米文杰 ，王聞單 ，張瑞洋 ，劉磊 ，韓融

（1.煙臺(tái)黃金職業(yè)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 265401；2.昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司，云南 昆明 650000；3.北京科技大學(xué)土木與資源工程學(xué)院，北京 100083）

鉬是一種非常重要的稀有元素，回收價(jià)值非常高，但鉬的蘊(yùn)藏量相對(duì)較低，其探測(cè)儲(chǔ)量?jī)H占到地殼總質(zhì)量0.001%，鉬在自然界中主要以硫化礦形式存在，目前全球范圍內(nèi)大規(guī)模開采的主要是輝鉬礦[1]。金屬鉬具有較高的熔點(diǎn)、較小的膨脹系數(shù)、大的導(dǎo)電率、良好的導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性質(zhì)，在常溫下不與酸堿反應(yīng)，耐腐蝕性強(qiáng)，具有良好的穩(wěn)定性良。其具有強(qiáng)度較高、熔點(diǎn)較高、耐磨研性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的原料，是國(guó)家發(fā)展建設(shè)中的重要戰(zhàn)略資源[2]。隨著鉬及其合金制品的應(yīng)用越來越廣泛，高科技、國(guó)防、軍工以及其他工業(yè)領(lǐng)域的需求量越來越大。鉬資源的開采與消耗也逐年增加，使得鉬礦資源日漸供不應(yīng)求[3]。我國(guó)現(xiàn)有的鉬品位普遍較低，嵌布粒度較細(xì)，伴生有價(jià)元素種類多且復(fù)雜，如何更科學(xué)有效地處理這些貧雜難處理的鉬礦資源，已經(jīng)成為礦物加工技術(shù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)與方向。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石主要化學(xué)元素分析

原礦主要化學(xué)元素分析見表1。

表1 原礦主要化學(xué)元素分析結(jié)果/%Table 1 Chemical elements analysis results of raw ore

1.2 礦石物相分析

礦石鉬物相分析結(jié)果見表2。

表2 礦石鉬物相分析結(jié)果Table 2 Results of molybdenum phase analysis

1.3 礦石礦物組成及含量

礦石礦物組成及含量見表3。

表3 礦石礦物組成及含量/%Table 3 Mineral composition and contents of ore

1.4 礦石主要鉬礦物嵌布特征

輝鉬礦結(jié)晶較好，晶形完整，形成自形半自形結(jié)構(gòu)。磁鐵礦和石英礦物主要呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，其晶形較差。輝鉬礦呈團(tuán)塊狀分布，形成團(tuán)塊狀構(gòu)造。磁鐵礦等礦物呈浸染狀分布，構(gòu)造浸染狀構(gòu)造。

輝鉬礦：多呈半自形晶體彎曲的片狀、鱗片狀晶形，有些呈不規(guī)則粒狀，多數(shù)以鱗片狀或片狀集合體產(chǎn)出。粒度變化較大，一般在0.10～1.50 mm之間，粗大者可達(dá)3.4 mm左右，有些＜0.01 mm呈針點(diǎn)狀產(chǎn)出，其以半自形片狀或鱗片狀集合體的形式或呈不均勻浸染狀分布于脈石中。

孔雀石：少量，呈隱晶質(zhì)粉末狀集合體，為黃銅礦或原生銅物的后期次生氧化的產(chǎn)物，主要分布于礦石的表面氧化帶或礦石的空隙或裂隙中。

2 選礦工藝研究

礦石的性質(zhì)是決定選礦工藝研究方案如何制定的重要因素，礦物之間的嵌布粒度特點(diǎn)、賦存的狀態(tài)不同、表面潤(rùn)濕性的差異，以及比重的大小等，根據(jù)不同礦石的不同的物質(zhì)組成、嵌布粒度特征等，選擇較適宜的選礦工藝流程會(huì)獲得更理想的選礦產(chǎn)品。

2.1 鉬浮選實(shí)驗(yàn)

2.1.1 磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)

