王國(guó)棟，曹 亮，張國(guó)霞

(西北有色金屬研究院，陜西 西安 710016)

1 鉬精礦中鉛的危害及鉬鉛分離研究現(xiàn)狀

1.1 鉬精礦中鉛的危害

在鉬精礦中，鉛作為一種雜質(zhì)，含量越低越好。但是，方鉛礦往往與輝鉬礦共生，方鉛礦也屬于易浮礦物，在選鉬時(shí)，在粗精礦中，鉛也得到富集。據(jù)測(cè)定，有30%左右的鉛進(jìn)入粗精礦中，使粗精礦中鉛的品位比原礦中的品位提高了幾倍至幾十倍。

鉬精礦含鉛高導(dǎo)致連鎖的環(huán)境污染。在煉鋼溫度下，氧化鉬中的鉛可能轉(zhuǎn)化為黃丹和鉛丹等有毒氣體，污染生態(tài)環(huán)境且影響人體健康，鉛氧化物不但屬劇毒，且易在人體中積累。這樣要花大量的投資進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控與環(huán)境保護(hù)［1］。

用高鉛氧化鉬煉制鉬鐵時(shí)，鉛也污染環(huán)境。在我國(guó)大多數(shù)鉬鐵廠忽視高鉛的存在。美國(guó)生產(chǎn)的60 鉬鐵，按ASTM A32-76 標(biāo)準(zhǔn)，鉬鐵中含鉛不大于0.001%，對(duì)鉬鐵中的含鉛量的要求比銅、磷等有害元素的要求更加苛刻［1］。

因此，近幾年來，許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家煉鋼所用的工業(yè)氧化鉬含鉛不大于0.050%，目前高鉛氧化鉬難以出口，按工業(yè)氧化鉬與鉬精礦的焙燒比可換算出，選礦廠生產(chǎn)的鉬精礦含鉛不大于0.040%。由于環(huán)境保護(hù)要求日益苛刻，可以預(yù)期，未來冶煉對(duì)氧化鉬含鉛量要求可能再降低，這也將是必然趨勢(shì)［1］。

不考慮環(huán)境因素，鉛含量高可能導(dǎo)致鋼的性能下降。在深加工過程中，鉬和鉛的氧化物生成難溶的鉬酸鉛而降低鉬的回收率，且電器、航空航天、化工所需要的純鉬原件要再次降鉛需要大量的工作，否則直接影響該產(chǎn)品的質(zhì)量［2］。

1.2 鉬鉛分離研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)鉬精礦降鉛主要采用精礦再磨、鉛礦物抑制劑抑鉛浮鉬、鹽酸浸出等途徑。國(guó)外鉬礦多采用鉬精礦多次再磨，使得鉛礦物完全達(dá)到單體解離，實(shí)現(xiàn)了有效降鉛，但其生產(chǎn)成本較高。智利采用兩段再磨-加溫浮選工藝，達(dá)到了鉬精礦降鉛目的。

鉬鉛分離主要采用重鉻酸鉀、硫化鈉和磷諾克斯等作為方鉛礦的有效抑制劑。重鉻酸鉀對(duì)方鉛礦的抑制作用很強(qiáng)，方鉛礦一旦被抑制，就難以活化［3］。此外，因?yàn)榄h(huán)境與生態(tài)問題，國(guó)內(nèi)外紛紛研究取代有致癌作用的高價(jià)鉻離子污染的重鉻酸鹽法。大量的硫化鈉對(duì)方鉛礦有極好的抑制效果，但用量太大，造成生產(chǎn)成本高。目前世界上大型銅鉬選廠有30%采用磷諾克斯藥劑抑制鉛，作業(yè)十分穩(wěn)定［1］。但使用磷諾克斯時(shí)，其氣味十分刺鼻，使得選礦廠工人工作條件極差，需采用全密閉的浮選機(jī)進(jìn)行浮選。

近幾年國(guó)內(nèi)對(duì)于降低鉬精礦中鉛含量的技術(shù)研究有很多相關(guān)報(bào)導(dǎo)，并且針對(duì)不同的礦石進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)，取得了一定的進(jìn)展，但是很多研究只停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。

