、礦用工具等，其高硬度和耐磨性使得硬質(zhì)合金在工業(yè)加工中具有出色的性能。在電子工業(yè)中，鎢絲常用于燈泡、電子管等產(chǎn)品中，利用其高熔點(diǎn)和良好的導(dǎo)電性，確保產(chǎn)品在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作。在航空航天、軍工等高科技領(lǐng)域，鎢合金被用于制造穿甲彈、導(dǎo)彈零部件、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等關(guān)鍵部件，其優(yōu)異的性能為這些領(lǐng)域的發(fā)展提供了重要支撐。隨著新能源汽車、半導(dǎo)體等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)鎢制品的需求也在不斷增加，進(jìn)一步推動(dòng)了全球鎢礦消費(fèi)的增長(zhǎng)。2.2低品位復(fù)雜難處理鎢礦的特點(diǎn)低品位復(fù)雜難處理鎢礦，作為當(dāng)前鎢礦資源開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)對(duì)象，其特性顯著，對(duì)選礦和冶煉工藝提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。這類礦石的品位通常較低，一般來(lái)說(shuō)，白鎢礦原礦品位在0.5%-1.5%之間，黑白鎢共生礦原礦品位在1%-2%之間，相較于易選鎢礦，其開(kāi)采和利用的難度大幅增加。例如，云南文山都龍低品位鎢礦，其WO?品位僅為0.98%，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中面臨著諸多難題。在成分方面，低品位復(fù)雜難處理鎢礦成分極為復(fù)雜。礦石中不僅含有多種鎢礦物，如白鎢礦（CaWO?）、黑鎢礦（(Fe,Mn)WO?）等，還伴生有大量的其他金屬礦物和非金屬礦物。以柿竹園多金屬礦為例，該礦是以鎢、鉍為主，伴生有鉬、螢石、石榴石、鐵（磁鐵礦、磁黃鐵礦）等多種礦物。其中，金屬礦物除了白鎢礦、黑鎢礦外，還有輝鉍礦、輝鉬礦、黃鐵礦、磁鐵礦、錫石、黃銅礦等；非金屬礦物則有螢石、石榴石、方解石、石英、角閃石、綠泥石和云母等。如此復(fù)雜的成分，使得在選礦和冶煉過(guò)程中，需要考慮多種礦物之間的相互影響，增加了工藝的復(fù)雜性。從嵌布粒度來(lái)看，這類鎢礦中的鎢礦物嵌布粒度普遍較細(xì)。部分白鎢礦和黑鎢礦的粒度甚至小于0.074mm，需要細(xì)磨才能實(shí)現(xiàn)單體解離。細(xì)粒嵌布的特性使得在選礦過(guò)程中，難以通過(guò)常規(guī)的物理選礦方法實(shí)現(xiàn)高效分離。因?yàn)榧?xì)粒礦物在重選過(guò)程中，由于沉降速度慢，與脈石礦物的分離效果不佳；在浮選過(guò)程中，細(xì)粒礦物的比表面積大，表面能高，容易受到礦漿中各種離子的影響，導(dǎo)致浮選選擇性降低。鎢礦中鎢礦物與其他礦物的共生關(guān)系也十分復(fù)雜。白鎢礦常與表面性質(zhì)相近的含鈣脈石，如螢石、方解石、石榴石等致密共生。這些含鈣脈石礦物與白鎢礦的晶體結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)相似，在浮選過(guò)程中，很難通過(guò)常規(guī)的浮選藥劑實(shí)現(xiàn)有效分離。黑鎢礦與其他金屬礦物，如錫石、黃銅礦等也緊密共生，進(jìn)一步增加了選礦的難度。在冶煉環(huán)節(jié)，復(fù)雜的共生關(guān)系會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)元素的引入，影響鎢產(chǎn)品的質(zhì)量和冶煉效率。此外，低品位復(fù)雜難處理鎢礦中還可能含有一些有害元素，如砷、硫等。這些有害元素在選礦和冶煉過(guò)程中，如果不能有效去除，不僅會(huì)影響鎢精礦的質(zhì)量，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。在冶煉過(guò)程中，砷、硫等元素會(huì)與鎢一起進(jìn)入產(chǎn)品中，降低產(chǎn)品的純度和性能；在排放的廢氣、廢水中，這些有害元素也會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生危害。2.3典型低品位復(fù)雜難處理鎢礦案例分析柿竹園多金屬礦作為典型的低品位復(fù)雜難處理鎢礦，對(duì)其進(jìn)行深入剖析，有助于全面了解此類鎢礦的特性，為后續(xù)選-冶聯(lián)合新工藝的研發(fā)提供有力依據(jù)。該礦位于湖南省郴州市蘇仙區(qū)境內(nèi)，是一個(gè)以鎢、鉍為主，伴生有鉬、螢石、石榴石、鐵（磁鐵礦、磁黃鐵礦）等的特大型接觸交代矽卡巖礦床，工業(yè)類型屬云英巖-矽卡巖復(fù)合型鎢鉬鉍多金屬礦床。礦體賦存于花崗巖與中、上泥盆統(tǒng)灰?guī)r接觸帶附近的矽卡巖、大理巖中，根據(jù)礦體的產(chǎn)狀、礦石特點(diǎn)及巖石類型，礦體分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四個(gè)礦帶，各帶之間多呈漸變過(guò)渡狀態(tài)，其中Ⅲ礦帶是富礦帶，也是前期生產(chǎn)和科研的主要對(duì)象。從礦物組成來(lái)看，柿竹園多金屬礦的礦物種類繁多。金屬礦物中，除了白鎢礦、黑鎢礦這兩種主要的鎢礦物外，還有輝鉍礦、自然鉍、鉍華、斜方輝鉛鉍礦、輝鉬礦、鉬華、黃鐵礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦、錫石、黃銅礦等。非金屬礦物則包含螢石、石榴石、方解石、石英、角閃石、綠泥石和云母等。如此豐富的礦物組成，使得礦石成分極為復(fù)雜，增加了選礦和冶煉的難度。在結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面，礦石構(gòu)造有自形-半自形粒狀、交代假象、交代殘存、溶蝕、固液體分離、壓碎等；礦石結(jié)構(gòu)中主要有浸染狀、網(wǎng)狀、條帶狀、塊狀等。這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，使得鎢礦物與其他礦物之間的共生關(guān)系緊密，進(jìn)一步加大了鎢礦物單體解離的難度。柿竹園多金屬礦中鎢礦物的嵌布特征也較為特殊。黑鎢礦和白鎢礦共生，白鎢礦又和含鈣的螢石、方解石和石榴石共生，且有用礦物需要細(xì)磨才能單體解離。對(duì)Ⅲ礦帶富礦段礦樣的多元素化學(xué)分析結(jié)果顯示，WO?含量為0.18%，屬于低品位礦石。原礦中主要礦物構(gòu)成分析表明，白鎢礦含量為0.15%，黑鎢礦含量為0.06%，這進(jìn)一步說(shuō)明了鎢礦物在礦石中的含量較低且分布分散。這種低品位、細(xì)粒嵌布以及復(fù)雜共生關(guān)系的特點(diǎn)，使得傳統(tǒng)的選礦工藝難以實(shí)現(xiàn)鎢礦物的高效回收，需要研發(fā)針對(duì)性的選-冶聯(lián)合新工藝來(lái)提高鎢資源的綜合利用率。三、低品位復(fù)雜難處理鎢礦選礦新工藝研究3.1現(xiàn)有選礦工藝分析白鎢礦、黑鎢礦及黑白混合鎢礦的現(xiàn)有選礦工藝各有特點(diǎn)，在處理低品位復(fù)雜難處理鎢礦時(shí)，其優(yōu)缺點(diǎn)和局限性也較為明顯。白鎢礦選礦中，重選法利用白鎢礦與脈石礦物的密度差異，通過(guò)跳汰機(jī)、搖床等設(shè)備進(jìn)行分離。對(duì)于嵌布粒度較粗的白鎢礦，重選法能取得較好效果，可直接獲取合格白鎢礦。但對(duì)于嵌布粒度細(xì)的白鎢礦，重選法的回收率較低，難以實(shí)現(xiàn)有效回收。例如，在一些細(xì)粒嵌布的白鎢礦選礦中，由于白鎢礦顆粒細(xì)小，沉降速度慢，與脈石礦物的分離效果不佳，導(dǎo)致大量白鎢礦流失在尾礦中。浮選法是白鎢礦選礦的主要方法之一，分為粗選和精選兩部分。粗選常用石灰法，利用Ca2?在脈石礦物表面的吸附，改變脈石礦物表面電位，添加碳酸鈉沉淀脈石礦物表面的Ca，此時(shí)白鎢礦表面雖也吸附Ca，但電荷不變?nèi)詭ж?fù)電，不產(chǎn)生CaCO?沉淀，再添加水玻璃等抑制劑只對(duì)脈石礦物抑制，對(duì)白鎢礦無(wú)影響，從而實(shí)現(xiàn)鎢礦與脈石礦物的分離。精選常用常溫法和加溫法，常溫法對(duì)礦石適應(yīng)性不強(qiáng)，選別指標(biāo)波動(dòng)性大，浮選白鎢精礦品位一般為55%-60%，含雜質(zhì)高，通常需加鹽酸浸出才能回收65%以上的鎢精礦；加溫法是將粗選精礦濃縮，礦漿濃度達(dá)60%-70%，添加大量水玻璃，在高溫下攪拌，再稀釋后常溫浮選。然而，加溫浮選存在能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題，且對(duì)設(shè)備要求較高，增加了選礦成本。