鉬浮選時(shí)磨礦產(chǎn)品質(zhì)量以及入選礦物的細(xì)度對(duì)目的礦物浮出效果有決定性的影響。磨礦是整個(gè)選別過程中能耗較高的工段，磨礦質(zhì)量的好壞不僅影響選別效果也會(huì)影響分選的總體成本。磨礦細(xì)度的較佳值主要取決于有用礦物及脈石礦物的嵌布粒度。科學(xué)的控制好磨礦細(xì)度就可顯著地提高回收率[4]。因此，鉬浮選磨礦細(xì)度的選擇非常重要。本文綜合考慮目前鉬選礦的工藝現(xiàn)狀，討論合理粒度對(duì)回收率的影響，實(shí)驗(yàn)以磨礦細(xì)度-0.074 mm為35%、45%、55%、65% 進(jìn)行，磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)流程見圖1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖1 磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)流程Fig.1 Flow chart of grinding fineness test

從圖2可以看出，鉬的回收率在-0.074 mm 55%時(shí)較高，鉬的品位跟隨著磨礦細(xì)度的增加而升高，但提升的幅度較緩，綜合考慮其品位、回收率以及磨礦成本等因素，故確定磨礦細(xì)度為-0.074 mm 55%。

圖2 磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Test results of grinding fineness

2.1.2 捕收劑用量實(shí)驗(yàn)

鉬礦具有較好的天然可浮性，疏水性質(zhì)好[5]，主要采用的是浮選法，選擇適宜的浮選藥劑對(duì)精礦產(chǎn)品的指標(biāo)有顯著的影響,而浮選藥劑中最關(guān)鍵的就是捕收劑[6]。鉬礦最傳統(tǒng)的捕收劑一般選用柴油、煤油以及變壓器油等非極性油類，如輕型柴油是鉬礦的良好捕收劑，由于輕型柴油具有較長(zhǎng)的碳鏈基團(tuán)，碳鏈基團(tuán)越長(zhǎng)，疏水性越強(qiáng)，使其擁有較強(qiáng)的捕收能力[7]，本實(shí)驗(yàn)采用的柴油做作為鉬礦的捕收劑，固定銅鉬混合浮選實(shí)驗(yàn)的磨礦細(xì)度為-0.074 mm 55%，起泡劑2#油的用量為100 g/t，柴油作為捕收劑用量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。

從圖3可以看出，鉬的回收率隨著捕收劑柴油用量的增加，表現(xiàn)出先增加而后減小的趨勢(shì)，鉬的品位隨著捕收劑用量的增加先緩慢降低后上升的趨勢(shì)，綜合考慮其回收率、品位及其藥劑成本等因素，故捕收劑選擇柴油用量為80 g/t。

圖3 捕收劑用量實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Test results of collector dosage

2.1.3 水玻璃用量實(shí)驗(yàn)

烴類油作為浮選捕收劑時(shí)，加入調(diào)整劑水玻璃可防止油滴被細(xì)泥罩蓋，使烴類油容易在礦物表而起作用[8]。因此，本實(shí)驗(yàn)對(duì)分散劑水玻璃的用量進(jìn)行了浮選條件實(shí)驗(yàn)，固定浮選實(shí)驗(yàn)的磨礦細(xì)度為-0.074 mm 55%，捕收劑柴油的用量為60 g/t，起泡劑2#油的用量為100 g/t，水玻璃作為調(diào)整劑用量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 抑制劑用量實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Test results of inhibitor dosage

從圖4可以看出，鉬的品位隨著調(diào)整劑水玻璃用量的增加呈現(xiàn)出緩慢下降的趨勢(shì)，最后趨于平穩(wěn)，鉬的回收率隨著捕收劑用量的增加而先增加后呈緩慢下降趨勢(shì)，但下降幅度很小，綜合考慮其回收率、品位及其藥劑成本等因素，故確定分散劑水玻璃用量為500 g/t。

2.1.4 起泡劑用量實(shí)驗(yàn)

國(guó)內(nèi)約95%以上的選礦廠普遍采用2#油作為浮選的起泡劑[9]，本實(shí)驗(yàn)中的起泡劑選用的是2#油。固定浮選實(shí)驗(yàn)的磨礦細(xì)度為-0.074 mm 55%，捕收劑柴油的用量為60 g/t，起泡劑2#油的用量為100 g/t，水玻璃的用量為500 g/t，2#油作為起泡劑用量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 起泡劑用量實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Test results of foaming agent dosage