楊金林等針對(duì)某高鉛、低品位鉬精礦，采用加活性炭脫藥和再磨浮選后，鉬精礦中鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍達(dá)不到0.3%以下的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，故采用氯化酸浸法降鉛，最終使鉬精礦中鉬品位達(dá)到53.8%，鉛品位降到0.2%［4］。

王漪靖分析了金堆城鉬精礦含鉛高的原因是:原礦含鉛高;精選作業(yè)鉛抑制劑用量不足;鉬精選油藥污染嚴(yán)重;旋流器分級(jí)效果差，方鉛礦與輝鉬礦過磨等。提出了降鉛的對(duì)策和措施:強(qiáng)化再磨分級(jí)管理，提高旋流器分級(jí)效率;改變磷諾克斯配比及添加制度;嚴(yán)格工藝紀(jì)律，強(qiáng)化正規(guī)操作［5］。

張文鉦認(rèn)為粗精礦兩段再磨再選并使用磷諾克斯抑制方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦是提高鉬精礦質(zhì)量與鉬精礦降鉛的有效途徑［1］。

雷明等對(duì)金堆城鉬精礦采用氯鹽浸出法降鉛，完成了擴(kuò)大試驗(yàn)，共浸出6 次，使用精礦1.409 t，浸液用鹽酸和三氯化鐵，溫度70～90 ℃，pH=0.2～0.5，時(shí)間1 h?？墒广f精礦中鉛由0.096%降低到0.018 5%，超過了德國(guó)公司提出的標(biāo)準(zhǔn)Pb＜0.05%的要求，鉬的品位由52.2%提高到53.87%［2］。

2 礦石性質(zhì)研究

針對(duì)委托方提供的礦石樣品，經(jīng)破碎至試驗(yàn)用粒度后，充分混勻用作試驗(yàn)用。按規(guī)范取樣進(jìn)行化學(xué)分析及物相分析。分析結(jié)果見表1、表2。由表1化學(xué)多元素分析結(jié)果可知，該礦石屬于高品位鉬礦石。該礦石中鉛、硫、鐵等元素均有回收價(jià)值，金、銀等其他金屬品位較低，不具有綜合回收價(jià)值。由表2 鉬礦物物相分析結(jié)果可知，該礦石中鉬以硫化礦物為主。

表1 化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2 鉬物相分析結(jié)果

對(duì)礦石進(jìn)行X-射線衍射分析及巖礦鑒定分析，主要礦石礦物及其含量為:輝鉬礦1.1%、磁鐵礦7.6%、方鉛礦1.1%、黃鐵礦3.9%、黃銅礦0.20%、赤鐵礦7.9%，合計(jì)21.8%。有脈石礦物及其含量為:斜長(zhǎng)石29.4%、鉀長(zhǎng)石16.7%，石英10.6%、白云母5.5%、碳酸鹽14.2%、綠泥石1.5%，合計(jì)78.2%。其中可選礦石礦物為輝鉬礦、方鉛礦、磁鐵礦、黃鐵礦。

3 可選性試驗(yàn)研究

由于礦石中鉬、鉛、硫、鐵均具有綜合價(jià)值，且鉬、鉛品位較高，通過礦石可選性試驗(yàn)研究，確定該礦石適于采用鉬鉛優(yōu)先混合浮選——鉬、鉛分離，尾礦選硫，浮硫尾礦磁選鐵的工藝流程。最佳工藝條件及工藝流程見圖1。

3.1 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

為確定鉬、鉛優(yōu)先混合最佳粗選磨礦細(xì)度，進(jìn)行磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)，試驗(yàn)采用一次粗選工藝流程，試驗(yàn)結(jié)果見表3。由表3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，隨磨礦細(xì)度增加，粗精礦鉬品位降低，鉬金屬回收率增加，對(duì)磨礦細(xì)度為-0.074 mm 65%時(shí)，粗精礦鉬品位及鉬金屬回收率達(dá)到最佳值。