黑鎢礦選礦以重力選礦為主，部分企業(yè)精選用干式強(qiáng)磁選。其流程包括粗選、重選、精選和細(xì)泥處理。粗選前需進(jìn)行丟廢作業(yè)，由于黑鎢礦在石英脈石中分布不均勻，常呈厚板狀或細(xì)脈狀，礦脈較窄且厚度不均，需先去除廢石。重選一般采用多級(jí)跳汰、多級(jí)搖床、中礦再磨的流程，細(xì)碎后的合格礦經(jīng)振動(dòng)篩分級(jí)后進(jìn)行多級(jí)跳汰，產(chǎn)出跳汰重選毛砂，粗粒級(jí)跳汰尾礦進(jìn)入棒磨機(jī)再磨，細(xì)粒級(jí)跳汰尾礦經(jīng)水力分級(jí)機(jī)分級(jí)后進(jìn)入多級(jí)搖床選別，產(chǎn)出搖床重選毛砂，搖床尾礦排入尾礦庫(kù)，搖床中礦返回再磨再選，跳汰和搖床的重選毛砂進(jìn)入精選作業(yè)。精選一般采用浮-重聯(lián)合或浮-重-磁聯(lián)合的多種選別工藝，并在精選段對(duì)伴生元素進(jìn)行回收。黑鎢礦細(xì)泥通常單獨(dú)處理，先脫硫，再根據(jù)細(xì)泥物料性質(zhì)，通過(guò)重選、浮選、磁選、電選等選別工藝或幾種工藝的聯(lián)合選別工藝，對(duì)鎢礦物進(jìn)行回收，同時(shí)綜合回收伴生金屬礦物。但重選法對(duì)細(xì)粒級(jí)黑鎢礦的回收效果較差，細(xì)粒黑鎢礦在重選過(guò)程中容易隨尾礦流失。磁選法雖能有效分離黑鎢礦與部分磁性礦物，但對(duì)非磁性雜質(zhì)的去除效果有限，會(huì)影響黑鎢精礦的純度。黑白混合鎢礦選礦工藝復(fù)雜多樣，常用重選、浮選、聯(lián)合選礦和磁選等方法。重選工藝?yán)煤诎祖u礦密度大于脈石礦物的特點(diǎn)，通過(guò)跳汰重選和搖床重選先獲得黑白混合精礦，跳汰重選用于粗選，搖床重選用于精選。浮選工藝則利用黑鎢礦和白鎢礦可浮性的差異，選擇脂肪酸類捕收劑將白鎢礦從混合精礦中分離出來(lái)。聯(lián)合選礦工藝將重選、浮選和磁選等多種方法結(jié)合，如重選+浮選，先重選獲得黑白混合精礦，再浮選分離白鎢礦；重選+磁選，先重選獲得黑白混合精礦，再磁選分離黑鎢礦；浮選+磁選，先浮選分離白鎢礦，再磁選從尾礦中回收黑鎢礦。磁選工藝?yán)煤阪u礦的磁性，采用干式磁選機(jī)在0.074-3mm范圍內(nèi)得到合格的黑鎢精礦。然而，由于黑白鎢混合礦成分復(fù)雜，現(xiàn)有工藝難以實(shí)現(xiàn)黑白鎢的高效分離，且在分離過(guò)程中，容易造成鎢礦物的損失，降低回收率。3.2選礦新工藝的探索與研究3.2.1強(qiáng)磁選預(yù)分離-黑白鎢分別浮選工藝強(qiáng)磁選預(yù)分離-黑白鎢分別浮選工藝是一種針對(duì)低品位復(fù)雜難處理鎢礦的新型選礦工藝，其流程方案思路旨在充分利用黑鎢礦和白鎢礦的磁性差異，通過(guò)強(qiáng)磁選預(yù)分離，將黑鎢礦與白鎢礦及其他脈石礦物初步分離，然后對(duì)黑白鎢分別進(jìn)行浮選，以實(shí)現(xiàn)黑白鎢的高效回收。在小型試驗(yàn)中，首先對(duì)強(qiáng)磁選預(yù)分離條件進(jìn)行研究。強(qiáng)磁選設(shè)備選用高梯度強(qiáng)磁選機(jī)，該設(shè)備能夠產(chǎn)生高強(qiáng)度的磁場(chǎng)，有效分離弱磁性礦物。通過(guò)調(diào)整磁場(chǎng)強(qiáng)度、礦漿流速和脈動(dòng)沖次等參數(shù)，探究其對(duì)黑鎢礦預(yù)分離效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，黑鎢礦的回收率逐漸提高，但同時(shí)雜質(zhì)的混入也有所增加；礦漿流速過(guò)快會(huì)導(dǎo)致黑鎢礦來(lái)不及被磁場(chǎng)捕獲，回收率降低，而過(guò)慢則會(huì)影響生產(chǎn)效率；脈動(dòng)沖次的增加有助于提高黑鎢礦的選擇性，減少雜質(zhì)的夾帶。經(jīng)過(guò)一系列試驗(yàn)，確定了最佳的強(qiáng)磁選預(yù)分離條件：磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.2T，礦漿流速為20L/min，脈動(dòng)沖次為200次/min。在此條件下，黑鎢礦的回收率可達(dá)70%以上，且精礦品位有一定程度的提高。對(duì)于黑白鎢分別浮選的藥劑制度，白鎢礦浮選常用的捕收劑為脂肪酸類捕收劑，如油酸、氧化石蠟皂等。為了提高白鎢礦的浮選選擇性，在小型試驗(yàn)中，研究了新型組合捕收劑的效果。將油酸與一種新型螯合捕收劑按一定比例混合，通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，確定最佳的藥劑配比和用量。結(jié)果顯示，當(dāng)油酸與新型螯合捕收劑的配比為3:1，總用量為1000g/t時(shí)，白鎢礦的浮選效果最佳，精礦品位可達(dá)60%以上，回收率為80%左右。抑制劑則選用水玻璃和改性水玻璃，通過(guò)調(diào)整其用量和添加順序，有效抑制了脈石礦物的浮選，提高了白鎢礦與脈石礦物的分離效果。黑鎢礦浮選的捕收劑主要有膦酸類、胂酸類和螯合類捕收劑。在試驗(yàn)中，選用一種新型膦酸類捕收劑，并研究其與其他輔助藥劑的組合使用效果。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)新型膦酸類捕收劑用量為800g/t，搭配適量的硝酸鉛作為活化劑，以及水玻璃作為抑制劑時(shí)，黑鎢礦的浮選指標(biāo)較好，精礦品位可達(dá)到65%以上，回收率為75%左右。在工藝參數(shù)方面，磨礦細(xì)度是影響黑白鎢浮選效果的重要因素之一。通過(guò)試驗(yàn)研究不同磨礦細(xì)度下黑白鎢的單體解離度和浮選指標(biāo)，結(jié)果表明，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.074mm占85%時(shí)，黑白鎢的單體解離度較高，浮選效果最佳。浮選過(guò)程中的礦漿濃度、浮選時(shí)間和攪拌強(qiáng)度等參數(shù)也進(jìn)行了優(yōu)化。確定礦漿濃度為30%，粗選浮選時(shí)間為10min，精選浮選時(shí)間為5min，攪拌強(qiáng)度為200r/min時(shí)，能夠獲得較好的浮選指標(biāo)。3.2.2弱磁脫鐵-浮選脫泥-黑白鎢混合浮選工藝弱磁脫鐵-浮選脫泥-黑白鎢混合浮選工藝是一種針對(duì)低品位復(fù)雜難處理鎢礦的創(chuàng)新選礦工藝，其試驗(yàn)方案旨在解決礦石中磁性礦物和礦泥對(duì)鎢浮選的不利影響，通過(guò)先進(jìn)行弱磁脫鐵和浮選脫泥，再進(jìn)行黑白鎢混合浮選，以提高鎢的浮選指標(biāo)。在弱磁脫鐵環(huán)節(jié)，采用弱磁選機(jī)對(duì)原礦進(jìn)行處理，以去除其中的磁性礦物，如磁鐵礦等。弱磁選機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度、礦漿流速等參數(shù)對(duì)脫鐵效果有著重要影響。通過(guò)一系列試驗(yàn)，研究不同磁場(chǎng)強(qiáng)度和礦漿流速下的脫鐵效果及對(duì)后續(xù)鎢浮選的影響。結(jié)果顯示，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.2T，礦漿流速為15L/min時(shí)，弱磁脫鐵效果最佳，能夠有效去除礦石中的磁性礦物，減少其對(duì)黑白鎢混合浮選粗精礦品位的影響。此時(shí)，磁性礦物的去除率可達(dá)80%以上，進(jìn)入鎢浮選作業(yè)的礦漿中磁性礦物含量顯著降低，為后續(xù)的浮選作業(yè)創(chuàng)造了有利條件。浮選脫泥是該工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其目的是去除礦石中的細(xì)粒礦泥，減少礦泥對(duì)鎢浮選的干擾。選用高效的浮選脫泥設(shè)備，如旋流器-浮選柱聯(lián)合脫泥設(shè)備。通過(guò)調(diào)整旋流器的壓力、溢流口直徑和浮選柱的充氣量、藥劑用量等參數(shù)，研究浮選脫泥的效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)旋流器壓力為0.15MPa，溢流口直徑為10mm，浮選柱充氣量為0.2m3/min，捕收劑用量為500g/t時(shí)，浮選脫泥效果顯著。脫出礦泥的產(chǎn)率在3%-5%之間，粒級(jí)主要分布在10μm（0.010mm）左右，非常細(xì)。這些細(xì)粒礦泥的去除，有效提高了黑白鎢混合浮選的選擇性，減少了礦泥對(duì)鎢礦物的罩蓋，從而提高了鎢粗精礦的品位和回收率。在黑白鎢混合浮選階段，采用新型的組合捕收劑和合理的藥劑制度。組合捕收劑由一種新型螯合捕收劑和輔助捕收劑組成，通過(guò)試驗(yàn)確定最佳的藥劑配比和用量。當(dāng)新型螯合捕收劑與輔助捕收劑的配比為2:1，總用量為1200g/t時(shí)，黑白鎢混合浮選效果最佳。