范佳志,王偉明
(中鐵資源集團(tuán)伊春鹿鳴礦業(yè)有限公司,黑龍江 伊春 153000)
鉬是現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的一種金屬元素,是生產(chǎn)合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼和合金鑄鐵等的重要的組成部分,其主要來自輝鉬礦[1,2]。輝鉬礦可浮性好,同起泡劑和捕收劑作用,經(jīng)浮選工藝后得到鉬精礦,鉬精礦經(jīng)化工、冶煉等工藝進(jìn)一步深加工后,被廣泛應(yīng)用于國防、油氣運輸、化工冶金、機(jī)械制造等領(lǐng)域[3]。當(dāng)今,輝鉬礦最經(jīng)典的捕收劑為烴油類,烴油類中被廣泛使用的是煤油和柴油,國內(nèi)以煤油最為常見。但隨著輝鉬礦易選礦床的減少,貧化問題越發(fā)嚴(yán)重,鉬品位越來越低,對捕收劑的水溶性、化學(xué)活性、選擇性等指標(biāo)要求越來越高,因此,一些新型高效藥劑不斷被研發(fā),以達(dá)到鉬資源的充分利用[4]。
輝鉬礦采用烴油做捕收劑由來已久,目前,國內(nèi)大型鉬礦山采用煤油做捕收劑比較普遍,國內(nèi)礦山如伊春鹿鳴礦業(yè)有限公司、秦嶺鉬業(yè)等均使用煤油作為選鉬捕收劑。而國外多用蒸汽油加辛太克斯、芳香油等,如Ashdown 鉬礦、Climax 鉬礦等[5]。烴油類捕收劑具有可浮性強(qiáng),選擇性好的優(yōu)點,主要是通過范德華力吸附在礦物表面,卻存在著化學(xué)性較低,難溶于水,分散度較低等缺點[6,7]。增大藥劑用量會照成泡沫變脆的可能性,導(dǎo)致回收率下降。為提高選礦回收率,乳化烴油,在烴油中添加其他藥劑制成復(fù)合捕收劑應(yīng)運而生。
乳化就是讓互不相溶的兩種物質(zhì)通過機(jī)械攪拌或是化學(xué)作用變成一種混合乳狀液,并可以在一定時間內(nèi)保持穩(wěn)定。目前烴油的乳化主要是同乳化劑發(fā)生化學(xué)作用實現(xiàn)[8]。乳化煤油、乳化柴油均有報導(dǎo)。常用的乳化劑主要是辛太克斯、硫單甘酯、PF-100 等,選鉬廠最常見的乳化劑是辛太克斯和聚丙烯乙二醇,前者被Climax 和Henderson 采用,后者被智利某銅鉬選礦廠乳化柴油,據(jù)稱粗選鉬的回收率提高了1 個~4 個百分點[9]。
烴油類經(jīng)過乳化處理后,在選鉬小型試驗中,精礦的回收率等選礦指標(biāo)均得到了顯著的提高,但因成本,工藝改造等限制,目前在國內(nèi)大型礦山選礦中的應(yīng)用基本處于空白狀態(tài)。
為了提高品位和回收率,烴油類捕收劑可與其他捕收劑混合使用,制成復(fù)合藥劑,常見的方式有兩種,一是各種烴油按照一定比例混合,二是烴油類與其他捕收劑混合使用。
宛鶴等人將不同碳鏈長度的飽和脂肪烴復(fù)合使用,對脂肪烴中不同碳鏈長度組分的比例進(jìn)行優(yōu)化,獲得了一種基于脂肪烴的復(fù)合烴油選鉬捕收劑。此種捕收劑增強(qiáng)了對輝鉬礦顆粒的捕收能力,同時改善了其在礦漿中的彌散性能[10]。
捕收劑GR-713 是河南省巖礦測試中心自主研發(fā)的一種新型捕收劑。該藥劑是通過向煤油添加改性劑制得,具有適應(yīng)性較強(qiáng)、針對性較好的特點,該藥劑對于嵌布粒度較細(xì)及可浮性較差鉬礦樣的浮選實驗,體現(xiàn)出用量少、捕收能力強(qiáng)、選擇性較好,降低輔助藥劑消耗等方面的優(yōu)勢[11]。
隨著鉬礦的持續(xù)開采,以及選礦工藝的發(fā)展,越來越多的低品位鉬礦被開發(fā),同時各種多金屬礦山的綜合開發(fā)利用的勢在必行,我國傳統(tǒng)的捕收劑的捕收能力不能夠滿足多項需求,對各種新型選鉬捕收劑的開發(fā)引起了越來越多的關(guān)注。