表3 粗選磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)結(jié)果

圖1 混合浮選閉路試驗(yàn)工藝流程

3.2 粗選鉛抑制劑種類試驗(yàn)研究

由于原礦中鉬、鉛品位均較高，需在優(yōu)先混合浮選粗選段即添加鉛、硫等礦物抑制劑，以保證最終鉬精礦中鉛等雜質(zhì)含量不超標(biāo)。采用一次粗選工藝進(jìn)行粗選抑制劑種類探索實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中分別對(duì)比石灰、硅酸鈉、硫化鈉、巰基乙酸鈉等藥劑單獨(dú)使用與組合使用對(duì)粗精礦中鉛抑制效果。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，采用硫化鈉與硅酸鈉組合藥劑對(duì)礦石中鉛礦物抑制效果最佳，本次試驗(yàn)采用硫化鈉與硅酸鈉組合藥劑作為粗選鉛抑制劑。

3.3 粗選精礦再磨探索試驗(yàn)

由于粗選磨礦細(xì)度確定為-0.074 mm 65%，粗選精礦鉬、鉛等金屬礦物難以實(shí)現(xiàn)單體解離，不利于后續(xù)精選作業(yè)鉬、鉛浮選分離，進(jìn)行粗選精礦再磨探索試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)再磨細(xì)度達(dá)到-0.045 mm 70%左右時(shí)，鉬精礦品位可達(dá)45%以上，鉬精礦中鉛含量可低至0.082% 以下。再磨可使鉬、鉛實(shí)現(xiàn)有效分離。

3.4 鉬鉛掃選尾礦綜合回收

鉬鉛混浮粗選尾礦經(jīng)一次掃選后，加硫酸調(diào)整pH 值至4～5，使用乙基黃藥作為捕收劑浮選硫，選硫工藝采用1 粗1 精1 掃工藝，可獲得硫品位為32.55%的硫精礦，硫回收率57.81%。

對(duì)浮硫尾礦磁選回收磁鐵礦，經(jīng)過1 粗1 精工藝，可獲得品位為60.45% 的鐵精礦，鐵回收率47.99%。

表4 粗選鉛抑制劑種類探索試驗(yàn)結(jié)果

表5 粗選精礦再磨探索試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

(1)陜西某鉬礦礦石屬于高品位多金屬鉬礦石，其中鉬品位0.39%，鉛品位0.71%，硫品位1.90%，鐵品位7.23%。礦石中主要礦物除磁鐵礦外，均為硫化礦，均具有較好的可浮性，有利于綜合回收。

(2)針對(duì)礦石的性質(zhì)及鉬、鉛兩種礦物的伴生關(guān)系及可浮性好等特點(diǎn)，采用粗磨-鉬鉛優(yōu)先混浮-再磨-鉬鉛分離，尾礦浮硫，浮硫尾礦磁選的工藝流程。通過試驗(yàn)研究，最終可獲得指標(biāo)如下:鉬精礦品位52.32%，鉬金屬回收率92.76%;鉛精礦品位40.16%，鉛金屬回收率69.01%;硫精礦品位32.55%，硫回收率57.81%;鐵精礦品位60.45%，鐵回收率47.99%。

(3)由于采用鉬鉛優(yōu)先混合浮選工藝進(jìn)行鉬選別作業(yè)，在粗選段即條件鉛礦物抑制劑，以便后續(xù)鉬精選作業(yè)所得鉬進(jìn)行鉛金屬含量達(dá)標(biāo)。通過探索試驗(yàn)結(jié)果可知，硅酸鈉與硫化鈉組合藥劑可在粗選段有效抑制鉛礦物上浮。

［1］張文鉦.鉬精礦降鉛辦法［J］.中國(guó)鉬業(yè)，2003，27(4):3-4.

［2］雷 明，徐引行.金堆城鉬業(yè)公司精礦降鉛研究［J］.西部探礦工程，1994，16(6):53-56.

［3］龔明光.泡沫浮選［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2008.

［4］楊金林.多金屬難選鉬礦試驗(yàn)研究［D］.西安:西安建筑科技大學(xué)碩士論文.2006:1-64.

［5］王漪靖.鉬精礦鉛高原因分析及對(duì)策［J］.中國(guó)鉬業(yè)，2002，26(6):11-14.