同時(shí)，選用碳酸鈉和水玻璃作為調(diào)整劑和抑制劑，通過(guò)調(diào)整其用量，優(yōu)化礦漿的酸堿度和脈石礦物的抑制效果。當(dāng)碳酸鈉用量為1500g/t，水玻璃用量為2500g/t時(shí)，能夠有效抑制脈石礦物的浮選，提高黑白鎢與脈石礦物的分離效果。此外，還研究了磨礦細(xì)度、浮選時(shí)間和礦漿濃度等工藝參數(shù)對(duì)黑白鎢混合浮選的影響。結(jié)果表明，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.074mm占80%時(shí)，黑白鎢的單體解離度較好，有利于浮選分離。浮選時(shí)間控制在粗選15min，精選8min時(shí)，能夠獲得較高的精礦品位和回收率。礦漿濃度控制在35%左右時(shí)，浮選效果最佳。通過(guò)對(duì)這些工藝參數(shù)的優(yōu)化，確定了弱磁脫鐵-浮選脫泥-黑白鎢混合浮選工藝的最佳工藝參數(shù)，為該工藝的實(shí)際應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持。3.3選礦新工藝的工業(yè)試驗(yàn)3.3.1工業(yè)試驗(yàn)工廠及流程介紹工業(yè)試驗(yàn)在柿竹園380選礦廠展開(kāi)，該廠主要生產(chǎn)鎢、鉬、鉍及磁鐵礦、硫鐵礦等精礦產(chǎn)品。其原生產(chǎn)流程為：原礦經(jīng)破碎、磨礦后，進(jìn)入弱磁選選鐵作業(yè)，僅有一次粗選，之后的礦漿進(jìn)入鎢浮選作業(yè)。在鎢浮選作業(yè)中，采用傳統(tǒng)的黑白鎢混合浮選工藝，由于入料礦石中存在原生礦泥以及細(xì)磨產(chǎn)生的次生礦泥，且磁性礦物未有效脫除，導(dǎo)致選礦指標(biāo)較差。原工藝生產(chǎn)指標(biāo)方面，鎢精礦品位僅能達(dá)到40%左右，回收率在60%左右。主要物料消耗情況為：捕收劑用量較大，每噸原礦消耗捕收劑約1500g，抑制劑水玻璃用量每噸原礦約3000g。如此高的藥劑用量，不僅增加了生產(chǎn)成本，還對(duì)環(huán)境造成了較大壓力。針對(duì)原工藝存在的問(wèn)題，新工藝對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行了優(yōu)化。在弱磁選選鐵作業(yè)中，增加了掃選流程，采用手磁鐵（0.13T）進(jìn)行弱磁選掃選，以強(qiáng)化弱磁選選鐵效果，有效除去對(duì)黑白鎢混浮粗選段鎢粗精礦品位和回收率有影響的磁鐵礦。在浮選作業(yè)前，增加了浮選預(yù)脫泥流程，采用高效的浮選脫泥設(shè)備，如旋流器-浮選柱聯(lián)合脫泥設(shè)備，以去除對(duì)浮選指標(biāo)影響較大的細(xì)粒礦泥。黑白鎢混浮工藝也進(jìn)行了改進(jìn)，采用新型的組合捕收劑和優(yōu)化的藥劑制度，以提高黑白鎢的浮選指標(biāo)。3.3.2新工藝工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果與分析新工藝工業(yè)試驗(yàn)與原工藝進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示出明顯優(yōu)勢(shì)。在鎢精礦品位方面，新工藝獲得的鎢精礦品位達(dá)到了50%以上，相比原工藝提高了10個(gè)百分點(diǎn)左右?；厥章室灿酗@著提升，新工藝的回收率達(dá)到了70%左右，比原工藝提高了10個(gè)百分點(diǎn)。這表明新工藝在提高鎢精礦品位和回收率方面取得了良好效果，能夠更有效地回收鎢資源。在強(qiáng)化弱磁選選鐵作業(yè)方面，通過(guò)增加掃選流程，進(jìn)入鎢浮選作業(yè)的礦漿中磁性礦物含量大幅降低，從原來(lái)的2.0%-4.3%降低到了0.5%以下。這有效減少了磁性礦物對(duì)鎢浮選粗精礦品位的影響，使得鎢浮選作業(yè)能夠更加高效地進(jìn)行，提高了鎢精礦的質(zhì)量。浮選預(yù)脫泥試驗(yàn)效果顯著。脫出礦泥產(chǎn)率在3%-5%之間，粒級(jí)均分布在10μm（0.010mm）左右，非常細(xì)。這些細(xì)粒礦泥的去除，減少了礦泥對(duì)鎢礦物的罩蓋，提高了浮選的選擇性。從礦泥的粒度分析看，脫出的礦泥粒度絕大部分粒級(jí)均分布在2μm-30μm之間，平均粒度為10μm（0.010mm）左右。通過(guò)擴(kuò)展的DLVO理論計(jì)算白鎢礦和礦泥的相互作用能，白鎢礦和礦泥間的EDLVO勢(shì)能總為負(fù)，表現(xiàn)為白鎢礦和礦泥的相互吸引行為，礦泥罩蓋于鎢礦表面，影響鎢礦浮選。而新工藝通過(guò)浮選預(yù)脫泥處理，有效解決了這一問(wèn)題，提高了鎢浮選的指標(biāo)。工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明，新工藝在提高鎢精礦品位和回收率方面效果顯著，強(qiáng)化弱磁選選鐵作業(yè)和浮選預(yù)脫泥試驗(yàn)均取得了良好效果，為低品位復(fù)雜難處理鎢礦的選礦提供了一種可行的新工藝，具有良好的應(yīng)用前景。四、低品位復(fù)雜難處理鎢礦冶煉新工藝研究4.1現(xiàn)有冶煉工藝分析4.1.1白鎢礦冶煉工藝白鎢礦的冶煉工藝主要有高壓堿浸法、酸法協(xié)同處理工藝、蘇打壓煮法等，每種工藝都有其獨(dú)特的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。高壓堿浸法是在高溫高壓條件下，利用氫氧化鈉溶液與白鎢礦發(fā)生反應(yīng)，使鎢酸鈣轉(zhuǎn)化為可溶性的鎢酸鈉。其反應(yīng)原理為：CaWO?+2NaOH=Na?WO?+Ca(OH)?。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)礦石的適應(yīng)性較強(qiáng)，能處理不同品位和成分的白鎢礦，且鎢的浸出率較高，一般可達(dá)95%以上。然而，高壓堿浸法也存在一些缺點(diǎn)。由于反應(yīng)在高溫高壓下進(jìn)行，對(duì)設(shè)備的要求較高，需要耐高溫、高壓的反應(yīng)釜和配套設(shè)備，這增加了設(shè)備投資成本。該工藝的堿用量較大，會(huì)產(chǎn)生大量的含堿廢水，廢水處理成本高，若處理不當(dāng)，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。此工藝比較適用于品位較低、成分復(fù)雜的白鎢礦的冶煉。酸法協(xié)同處理工藝則是利用酸與白鎢礦反應(yīng)，使鎢溶解進(jìn)入溶液。常用的酸有硫酸、鹽酸等。以硫酸為例，其反應(yīng)原理為：CaWO?+H?SO?=CaSO?+H?WO?，生成的鎢酸再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理得到鎢產(chǎn)品。該工藝的優(yōu)勢(shì)在于反應(yīng)條件相對(duì)溫和，一般在常壓下即可進(jìn)行，設(shè)備投資相對(duì)較低。它能有效處理低品位白鎢礦，且無(wú)鈉鹽廢水排放，對(duì)環(huán)境友好。但酸法協(xié)同處理工藝也有局限性，酸的腐蝕性較強(qiáng)，對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性能要求高，設(shè)備的維護(hù)成本較大。在浸出過(guò)程中，可能會(huì)引入一些雜質(zhì)，需要進(jìn)行額外的凈化處理，增加了工藝流程的復(fù)雜性。該工藝更適用于處理低品位、雜質(zhì)含量相對(duì)較低的白鎢礦。蘇打壓煮法是將白鎢礦與碳酸鈉混合，在高溫高壓下進(jìn)行反應(yīng)，使白鎢礦分解生成鎢酸鈉。反應(yīng)方程式為：CaWO?+Na?CO?=Na?WO?+CaCO?。此工藝的優(yōu)點(diǎn)是能耗相對(duì)較低，生產(chǎn)成本相對(duì)較低。它可以處理各種結(jié)構(gòu)和成分的白鎢礦，適應(yīng)性較強(qiáng)。不過(guò)，蘇打壓煮法需要高壓加熱設(shè)備，設(shè)備成本較高。反應(yīng)過(guò)程中需要大量的氧氣，增加了氣體排放的成本和風(fēng)險(xiǎn)。在生產(chǎn)過(guò)程中，由于氧氣的存在，會(huì)對(duì)壓力容器和管道等設(shè)備產(chǎn)生腐蝕作用，需要采用防腐材料，這進(jìn)一步增加了生產(chǎn)成本和管理難度。蘇打壓煮法適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，對(duì)于有一定規(guī)模和技術(shù)實(shí)力的企業(yè)來(lái)說(shuō)，是一種較為可行的白鎢礦冶煉工藝。4.1.2黑鎢礦冶煉工藝黑鎢礦的冶煉工藝主要包括堿壓煮-離子交換工藝、酸分解法等，這些工藝在原理、優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍上各有特點(diǎn)。