張鐵志，桑海波

（東北大學(xué)設(shè)計(jì)研究院（有限公司），遼寧 沈陽 110166）

儲(chǔ)量巨大的鉬礦，我國(guó)居世界第一。但仍有很大比例的低品位鉬礦無法有效利用。如果在原低水平的基礎(chǔ)上進(jìn)行重復(fù)建設(shè)，將會(huì)導(dǎo)致過度開采、過度開挖、過度富礦和廢差開采等一系列嚴(yán)重情況，從而使鉬資源在尾礦泥中鉬資源的損失增加，同時(shí)尾礦中的重金屬元素也會(huì)給周圍環(huán)境帶來不可逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)重危害[1]。為了提高金屬鉬礦的開采及回收率，要對(duì)金屬鉬礦的開采工藝進(jìn)行優(yōu)化改造，此次工藝的改造過程有利于延長(zhǎng)金屬鉬礦的使用壽命，保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，減少礦產(chǎn)資源的消耗，有效地利用金屬鉬資源，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和歷史意義[2]。金屬鉬在礦產(chǎn)資源中屬于稀有金屬，具有熱硬性能好、熔點(diǎn)高以及耐高溫的特點(diǎn)，金屬鉬礦資源表面的金屬離子所具有的特性和種類，是選礦工藝流程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。金屬鉬資源的分布非常不均衡，根據(jù)地質(zhì)調(diào)查所的文獻(xiàn)資料，截止20世紀(jì)末期，世界范圍內(nèi)的金屬鉬儲(chǔ)備量達(dá)到了673萬噸，基礎(chǔ)儲(chǔ)備量也達(dá)到了1422萬噸[3]。由于礦產(chǎn)資源是一種不可再生資源，導(dǎo)致金屬鉬資源的儲(chǔ)備量越來越少，研究金屬鉬礦選礦工藝流程并進(jìn)行改造應(yīng)用，可以有效促進(jìn)礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，并在同種礦山中可以為礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)建設(shè)提供一定借鑒。

1 金屬鉬礦選礦工藝概述

金屬鉬礦最常用的選礦方法就是浮選法，而大多數(shù)金屬鉬元素都是在輝鉬礦回收得到的。其晶體結(jié)構(gòu)可為六邊形或?qū)訝?。這是由極性共價(jià)鍵s-mo和巖石之間的s-mo-s結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的。石頭與石頭的結(jié)合很薄弱。但是由于巖體具有強(qiáng)烈的共價(jià)鍵作用，許多輝鉬礦易沿構(gòu)造夾層開裂，斷口片狀或板狀，這就決定了輝鉬礦3具有良好的浮性。研究發(fā)現(xiàn)，研磨細(xì)度可使s-mo-s層解離，并使親水性表面比例減小。但是如果過細(xì)研磨，會(huì)逐漸增大s-mo的表面比例，可浮性會(huì)逐漸降低。雖然黃藥等極性捕收劑的適量使用可以對(duì)輝鉬礦進(jìn)行有效回收，但磨礦細(xì)度會(huì)引起二次沉淀，對(duì)浮選效果有較大影響。所以在選礦過程中，應(yīng)避免或防止研磨過細(xì)[4]。通過多階段分選或分段磨礦，使單一鉬礦物逐步解離，提高了金屬鉬在輝鉬礦中的回收率。三段一路的工藝流程是金屬鉬礦在破碎中經(jīng)常采用的工藝流程之一，這樣可以使金屬鉬的粒度控制在12mm～15mm之間。一般情況下，球磨機(jī)或棒磨-球磨流程是金屬鉬礦在磨礦中經(jīng)常使用的一種方式，在特殊情況下，還會(huì)使用半自磨的方式。浮選工藝流程是通過粗選的方式實(shí)現(xiàn)鉬粗精礦的產(chǎn)出，經(jīng)過兩段或者三段再磨，最后進(jìn)行五次到六次的精選之后得到金屬鉬精礦。在金屬鉬礦選礦工藝流程中，非極性油類物質(zhì)是選礦捕收劑的最佳選擇，可以使浮選的效果更佳明顯，在其中還要添加少量的起泡劑；此外，調(diào)整劑和脈石抑制劑可以選擇石灰和水玻璃，在一些比較簡(jiǎn)單的工藝流程中，還會(huì)采用諸如表面活性劑Syntex的油類乳化劑[5]。為保證金屬鉬礦的選礦質(zhì)量，對(duì)其中所含銅、鉛、鐵等元素進(jìn)行了分離。若鉬礦石中的雜質(zhì)仍未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，則需用化學(xué)方法輔助處理金屬鉬礦的選礦工藝。