TY225 輝鉬礦浮選捕收劑具有易于分散、浮選速度快、捕收能力強(qiáng)、浮選泡沫穩(wěn)定等特點。用TY225 替代柴油,對赤峰金鑫礦業(yè)有限公司輝鉬礦進(jìn)行浮選研究。小型浮選試驗顯示鉬浮選回收率可提高至85%。TY225 用量為22g/t,2#油用量減少50%,僅為30g/t。工業(yè)試驗試驗結(jié)果表明,TY225 用量與柴油相當(dāng)?shù)那疤嵯?,所得鉬礦產(chǎn)品品位相當(dāng),回收率提高了3.51 個百分點,同時起泡劑用量可節(jié)省50%,因此采用TY225 替代柴油作為選鉬捕收劑在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)方面均具有可行性[12]。
XLM-1 是一種基于脂肪烴的復(fù)合烴油,通過引入陽離子-π和π-π 作用,添加適量稠環(huán)芳烴的方法,獲得一種基于脂肪烴和稠環(huán)芳烴的復(fù)合烴油選鉬捕收劑XLM-2[13]。XLM-2 能夠增強(qiáng)輝鉬礦顆?!袄狻钡氖杷裕軌蛴行Ц纳聘哜}回水中輝鉬礦浮選效果。在粗精礦品位相近的情況下,XLM-2 作為捕收劑,在高鈣回水選鉬回收率較XLM-1 作為捕收劑提高了3%以上。
MY 捕收劑是廣東省資源綜合利用研究所自主研發(fā)的一種合成類浮鉬藥劑,尤其對輝鉬礦具有良好的選擇性捕收效果。課題組首先對某硫化混合精礦,進(jìn)行加溫預(yù)處理,以去除混合精礦表面的殘留藥劑。采用一粗一四精一掃的鉬浮選分離工藝,采用MY 捕收劑,最終的捕收劑用量為120g/t。鉬浮選閉路試驗獲得了品位45.24%,作業(yè)回收率86.88%的鉬精礦,實現(xiàn)了混合精礦中鉬的高效分離,并使銅、鉍盡可能的富集至浮鉬尾礦中[14]。
林東建等人分別對東北某銅鉬礦、河南某銅鉬礦和內(nèi)蒙古某銅鉬礦進(jìn)行浮選試驗,采用新型捕收劑HB-M5 與現(xiàn)場藥劑進(jìn)行小試對比試驗,結(jié)果表明,HB-M5 對銅鉬礦有較好的捕收性與選擇性,與現(xiàn)場藥劑相比,鉬精礦的回收率能提高2 個~4 個百分點,同時具有用量少,起泡劑用量低等優(yōu)勢,同時進(jìn)行的工業(yè)試驗表明,HB-M5 優(yōu)于現(xiàn)場在用捕收劑,與傳統(tǒng)藥劑相比,在提高鉬回收率及品位方面有著較強(qiáng)的優(yōu)勢[15]。
JJ-4#是一種鉬捕收劑,針對嵌布粒度較細(xì),裸露面較小的鉬礦物,該捕收劑捕收能力強(qiáng)、作用時間持久。對內(nèi)蒙古某細(xì)脈浸染型低品位貧礦石浮選的小型試驗研究及工業(yè)試驗表明,混合浮選段鉬回收率由76.29%提高到80.94%,混合精礦銅鉬品位未受影響,工業(yè)應(yīng)用中,混合段鉬回收率較之前的藥劑制度提高了4.65 個百分點。對同類礦山的生產(chǎn)具有一定實踐指導(dǎo)意義[16]。
KY6 是廣東省礦產(chǎn)應(yīng)用研究所自行研制的選鉬捕收劑,在其他浮選條件相同時,其與煤油對比浮選效果[17]。結(jié)果表明,閉路試驗使用KY6 后,精礦鉬品位和回收率分別較使用煤油時的50.52%和79.32%提高到52.59%和87.32%,而KY6 在用量僅為煤油總用量2/3。體現(xiàn)了KY6 具有藥劑用量少、泡沫穩(wěn)定、過程易于控制、選擇性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點。
近年來,對新型的選鉬捕收劑的研究與開發(fā)越來越深入,新型藥劑普遍具有藥劑用量少、泡沫穩(wěn)定、過程易于控制、選擇性強(qiáng)等優(yōu)勢。但是新型藥劑多處于實驗室小型試驗階段,應(yīng)用于實際工業(yè)生產(chǎn)的較少。藥劑成本、普遍應(yīng)用性、工業(yè)生產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)定性仍然是限值此類藥劑應(yīng)用的關(guān)鍵因素。目前傳統(tǒng)捕收劑仍是國內(nèi)外礦山的主流選擇,因此開發(fā)應(yīng)用性強(qiáng)、普遍性好、高效低成本的藥劑仍是研究者努力的方向。