堿壓煮-離子交換工藝是目前處理黑鎢礦的主要方法之一。首先，在105-120℃溫度下，用25-40%NaOH溶液處理細(xì)粒的黑鎢礦（0.03-0.04mm），使礦石與苛性鈉發(fā)生置換反應(yīng)，生成Na?WO?和(Fe,Mn)(OH)?，反應(yīng)原理為：（Fe,Mn)WO?(s)+2NaOH(aq)=Na?WO?(aq)+Mn(OH)?(s)+Fe(OH)?(s)。然后，通過(guò)離子交換樹(shù)脂，將鎢酸鈉溶液中的雜質(zhì)離子去除，得到純凈的鎢酸鈉溶液。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是能有效分解黑鎢礦，分解率可達(dá)98-99%。離子交換過(guò)程可以精確控制溶液中的雜質(zhì)含量，產(chǎn)品質(zhì)量高。該工藝對(duì)SiO?含量不太高的優(yōu)質(zhì)黑鎢礦處理效果較好。然而，該工藝也存在一些不足。堿壓煮過(guò)程需要消耗大量的堿，成本較高。離子交換樹(shù)脂的使用壽命有限，需要定期更換，增加了生產(chǎn)成本和操作復(fù)雜性。酸分解法是利用酸與黑鎢礦反應(yīng)，使鎢溶解進(jìn)入溶液。常用的酸有鹽酸、硫酸等。以鹽酸為例，反應(yīng)原理為：（Fe,Mn)WO?+2HCl=H?WO?+FeCl?+MnCl?，生成的鎢酸再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理得到鎢產(chǎn)品。酸分解法的優(yōu)勢(shì)在于反應(yīng)速度較快，能在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)黑鎢礦的分解。對(duì)于一些難處理的黑鎢礦，酸分解法可能具有更好的適應(yīng)性。但是，酸的腐蝕性強(qiáng)，對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性能要求極高，設(shè)備投資和維護(hù)成本都很大。酸分解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的酸性廢水，廢水處理難度大，若處理不當(dāng)，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。酸分解法適用于處理對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求相對(duì)較低、但對(duì)處理速度有一定要求的黑鎢礦冶煉。4.1.3黑白鎢混合礦冶煉工藝黑白鎢混合礦由于其成分的復(fù)雜性，冶煉工藝也更為復(fù)雜，常見(jiàn)的有混合堿浸出工藝、聯(lián)合冶煉工藝等?；旌蠅A浸出工藝是將黑白鎢混合礦與混合堿（如氫氧化鈉和碳酸鈉的混合溶液）在一定條件下進(jìn)行反應(yīng)，使黑白鎢礦中的鎢轉(zhuǎn)化為可溶性的鎢酸鹽。反應(yīng)原理與白鎢礦的高壓堿浸法和黑鎢礦的堿壓煮法類似，都是利用堿與鎢礦中的鎢酸鈣、鎢酸鐵錳等發(fā)生反應(yīng)。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)處理黑白鎢礦，提高了資源的綜合利用率。通過(guò)調(diào)整混合堿的組成和反應(yīng)條件，可以適應(yīng)不同比例的黑白鎢混合礦。但是，混合堿浸出工藝同樣存在堿用量大、廢水處理困難等問(wèn)題。由于黑白鎢礦的性質(zhì)差異，在浸出過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)浸出不均勻的情況，影響鎢的浸出率和產(chǎn)品質(zhì)量。聯(lián)合冶煉工藝則是結(jié)合了多種冶煉方法，如先采用火法預(yù)處理，將黑白鎢混合礦中的部分雜質(zhì)去除，然后再采用濕法冶煉進(jìn)一步提取鎢?；蛘呦葘?duì)黑白鎢進(jìn)行分離，然后分別采用適合白鎢礦和黑鎢礦的冶煉工藝進(jìn)行處理。聯(lián)合冶煉工藝的優(yōu)勢(shì)在于可以充分發(fā)揮各種冶煉方法的優(yōu)點(diǎn)，提高鎢的回收率和產(chǎn)品質(zhì)量。通過(guò)火法預(yù)處理，可以降低濕法冶煉的難度和成本。但是，聯(lián)合冶煉工藝的工藝流程較長(zhǎng)，操作復(fù)雜，需要更多的設(shè)備和人力資源。不同冶煉方法之間的銜接和配合要求較高，若處理不當(dāng)，會(huì)影響整個(gè)冶煉過(guò)程的效率和穩(wěn)定性。4.2冶煉新工藝的研發(fā)4.2.1高堿壓煮溶出工藝高堿壓煮溶出工藝是針對(duì)低品位復(fù)雜難處理鎢礦研發(fā)的一種新型冶煉工藝，其原理基于鎢礦物在高濃度堿溶液中的化學(xué)反應(yīng)。在高溫高壓條件下，白鎢礦（CaWO?）與氫氧化鈉（NaOH）發(fā)生反應(yīng)，生成可溶性的鎢酸鈉（Na?WO?）和氫氧化鈣（Ca(OH)?），反應(yīng)方程式為：CaWO?+2NaOH=Na?WO?+Ca(OH)?；黑鎢礦（(Fe,Mn)WO?）同樣與NaOH反應(yīng)，生成Na?WO?以及氫氧化鐵（Fe(OH)?）和氫氧化錳（Mn(OH)?），反應(yīng)方程式為：(Fe,Mn)WO?+4NaOH=Na?WO?+Fe(OH)?+Mn(OH)?。通過(guò)這一反應(yīng)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了鎢礦的分解和鎢的溶出。該工藝的流程為：首先將低品位復(fù)雜難處理鎢礦進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)破碎、磨礦等操作，將礦石粒度減小至合適范圍，以增加礦石與堿溶液的接觸面積，提高反應(yīng)速率。然后，將磨好的礦漿與高濃度的燒堿溶液按一定比例混合，輸送至高壓反應(yīng)釜中。在高壓反應(yīng)釜內(nèi)，控制反應(yīng)溫度在150-200℃，壓力在2-5MPa，進(jìn)行壓煮溶出反應(yīng)。反應(yīng)完成后，對(duì)反應(yīng)后的礦漿進(jìn)行固液分離，得到含有鎢酸鈉的溶液和殘?jiān)?。殘?jiān)?jīng)過(guò)洗滌后可進(jìn)一步回收其中殘留的鎢，而鎢酸鈉溶液則進(jìn)入后續(xù)的凈化和提純工序。為了確定最佳工藝條件，進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。在燒堿濃度和用量對(duì)鎢粗精礦分解的影響試驗(yàn)中，保持其他條件不變，改變燒堿濃度和用量。當(dāng)燒堿濃度從20%增加到40%時(shí)，鎢粗精礦的分解率逐漸提高。在燒堿濃度為30%時(shí)，分解率達(dá)到85%左右；當(dāng)燒堿濃度提高到40%時(shí)，分解率可達(dá)到90%以上。這是因?yàn)殡S著燒堿濃度的增加，溶液中OH?離子濃度增大，與鎢礦物的反應(yīng)活性增強(qiáng)，促進(jìn)了鎢礦物的分解。然而，當(dāng)燒堿濃度繼續(xù)增加到50%時(shí)，分解率的提升幅度逐漸減小，且過(guò)高的燒堿濃度會(huì)增加生產(chǎn)成本和后續(xù)溶液處理的難度。在燒堿用量方面，當(dāng)用量從理論量的1.5倍增加到2.5倍時(shí)，鎢粗精礦的分解率顯著提高。當(dāng)用量為理論量的2倍時(shí)，分解率達(dá)到88%左右；當(dāng)用量增加到2.5倍時(shí)，分解率可達(dá)到92%左右。但繼續(xù)增加燒堿用量，分解率的提升不再明顯，反而會(huì)造成燒堿的浪費(fèi)和成本的增加。綜合考慮分解率和成本因素，確定最佳的燒堿濃度為40%，用量為理論量的2.5倍。在該條件下，鎢粗精礦的分解率高，能夠有效提高鎢的浸出率，且成本相對(duì)較低，為后續(xù)的鎢提取和產(chǎn)品制備奠定了良好的基礎(chǔ)。4.2.2其他創(chuàng)新冶煉技術(shù)探索在低品位復(fù)雜難處理鎢礦冶煉領(lǐng)域，新型浸出劑的應(yīng)用和聯(lián)合冶煉工藝等創(chuàng)新技術(shù)展現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。新型浸出劑的研究為鎢礦冶煉提供了新的思路。例如，有研究采用草酸鈉、草酸鉀等作為新型分解劑來(lái)處理復(fù)雜低品位白鎢礦。這些新型分解劑能夠在常溫條件下與白鎢礦發(fā)生反應(yīng)，使白鎢礦中的鎢酸鈣分解，鈣以溶度積極低的草酸鈣穩(wěn)定形態(tài)進(jìn)入渣相中，鎢以鎢酸鈉或鎢酸鉀的形態(tài)進(jìn)入溶液中。在相關(guān)試驗(yàn)中，將復(fù)雜低品位白鎢礦進(jìn)行球磨后，與草酸鈉或草酸鉀按一定比例混合制漿，在常溫下攪拌反應(yīng)。結(jié)果表明，當(dāng)新型分解劑加入量為理論量的350%，液固比為4:1時(shí)，白鎢礦的分解率可達(dá)到98.0%以上。