2 金屬鉬礦選礦工藝流程

2.1 單一鉬礦選礦工藝流程

對(duì)多數(shù)單金屬鉬礦石，粗磨粗選－再磨再選是一種比較典型的選礦方法。從理論意義上來說，粗磨粗選可以提高金屬鉬礦在選礦工藝流程中的自然浮選性能。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，1/16金屬鉬礦～1/24金屬鉬礦經(jīng)過高餾程的預(yù)處理、寬沸點(diǎn)的乳化處理，與烴類石油共生，在自然浮選性能方面具有良好的表現(xiàn)[6]。金屬鉬礦雖然比較容易出現(xiàn)上浮，但是金屬鉬礦石中只含有少量的鉬元素，一般在0.01%～0.4%之間，通常情況下，金屬鉬的含量超過0.2%才可以被稱為富礦?？紤]到金屬鉬精礦質(zhì)量的要求比較高，一般要求金屬鉬的含量要超過45%～47%。因此，金屬鉬礦在浮選過程中的富集比都很高，通常在400以上，這時(shí)就需要對(duì)金屬鉬礦進(jìn)行多次高質(zhì)量的精選，精選的次數(shù)通常選擇4次～10次之間。采用捕收劑BKAP，在現(xiàn)場(chǎng)選礦工藝流程的條件下閉路可獲得較佳技術(shù)指標(biāo)，鉬回收率明顯高于現(xiàn)場(chǎng)鉬回收率。但由閉路試驗(yàn)結(jié)果可知，在尾礦中損失的。因此，在金屬鉬礦選礦工藝流程中，可以選擇粗磨－粗選的粗選段，進(jìn)一步粗磨處理粗磨－粗選產(chǎn)生的粗精礦，使其能夠充分地解離，最后再進(jìn)行多次精選操作，經(jīng)過多磨-再磨-多次精選的操作之后，就可以得到單一鉬礦的選礦工藝流程圖，如圖1所示。

圖1 單一鉬礦的選礦工藝流程

2.2 復(fù)雜鉬礦選礦工藝流程

很多金屬元素都來自復(fù)雜鉬礦石，在復(fù)雜鉬礦石中，對(duì)金屬鉬進(jìn)行回收利用，回收得到的鉬金屬含量可以達(dá)到世界金屬鉬元素總產(chǎn)量的48%[7]。然而以如果復(fù)雜鉬礦床含有大量的其他金屬，只含有少量的金屬鉬，通常以板巖礦床的形式存在，由于儲(chǔ)備量比較大，是金屬鉬的重要來源。由于復(fù)雜鉬礦床一般都是層狀結(jié)構(gòu)，在天然可浮性方面有良好的表現(xiàn)，通常與黃銅礦床、黃鐵礦密切共生。因此，從復(fù)雜鉬礦石中對(duì)鉬礦進(jìn)行回收，相比于以鉬礦為主的礦石中回收金屬鉬的難度更大，在工藝流程方面也會(huì)更加復(fù)雜，回收金屬鉬往往還有受到其他金屬元素回收的制約。

在復(fù)雜鉬礦石中進(jìn)行金屬鉬礦的選礦，原則上有兩種方法，即混合浮選和優(yōu)選浮選。其中，混合浮選是一種應(yīng)用比較多的方式，換句話說就是通過粗選得到復(fù)雜鉬礦的粗精礦，然后從復(fù)雜鉬礦粗精礦中分離其他金屬元素和金屬鉬元素。由于硫化類金屬礦物與金屬鉬礦都是容易上浮的礦物，而且兩者的可浮性比較接近，很容易就可以獲得復(fù)雜鉬精礦。但是在復(fù)雜鉬精礦中進(jìn)行其他金屬礦床與金屬鉬礦的分離難度是比較大的，通常要通過物理的方法或者物理化學(xué)結(jié)合的方法對(duì)復(fù)雜鉬礦在分離之前進(jìn)行預(yù)處理。在以往的研究中和工業(yè)應(yīng)用中經(jīng)常采用的工藝流程包括以下兩點(diǎn)。