與傳統(tǒng)的高溫高壓浸出工藝相比，這種新型浸出劑工藝具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效降低生產(chǎn)成本，提高鎢礦資源的利用效率。聯(lián)合冶煉工藝也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一，以鉬礦和鎢礦聯(lián)合冶煉工藝為例。該工藝先將鉬精礦經(jīng)過(guò)鉬礦助浸劑氧壓煮浸出，過(guò)濾得到鉬礦濾液，鉬礦濾液萃取得到鉬礦萃余液。然后采用鉬礦萃余液作為鎢礦浸出劑進(jìn)行白鎢礦的常壓浸出。在鉬精礦氧壓煮浸出過(guò)程中，以磷酸作為助浸劑，在氧壓為0.8-1.5MPa、溫度為180-210℃、助浸劑用量為鉬精礦質(zhì)量的0.5-1.5倍、浸出時(shí)間為2-5小時(shí)的條件下，鉬的浸出率可達(dá)99%以上。得到的鉬礦萃余液中含有磷酸和硫酸，將其用于白鎢礦的浸出，在液固比為8-12ml/g、浸出時(shí)間為5-7小時(shí)的條件下，鎢的浸出率可達(dá)98%以上。這種聯(lián)合冶煉工藝充分利用了鉬礦浸出過(guò)程中產(chǎn)生的廢酸，實(shí)現(xiàn)了鎢鉬礦的清潔冶煉和資源的綜合利用，減少了浸出劑的使用量，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)減少了廢棄物的排放，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。五、選-冶聯(lián)合新工藝的機(jī)理分析5.1選礦過(guò)程機(jī)理分析5.1.1磁鐵礦對(duì)黑白鎢混浮的影響在低品位復(fù)雜難處理鎢礦的選礦過(guò)程中，磁鐵礦對(duì)黑白鎢混浮有著顯著的影響。從柿竹園多金屬礦的情況來(lái)看，礦石中存在相當(dāng)部分的磁性礦物如磁鐵礦等，在原有的生產(chǎn)流程中，弱磁選選鐵作業(yè)僅有一次粗選，導(dǎo)致給入鎢浮選作業(yè)的礦漿樣中的磁性礦物含量在2.0%-4.3%之間。這些含鐵磁性礦物若不能預(yù)先脫除而進(jìn)入鎢浮選作業(yè)，會(huì)大大降低鎢浮選作業(yè)粗精礦品位。磁鐵礦影響黑白鎢混浮的作用機(jī)制主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，磁鐵礦具有磁性，在礦漿中容易團(tuán)聚，形成較大的顆粒。這些團(tuán)聚的磁鐵礦顆粒會(huì)夾帶部分黑白鎢礦顆粒，使得黑白鎢礦在浮選過(guò)程中難以與脈石礦物有效分離，從而降低了粗精礦的品位。另一方面，磁鐵礦的表面性質(zhì)與黑白鎢礦存在差異，在浮選藥劑的作用下，磁鐵礦可能會(huì)優(yōu)先吸附藥劑，改變礦漿中藥劑的濃度分布，影響黑白鎢礦對(duì)藥劑的吸附，進(jìn)而降低了黑白鎢礦的浮選選擇性。為了研究磁鐵礦對(duì)黑白鎢混浮的具體影響，進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)。在試驗(yàn)中，分別設(shè)置了含有不同含量磁鐵礦的礦漿樣本，進(jìn)行黑白鎢混浮試驗(yàn)。結(jié)果表明，隨著磁鐵礦含量的增加，黑白鎢混浮粗精礦的品位顯著下降。當(dāng)磁鐵礦含量從1%增加到3%時(shí)，粗精礦中WO?品位從50%下降到40%左右。這進(jìn)一步驗(yàn)證了磁鐵礦對(duì)黑白鎢混浮的不利影響。為了消除磁鐵礦對(duì)黑白鎢混浮的不利影響，可以采取強(qiáng)化弱磁選選鐵作業(yè)的措施。在柿竹園380選礦廠的新工藝中，采用手磁鐵（0.13T）進(jìn)行弱磁選掃選，通過(guò)這一措施，可除去絕大部分對(duì)黑白鎢混浮粗選段的鎢粗精品位和回收率有影響的磁鐵礦。進(jìn)入鎢浮選作業(yè)的礦漿中磁性礦物含量大幅降低，從原來(lái)的2.0%-4.3%降低到了0.5%以下，有效提高了黑白鎢混浮的指標(biāo)。5.1.2礦泥對(duì)鎢礦物浮選的影響礦泥對(duì)鎢礦物浮選的影響是低品位復(fù)雜難處理鎢礦選礦過(guò)程中不可忽視的問(wèn)題。以柿竹園多金屬礦為例，入料礦石中存在原生礦泥，且因礦石嵌布細(xì)浮選入選前入料需細(xì)磨至0.074mm大于84%，這導(dǎo)致產(chǎn)生了次生礦泥。這些礦泥的存在嚴(yán)重影響了選礦指標(biāo)。利用擴(kuò)展DLVO理論可以深入分析礦泥與白鎢礦、黑鎢礦顆粒間的作用能。擴(kuò)展DLVO理論考慮了范德華力、靜電作用力以及空間位阻等多種因素對(duì)顆粒間相互作用的影響。通過(guò)計(jì)算白鎢礦和礦泥的相互作用能，發(fā)現(xiàn)白鎢礦和礦泥間的EDLVO勢(shì)能總為負(fù)。這表明白鎢礦和礦泥之間表現(xiàn)為相互吸引行為，礦泥會(huì)罩蓋于鎢礦表面。從礦泥的粒度分析來(lái)看，脫出的礦泥粒度絕大部分粒級(jí)均分布在2μm-30μm之間，平均粒度為10μm（0.010mm）左右，非常細(xì)。這些微細(xì)的礦泥顆粒具有較大的比表面積和表面能，容易吸附在鎢礦表面，形成一層罩蓋層。這層罩蓋層會(huì)阻礙浮選藥劑與鎢礦表面的接觸，降低鎢礦的可浮性。礦泥還會(huì)增加礦漿的黏度，影響礦漿中顆粒的運(yùn)動(dòng)和碰撞，進(jìn)一步降低浮選效率。礦泥細(xì)粒靜電互凝吸附罩蓋機(jī)理是其影響鎢礦物浮選的重要原因。礦泥細(xì)粒通常帶有電荷，在礦漿中，由于靜電作用，礦泥細(xì)粒會(huì)相互凝聚。這種凝聚的礦泥顆粒更容易吸附在鎢礦表面，形成更厚的罩蓋層。礦泥細(xì)粒與鎢礦表面之間還可能發(fā)生化學(xué)吸附，進(jìn)一步增強(qiáng)了礦泥對(duì)鎢礦的罩蓋作用。浮選預(yù)脫泥是解決礦泥對(duì)鎢礦物浮選影響的有效方法。在柿竹園380選礦廠的新工藝中，增加了浮選預(yù)脫泥流程。采用高效的浮選脫泥設(shè)備，如旋流器-浮選柱聯(lián)合脫泥設(shè)備，脫出礦泥產(chǎn)率在3%-5%之間，粒級(jí)均分布在10μm（0.010mm）左右。通過(guò)浮選預(yù)脫泥，有效去除了對(duì)浮選指標(biāo)影響較大的細(xì)粒礦泥，減少了礦泥對(duì)鎢礦物的罩蓋，提高了浮選的選擇性。經(jīng)過(guò)浮選預(yù)脫泥處理后，黑白鎢混浮粗精礦的品位和回收率都有了顯著提高，品位從原來(lái)的40%左右提高到了50%以上，回收率從60%左右提高到了70%左右。5.1.3黑白鎢混浮機(jī)理從浮選溶液化學(xué)和藥劑與礦物作用機(jī)理的角度深入剖析黑白鎢混浮機(jī)理，對(duì)于提高黑白鎢礦的浮選效率具有重要意義。在浮選溶液化學(xué)方面，礦漿的酸堿度（pH值）、離子濃度等因素對(duì)黑白鎢混浮有著重要影響。鎢礦浮選一般采用高堿介質(zhì)，通常用碳酸鈉、氫氧化鈉調(diào)整礦漿pH。對(duì)于可溶性或微溶性礦物較多的礦石，用碳酸鈉為佳，反之可用氫氧化鈉。在黑白鎢混浮過(guò)程中，合適的pH值能夠調(diào)整礦物表面的電荷性質(zhì)，影響礦物與浮選藥劑的作用。當(dāng)pH值過(guò)高或過(guò)低時(shí)，都會(huì)影響黑白鎢礦的浮選效果。若pH值過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致部分脈石礦物的溶解度增加，釋放出大量的金屬離子，這些金屬離子會(huì)與浮選藥劑發(fā)生反應(yīng)，降低藥劑的有效濃度，影響黑白鎢礦的浮選選擇性；若pH值過(guò)低，黑白鎢礦的表面電荷性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，使其難以與浮選藥劑發(fā)生有效作用，降低浮選回收率。在藥劑與礦物作用機(jī)理方面，Pb(NO?)?對(duì)鎢礦物的活化作用是黑白鎢混浮的關(guān)鍵因素之一。Pb2?、Fe3?、Fe2?、Mn2?、Cu2?等多價(jià)金屬陽(yáng)離子可活化鎢礦物，在水中水解生成氫氧絡(luò)離子，例如Pb(OH)?、Cu(OH)?、Mn(OH)?、Fe(OH)??、Fe(OH)??、Fe(OH)?等。這些氫氧絡(luò)離子會(huì)通過(guò)與礦物表面作用分離出水分子而吸附于礦物表面，使表面負(fù)電降低或荷正電，增強(qiáng)對(duì)陰離子捕收劑的靜電引力，提高鎢礦物的可浮性。以Pb(NO?)?為例，其在水中解離出的Pb2?可以在白鎢礦表面的空位、晶格缺陷或取代表面的Ca2?而化學(xué)吸附在表面。當(dāng)添加螯合捕收劑時(shí)，捕收劑可以通過(guò)表面吸附的Pb2?形成螯合物，從而改善白鎢礦的可浮性。研究表明，不添加硝酸鉛時(shí)，螯合捕收劑在白鎢礦表面僅為不牢固的物理吸附，捕收能力差；添加硝酸鉛后，白鎢礦的浮選回收率可提高10%-20%。捕收劑與白鎢礦和黑鎢礦的作用機(jī)理也有所不同。白鎢礦常用的捕收劑有陰離子捕收劑、陽(yáng)離子捕收劑、兩性捕收劑、非極性捕收劑和螯合捕收劑。陰離子捕收劑中的脂肪酸類捕收劑應(yīng)用廣泛，如油酸、油酸鈉等。這些捕收劑的作用機(jī)理是其分子中的羧基（-COOH）能夠與白鎢礦表面的Ca2?發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，從而使捕收劑吸附在白鎢礦表面，提高其可浮性。螯合捕收劑如苯甲羥肟酸(HB)和亞硝基苯胲胺鹽(CF)等，一般與脂肪酸及其皂類混合使用。它們通過(guò)與白鎢礦表面的金屬離子形成螯合物，增強(qiáng)了對(duì)白鎢礦的捕收能力和選擇性。黑鎢礦浮選主要指黑鎢礦細(xì)泥的浮選，捕收劑有胂酸類、膦酸類、螯合類、兩性捕收劑以及少數(shù)脂肪酸類捕收劑。胂酸是黑鎢礦的有效捕收劑，其作用機(jī)理是黑鎢礦表面羥基化的Fe2?、Mn2?離子與胂酸反應(yīng)析出水分子后，生成胂酸鹽固著在黑鎢礦表面。膦酸類捕收劑如苯乙烯膦酸，其分子中的磷原子能夠與黑鎢礦表面的金屬離子發(fā)生配位作用，形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)黑鎢礦的捕收。螯合類捕收劑如8-羥基喹林、環(huán)烷基羥肟酸和α-亞硝基-β-苯酚等，通過(guò)與黑鎢礦表面的金屬離子形成螯合物，提高了對(duì)黑鎢礦的捕收能力。5.2冶煉過(guò)程機(jī)理分析以高堿壓煮溶出工藝為例，從化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)角度分析，該工藝在高溫高壓條件下，白鎢礦（CaWO?）與氫氧化鈉（NaOH）發(fā)生反應(yīng)，生成可溶性的鎢酸鈉（Na?WO?）和氫氧化鈣（Ca(OH)?），反應(yīng)方程式為：CaWO?+2NaOH=Na?WO?+Ca(OH)?；黑鎢礦（(Fe,Mn)WO?）同樣與NaOH反應(yīng)，生成Na?WO?以及氫氧化鐵（Fe(OH)?）和氫氧化錳（Mn(OH)?），反應(yīng)方程式為：(Fe,Mn)WO?+4NaOH=Na?WO?+Fe(OH)?+Mn(OH)?。從化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)角度來(lái)看，這些反應(yīng)的吉布斯自由能變（ΔG）是判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的重要依據(jù)。通過(guò)查閱相關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)手冊(cè)，計(jì)算得到上述反應(yīng)在一定溫度和壓力條件下的ΔG值均為負(fù)值，這表明在高堿壓煮的條件下，白鎢礦和黑鎢礦與氫氧化鈉的反應(yīng)在熱力學(xué)上是自發(fā)的，能夠朝著生成鎢酸鈉的方向進(jìn)行。溫度和壓力對(duì)反應(yīng)的熱力學(xué)平衡有著顯著影響。隨著溫度的升高，反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，有利于反應(yīng)向正方向進(jìn)行，提高鎢的浸出率。壓力的增加也能促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，因?yàn)楦邏簵l件可以使反應(yīng)物分子間的碰撞頻率增加，加快反應(yīng)速率。在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面，高堿壓煮溶出工藝中，反應(yīng)速率受到多種因素的影響。首先，反應(yīng)物的濃度對(duì)反應(yīng)速率有重要作用。提高氫氧化鈉的濃度，能夠增加OH?離子與鎢礦物的碰撞機(jī)會(huì)，從而加快反應(yīng)速率。在實(shí)際生產(chǎn)中，通過(guò)調(diào)整燒堿濃度和用量的試驗(yàn)，確定了最佳的反應(yīng)條件。當(dāng)燒堿濃度從20%增加到40%時(shí)，鎢粗精礦的分解率逐漸提高。在燒堿濃度為30%時(shí)，分解率達(dá)到85%左右；當(dāng)燒堿濃度提高到40%時(shí)，分解率可達(dá)到90%以上。然而，當(dāng)燒堿濃度繼續(xù)增加到50%時(shí)，分解率的提升幅度逐漸減小，且過(guò)高的燒堿濃度會(huì)增加生產(chǎn)成本和后續(xù)溶液處理的難度。反應(yīng)溫度也是影響反應(yīng)速率的關(guān)鍵因素。溫度升高，分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，反應(yīng)物分子的活性增加，反應(yīng)速率加快。在高堿壓煮溶出工藝中，控制反應(yīng)溫度在150-200℃，在此溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率較快，能夠在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)鎢礦物的有效分解。如果溫度過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備腐蝕加劇、能源消耗增加等問(wèn)題；溫度過(guò)低，則反應(yīng)速率太慢，無(wú)法滿足生產(chǎn)需求。礦石的粒度也會(huì)影響反應(yīng)速率。將低品位復(fù)雜難處理鎢礦進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)破碎、磨礦等操作，將礦石粒度減小至合適范圍，以增加礦石與堿溶液的接觸面積，提高反應(yīng)速率。當(dāng)?shù)V石粒度減小到一定程度時(shí)，反應(yīng)速率會(huì)顯著提高。但過(guò)度磨礦會(huì)增加能耗和生產(chǎn)成本，因此需要在實(shí)際生產(chǎn)中找到合適的磨礦粒度。六、選-冶聯(lián)合工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型構(gòu)建6.1評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建思路選-冶聯(lián)合工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建，旨在全面、系統(tǒng)地評(píng)估低品位復(fù)雜難處理鎢礦選-冶聯(lián)合新工藝的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性以及環(huán)境友好性，為企業(yè)的決策提供科學(xué)依據(jù)。其構(gòu)建思路圍繞選礦效益、冶金效益、成本分析和綜合效益評(píng)估展開(kāi)，各部分相互關(guān)聯(lián)、相互影響。選礦效益是評(píng)價(jià)模型的重要組成部分，主要從鎢精礦的品位、回收率以及產(chǎn)量等方面進(jìn)行考量。鎢精礦品位直接關(guān)系到后續(xù)冶煉的成本和產(chǎn)品質(zhì)量，高品位的鎢精礦能降低冶煉難度，提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量和附加值。回收率則反映了選礦工藝對(duì)鎢資源的回收程度，高回收率意味著更多的鎢資源被有效利用，減少了資源的浪費(fèi)。通過(guò)對(duì)不同選礦工藝條件下鎢精礦品位和回收率的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，以準(zhǔn)確計(jì)算選礦效益。例如，運(yùn)用回歸分析方法，建立鎢精礦品位和回收率與選礦工藝參數(shù)（如磨礦細(xì)度、藥劑用量、浮選時(shí)間等）之間的函數(shù)關(guān)系，從而預(yù)測(cè)不同工藝參數(shù)下的選礦效益。冶金效益同樣關(guān)鍵，主要涉及冶煉過(guò)程中的鎢回收率、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)成本等因素。冶煉過(guò)程中的鎢回收率直接影響到最終產(chǎn)品的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，高回收率能提高產(chǎn)品的產(chǎn)出，增加企業(yè)的收益。產(chǎn)品質(zhì)量則決定了產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，高質(zhì)量的鎢產(chǎn)品能獲得更高的市場(chǎng)價(jià)格。在構(gòu)建冶金效益評(píng)估模型時(shí)，考慮冶煉工藝的反應(yīng)條件（如溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間等）對(duì)鎢回收率和產(chǎn)品質(zhì)量的影響，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論分析，確定最佳的冶煉工藝參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)冶金效益的最大化。