（1）加熱處理?；旌暇V在復(fù)雜鉬礦分選前需要加熱。該工藝旨在分解或蒸發(fā)吸附于礦物表面的捕收劑，使硫化鉬表面產(chǎn)生自氧化作用，從而使礦物表現(xiàn)被抑制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，熱水加熱浮選分離復(fù)雜鉬礦，可以提高鉬精礦的質(zhì)量和回收率，并能使硫化物在數(shù)據(jù)中的含量降低85%～90%。全世界復(fù)雜鉬礦選礦廠中約有40%的復(fù)雜鉬礦采用不同的熱處理工藝。

（2）濃縮脫藥。由于混合浮選產(chǎn)生的泡沫產(chǎn)品中通常含有大量的黃原酸類捕收藥劑。為了有效降低某些鉬礦殘留劑對(duì)復(fù)雜鉬礦可浮性的影響，應(yīng)盡量減少抑制劑的用量，在金屬鉬礦選礦之前就對(duì)浮選工藝進(jìn)行濃縮脫藥處理。

3 金屬鉬礦的改造

（1）金屬鉬礦的改造及實(shí)踐應(yīng)用。以陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)選礦二公司和德興銅鉬選礦廠為例，該公司第二選礦廠隸屬洛陽輝鉬礦集團(tuán)公司。洛陽欒川輝鉬礦二選廠2005年生產(chǎn)能力達(dá)6000噸/日。截止2006年4月，洛陽欒川輝鉬礦二選廠金屬鉬生產(chǎn)能力經(jīng)改擴(kuò)建達(dá)10000噸/日，主要金屬礦物有白鎢礦、白鎢礦、輝鉬礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦。斜長(zhǎng)石、透輝石、石榴石和石英是洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)主要脈石礦物。洛陽市欒川鉬業(yè)集團(tuán)公司第二選礦廠原礦中鉬平均含量2%。洛陽市欒川鉬業(yè)集團(tuán)二廠對(duì)鉬礦石進(jìn)行了改造的過程如下：通過一次磨礦，原鉬礦的細(xì)度達(dá)到200目左右，占60%左右。采用一次粗選和四次掃選，可以得到含鉬量為51%的鉬精礦；在掃選過程中，必須對(duì)金屬鉬進(jìn)行兩次粗選和四次掃選，才能進(jìn)入選礦，再進(jìn)行選尾礦返回掃選。

（2）金屬鉬礦在德興銅鉬選礦廠的改造應(yīng)用。德興銅鉬選礦廠在1984年已經(jīng)建立選礦廠，地理位置在江西省德興縣，在產(chǎn)量方面，金屬鉬的日產(chǎn)量可以達(dá)到1.5萬噸，其中在分選車間中，金屬鉬的處理能力可以達(dá)到120噸～140噸，經(jīng)過擴(kuò)建之后日處理能力可以達(dá)到90000噸。德興銅鉬選礦廠中的礦物組成都是簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，主要的金屬礦物就是黃銅礦和輝鉬礦，礦石中的金屬鉬含量大約在0.008%～0.011%之間，金屬銅的含量在0.5%左右。

金屬鉬礦在德興銅鉬選礦廠改造后的流程為：采用閉路磨礦的處理方式，原礦的細(xì)度可以達(dá)到200目，占比在60%～65%之間，掃選后的尾礦就是最終得到的尾礦。

4 結(jié)束語

本文提出了金屬鉬礦選礦工藝流程及改造應(yīng)用，利用金屬鉬礦選礦工藝概述，分析了金屬鉬礦選礦工藝流程，以洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)選礦二公司和德興銅鉬選礦廠為例，分析了金屬鉬礦的改造應(yīng)用。在今后的研究中還要對(duì)比國(guó)內(nèi)外的選礦工藝，優(yōu)化國(guó)內(nèi)的金屬鉬礦選礦工藝。