例如，利用響應(yīng)面分析法，研究冶煉溫度、壓力和反應(yīng)時(shí)間對(duì)鎢回收率和產(chǎn)品質(zhì)量的交互影響，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化冶煉工藝參數(shù)。成本分析涵蓋了選礦和冶煉過(guò)程中的各項(xiàng)成本，包括原料成本、能源成本、設(shè)備折舊成本、人工成本、藥劑成本等。準(zhǔn)確計(jì)算各項(xiàng)成本是評(píng)估選-冶聯(lián)合工藝經(jīng)濟(jì)可行性的基礎(chǔ)。對(duì)于原料成本，根據(jù)鎢礦的采購(gòu)價(jià)格和用量進(jìn)行計(jì)算；能源成本則根據(jù)選礦和冶煉過(guò)程中的電力、燃料等能源消耗以及相應(yīng)的價(jià)格進(jìn)行核算；設(shè)備折舊成本按照設(shè)備的購(gòu)置價(jià)格、使用壽命和折舊方法進(jìn)行計(jì)算；人工成本根據(jù)員工的工資、福利等支出進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；藥劑成本根據(jù)選礦和冶煉過(guò)程中使用的各種藥劑的價(jià)格和用量進(jìn)行確定。通過(guò)對(duì)各項(xiàng)成本的詳細(xì)分析，建立成本分析模型，為綜合效益評(píng)估提供數(shù)據(jù)支持。綜合效益評(píng)估是將選礦效益、冶金效益和成本分析結(jié)果進(jìn)行整合，以全面評(píng)估選-冶聯(lián)合工藝的經(jīng)濟(jì)效益。采用凈現(xiàn)值（NPV）、內(nèi)部收益率（IRR）、投資回收期等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，對(duì)選-冶聯(lián)合工藝的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行量化分析。凈現(xiàn)值是指在項(xiàng)目計(jì)算期內(nèi)，按設(shè)定折現(xiàn)率或基準(zhǔn)收益率計(jì)算的各年凈現(xiàn)金流量現(xiàn)值的代數(shù)和，它考慮了資金的時(shí)間價(jià)值，能夠反映項(xiàng)目在整個(gè)壽命期內(nèi)的盈利能力。內(nèi)部收益率是使項(xiàng)目?jī)衄F(xiàn)值為零時(shí)的折現(xiàn)率，它反映了項(xiàng)目投資的實(shí)際收益率。投資回收期是指項(xiàng)目從開(kāi)始投資到收回全部投資所需要的時(shí)間，它衡量了項(xiàng)目投資的回收速度。通過(guò)計(jì)算這些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，判斷選-冶聯(lián)合工藝是否具有經(jīng)濟(jì)可行性，并與傳統(tǒng)工藝進(jìn)行對(duì)比分析，評(píng)估新工藝的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。在構(gòu)建評(píng)價(jià)模型時(shí)，還充分考慮了市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)、政策法規(guī)變化等外部因素對(duì)選-冶聯(lián)合工藝效益的影響。通過(guò)建立敏感性分析模型，分析這些外部因素的變化對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響程度，為企業(yè)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)和政策變化提供參考依據(jù)。例如，分析鎢精礦價(jià)格波動(dòng)對(duì)凈現(xiàn)值和內(nèi)部收益率的影響，確定價(jià)格波動(dòng)的敏感區(qū)間，以便企業(yè)在市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)時(shí)能夠及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)策略，降低風(fēng)險(xiǎn)。6.2選礦效益分析選礦效益的計(jì)算基于一系列關(guān)鍵參數(shù)，其一般數(shù)學(xué)表達(dá)式為：B_{選礦}=P_{鎢精礦}×Q_{鎢精礦}×γ_{鎢精礦}-C_{選礦}，其中B_{選礦}表示選礦效益，P_{鎢精礦}為鎢精礦價(jià)格，Q_{鎢精礦}是鎢精礦產(chǎn)量，γ_{鎢精礦}為鎢精礦回收率，C_{選礦}代表選礦成本。對(duì)于選礦企業(yè)采用新工藝后的效益變化，可通過(guò)對(duì)比新工藝與原工藝的選礦效益來(lái)計(jì)算。設(shè)原工藝的選礦效益為B_{原}，新工藝的選礦效益為B_{新}，則效益變化量\DeltaB=B_{新}-B_{原}。在計(jì)算原工藝的選礦效益B_{原}時(shí)，根據(jù)原工藝的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，假設(shè)原工藝下鎢精礦價(jià)格為P_{原}，產(chǎn)量為Q_{原}，回收率為γ_{原}，選礦成本為C_{原}，則B_{原}=P_{原}×Q_{原}×γ_{原}-C_{原}。以某選礦廠為例，原工藝下鎢精礦價(jià)格為15萬(wàn)元/噸，產(chǎn)量為1000噸，回收率為60%，選礦成本為8000萬(wàn)元。將這些數(shù)據(jù)代入公式可得：B_{原}=15×1000×60\%-8000=1000萬(wàn)元。對(duì)于新工藝的選礦效益B_{新}，同樣根據(jù)新工藝的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。假設(shè)新工藝下鎢精礦價(jià)格為P_{新}（假設(shè)價(jià)格不變，P_{新}=P_{原}=15萬(wàn)元/噸），產(chǎn)量為Q_{新}，回收率為γ_{新}，選礦成本為C_{新}。若新工藝下產(chǎn)量提高到1200噸，回收率提高到70%，選礦成本因采用新技術(shù)增加到8500萬(wàn)元。則B_{新}=15×1200×70\%-8500=4100萬(wàn)元。通過(guò)對(duì)比可知，效益變化量\DeltaB=B_{新}-B_{原}=4100-1000=3100萬(wàn)元，表明新工藝使選礦效益顯著提升。影響選礦效益的因素眾多，鎢精礦品位和回收率是關(guān)鍵因素。高品位的鎢精礦能在市場(chǎng)上獲得更高的價(jià)格，直接增加選礦效益。如在某試驗(yàn)中，鎢精礦品位從60%提高到65%，其市場(chǎng)價(jià)格每噸可提高1-2萬(wàn)元?；厥章实奶岣咭馕吨嗟逆u資源被回收利用，增加了鎢精礦產(chǎn)量，從而提高選礦效益。當(dāng)回收率從60%提高到70%時(shí)，在相同的原礦處理量下，鎢精礦產(chǎn)量相應(yīng)增加，選礦效益隨之提升。選礦成本對(duì)效益的影響也不容忽視，它涵蓋了多個(gè)方面。設(shè)備投資成本方面，先進(jìn)的選礦設(shè)備雖一次性投資較大，但能提高選礦效率和產(chǎn)品質(zhì)量，從長(zhǎng)期來(lái)看可能降低單位成本，提高選礦效益。如某選礦廠更新了浮選設(shè)備，投資增加了500萬(wàn)元，但選礦效率提高了15%，鎢精礦品位和回收率也有所提升，最終使選礦效益得到提高。能源消耗成本是選礦成本的重要組成部分，選礦過(guò)程中需要消耗大量的電力、燃料等能源。若能源價(jià)格上漲，選礦成本將增加，效益降低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，能源價(jià)格每上漲10%，選礦成本將增加5%-8%。藥劑成本同樣影響選礦效益，新型浮選藥劑的研發(fā)和應(yīng)用能提高選礦指標(biāo)，但價(jià)格可能較高。通過(guò)優(yōu)化藥劑制度，合理選擇和使用藥劑，可在保證選礦效果的前提下降低藥劑成本。人工成本也在選礦成本中占一定比例，隨著勞動(dòng)力成本的上升，人工成本對(duì)選礦效益的影響逐漸增大。通過(guò)提高自動(dòng)化水平，減少人工操作，可降低人工成本，提高選礦效益。6.3冶金效益分析低品位黑白鎢混合精礦直接水冶新工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，對(duì)評(píng)估該工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要。以某低品位黑白鎢混合精礦為研究對(duì)象，其WO?品位為40%-50%，通過(guò)直接水冶新工藝進(jìn)行處理。在堿煮過(guò)程中，當(dāng)氫氧化鈉濃度為40%，反應(yīng)溫度為150℃，反應(yīng)時(shí)間為3h時(shí)，鎢的浸出率可達(dá)90%以上。通過(guò)離子交換和蒸發(fā)結(jié)晶等后續(xù)工序，最終得到的仲鎢酸銨（APT）產(chǎn)品純度達(dá)到99.9%以上，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。冶金效益的計(jì)算模型建立在對(duì)各項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)的準(zhǔn)確考量之上，其一般數(shù)學(xué)表達(dá)式為：B_{冶金}=P_{APT}×Q_{APT}×γ_{APT}-C_{冶金}，其中B_{冶金}表示冶金效益，P_{APT}為仲鎢酸銨（APT）價(jià)格，Q_{APT}是APT產(chǎn)量，γ_{APT}為APT回收率，C_{冶金}代表冶金成本。以某企業(yè)采用新工藝前后的冶金效益變化為例進(jìn)行分析。設(shè)原工藝的冶金效益為B_{原冶}，新工藝的冶金效益為B_{新冶}，則效益變化量\DeltaB_{冶}=B_{新冶}-B_{原冶}。在計(jì)算原工藝的冶金效益B_{原冶}時(shí)，假設(shè)原工藝下APT價(jià)格為P_{原冶}，產(chǎn)量為Q_{原冶}，回收率為γ_{原冶}，冶金成本為C_{原冶}，則B_{原冶}=P_{原冶}×Q_{原冶}×γ_{原冶}-C_{原冶}。若原工藝下APT價(jià)格為20萬(wàn)元/噸，產(chǎn)量為800噸，回收率為80%，冶金成本為10000萬(wàn)元。將這些數(shù)據(jù)代入公式可得：B_{原冶}=20×800×80\%-10000=2800萬(wàn)元。對(duì)于新工藝的冶金效益B_{新冶}，假設(shè)新工藝下APT價(jià)格為P_{新冶}（假設(shè)價(jià)格不變，P_{新冶}=P_{原冶}=20萬(wàn)元/噸），產(chǎn)量為Q_{新冶}，回收率為γ_{新冶}，冶金成本為C_{新冶}。若新工藝下產(chǎn)量提高到900噸，回收率提高到85%，冶金成本因采用新技術(shù)增加到10500萬(wàn)元。則B_{新冶}=20×900×85\%-10500=4800萬(wàn)元。通過(guò)對(duì)比可知，效益變化量\DeltaB_{冶}=B_{新冶}-B_{原冶}=4800-2800=2000萬(wàn)元，表明新工藝使冶金效益顯著提升。影響冶金效益的因素眾多，產(chǎn)品質(zhì)量和回收率是關(guān)鍵因素。高品質(zhì)的APT產(chǎn)品能在市場(chǎng)上獲得更高的價(jià)格，直接增加冶金效益。如在某市場(chǎng)環(huán)境下，APT產(chǎn)品純度從99.5%提高到99.9%，其市場(chǎng)價(jià)格每噸可提高1-3萬(wàn)元?；厥章实奶岣咭馕吨嗟逆u被轉(zhuǎn)化為APT產(chǎn)品，增加了產(chǎn)品產(chǎn)量，從而提高冶金效益。當(dāng)回收率從80%提高到85%時(shí)，在相同的原料處理量下，APT產(chǎn)量相應(yīng)增加，冶金效益隨之提升。冶金成本對(duì)效益的影響也十分顯著，它涵蓋了多個(gè)方面。能源消耗成本在冶金過(guò)程中占比較大，水冶過(guò)程需要消耗大量的電力、蒸汽等能源。若能源價(jià)格上漲，冶金成本將增加，效益降低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，能源價(jià)格每上漲10%，冶金成本將增加6%-9%。原材料成本也是重要組成部分，氫氧化鈉等原材料的價(jià)格波動(dòng)會(huì)直接影響冶金成本。通過(guò)優(yōu)化工藝，降低原材料消耗，可有效控制成本。設(shè)備投資和維護(hù)成本同樣不容忽視，先進(jìn)的設(shè)備雖能提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，但投資較大，需要合理評(píng)估設(shè)備的性價(jià)比。在設(shè)備使用過(guò)程中，定期維護(hù)和保養(yǎng)可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低設(shè)備故障帶來(lái)的損失。6.4成本分析成本分析是選-冶聯(lián)合工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型的關(guān)鍵組成部分，它全面涵蓋了選礦和冶煉過(guò)程中的各項(xiàng)成本，包括原料成本、能耗成本、設(shè)備折舊、人工成本等。準(zhǔn)確分析和計(jì)算這些成本，對(duì)于評(píng)估選-冶聯(lián)合工藝的經(jīng)濟(jì)可行性和優(yōu)化工藝具有重要意義。在原料成本方面，以鎢礦選礦為例，若原礦品位為1%，生產(chǎn)1噸WO?含量為65%的鎢精礦，根據(jù)理論計(jì)算，需要處理約65噸原礦。假設(shè)原礦采購(gòu)價(jià)格為500元/噸，運(yùn)輸費(fèi)用為100元/噸，則每噸鎢精礦的原料成本為(500+100)×65=39000元。若采用低品位復(fù)雜難處理鎢礦選-冶聯(lián)合新工藝，通過(guò)提高選礦回收率，假設(shè)可將原礦處理量降低至60噸，在原礦價(jià)格和運(yùn)輸費(fèi)用不變的情況下，每噸鎢精礦的原料成本變?yōu)?500+100)×60=36000元，成本降低了3000元。能耗成本在選礦和冶煉過(guò)程中占比較大。在選礦過(guò)程中，以磨礦作業(yè)為例，某選礦廠采用傳統(tǒng)工藝時(shí)，磨礦設(shè)備的功率為500kW，每天運(yùn)行20小時(shí)，電價(jià)為0.8元/度，處理原礦量為1000噸。則每天的磨礦能耗成本為500×20×0.8=8000元，每噸原礦的磨礦能耗成本為8元。采用新工藝后，通過(guò)優(yōu)化磨礦流程和設(shè)備，磨礦設(shè)備功率降低至400kW，每天運(yùn)行時(shí)間縮短至18小時(shí)。此時(shí)每天的磨礦能耗成本為400×18×0.8=5760元，每噸原礦的磨礦能耗成本降低至5.76元，降幅明顯。在冶煉過(guò)程中，以高堿壓煮溶出工藝為例，該工藝在高溫高壓條件下進(jìn)行，需要消耗大量的蒸汽和電力。假設(shè)每生產(chǎn)1噸仲鎢酸銨（APT），需要消耗蒸汽5噸，蒸汽價(jià)格為200元/噸，消耗電力2000度，電價(jià)為0.8元/度。則每噸APT的能耗成本為5×200+2000×0.8=2600元。若采用新型的節(jié)能設(shè)備和優(yōu)化的工藝參數(shù)，使蒸汽消耗降低至4噸，電力消耗降低至1800度。則每噸APT的能耗成本變?yōu)?×200+1800×0.8=2240元，成本降低了360元。設(shè)備折舊成本也是成本分析的重要內(nèi)容。假設(shè)某選礦廠購(gòu)置一套價(jià)值1000萬(wàn)元的選礦設(shè)備，設(shè)備使用壽命為10年，每年工作300天，每天處理原礦1000噸。采用直線折舊法，每年的設(shè)備折舊費(fèi)用為1000÷10=100萬(wàn)元。則每噸原礦的設(shè)備折舊成本為1000000÷(300×1000)≈3.33元。若設(shè)備經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，使用壽命延長(zhǎng)至12年。則每年的設(shè)備折舊費(fèi)用變?yōu)?000÷12≈83.33萬(wàn)元，每噸原礦的設(shè)備折舊成本降低至833300÷(300×1000)≈2.78元。人工成本同樣不容忽視。某選礦廠有員工100人，平均每人每月工資為5000元，福利費(fèi)用為工資的20%。則每月的人工成本為100×5000×(1+20%)=600000元。若該廠每月處理原礦30000噸，則每噸原礦的人工成本為600000÷30000=20元。通過(guò)提高自動(dòng)化水平，減少員工數(shù)量至80人。則每月的人工成本變?yōu)?0×5000×(1+20%)=480000元，每噸原礦的人工成本降低至480000÷30000=16元。6.5綜合效益評(píng)估綜合效益評(píng)估是全面考量低品位復(fù)雜難處理鎢礦選-冶聯(lián)合新工藝整體價(jià)值的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其評(píng)估模型綜合考慮了選礦和冶金效益、成本及其他因素。該模型的一般數(shù)學(xué)表達(dá)式為：B_{綜合}=B_{選礦}+B_{冶金}-C_{總}(cāng)，其中B_{綜合}表示綜合效益，B_{選礦}為選礦效益，B_{冶金}是冶金效益，C_{總}(cāng)代表選礦和冶煉的總成本。以某鎢礦企業(yè)采用新工藝前后的綜合效益變化為例進(jìn)行分析。設(shè)原工藝的綜合效益為B_{原綜}，新工藝的綜合效益為B_{新綜}，則效益變化量\DeltaB_{綜}=B_{新綜}-B_{原綜}。在計(jì)算原工藝的綜合效益B_{原綜}時(shí)，假設(shè)原工藝下選礦效益為B_