從圖5可以看出，鉬的品位隨著2#油用量的增加呈現(xiàn)出先緩慢增加后出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，鉬的回收率也隨著起泡劑的用量的增加而先增加后呈驟然下降趨勢(shì)，分析其原因是由于2#油的用量過大，會(huì)引起消泡的現(xiàn)象，消泡后會(huì)影響品位及回收率，因此，綜合考慮其回收率、品位及其藥劑成本等因素，故確定2#油的用量為100 g/t。

2.1.5 鉬浮選閉路實(shí)驗(yàn)

藥劑制度優(yōu)化條件實(shí)驗(yàn)完成后，初步確定了鉬分選浮選工藝。采用一粗五精二掃，精選條件為，磨礦細(xì)度-0.074 mm 55%，磨礦采用水玻璃作為調(diào)整劑，柴油作為捕收劑，用量分別為500 g/t和80 g/t，粗選選用2#油作為起泡劑，用量為100 g/t，精選I、精選II、精選Ⅲ、精選Ⅳ中再補(bǔ)加適量的水玻璃用量分別為150、75、35、20 g/t進(jìn)行浮選。掃選I、掃選II分別采用柴油與2#油組合添加，用量分別為（50 +50)g/t和(25 +25)g/t，掃選Ⅲ單獨(dú)添加了10 g/t的2#油增加起泡性能，對(duì)最終獲得的鉬精礦進(jìn)產(chǎn)品進(jìn)行了化驗(yàn)分析，分析結(jié)果見表4。

表4 鉬精礦產(chǎn)品化驗(yàn)分析結(jié)果/%Table 4 Analysis results of molybdenum concentrate products

浮選法是回收鉬礦最為廣泛的選礦方法，經(jīng)過浮選法獲得的一級(jí)鉬精礦產(chǎn)品的要求含Mo≥47%，含Pb≤0.4%[10]。本實(shí)驗(yàn)從表4的鉬精礦化驗(yàn)分析結(jié)果表可以看出，精礦產(chǎn)品中的Pb含量為0.98%，含Pb量超標(biāo)，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，不影響產(chǎn)品的銷售，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化，決定對(duì)鉬精礦礦進(jìn)行降鉛實(shí)驗(yàn)研究。

2.2 鉬精礦降鉛浮選實(shí)驗(yàn)

為解決鉬精礦含Pb超標(biāo)問題，本實(shí)驗(yàn)針對(duì)該含鉛量超標(biāo)的鉬精礦進(jìn)行了再磨細(xì)度以及鉛抑制劑用量條件實(shí)驗(yàn)研究，從而達(dá)到鉬精礦降Pb的目的。

2.2.1 再磨磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)

對(duì)鉬精礦進(jìn)行再磨實(shí)驗(yàn)研究，一是為了對(duì)含鉛鉬精礦進(jìn)行藥劑的脫除，后續(xù)添加鉛的抑制劑能夠更好地對(duì)鉛進(jìn)行抑制，二是考慮到鉬精礦產(chǎn)品中檢測(cè)到過量的Pb，分析其原因有可能是由于鉬鉛連生體未達(dá)到完全單體解離，導(dǎo)致浮選時(shí)鉛和鉬一起進(jìn)入了鉬精礦，因此，對(duì)該礦鉬精礦進(jìn)行了再磨實(shí)驗(yàn)，再磨實(shí)驗(yàn)流程見圖6，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖7。

圖6 再磨實(shí)驗(yàn)流程Fig.6 Flowsheet of regrinding fineness test

圖7 再磨磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.7 Test results of regrinding fineness

由圖7可知，隨著再磨脫藥以及鉛抑制劑的添加，磨礦細(xì)度為-0.074 mm 65%時(shí)，鉛的含量由0.98%降低到0.12%，此時(shí)鉬的回收率達(dá)到了較高值，鉬的品位也相對(duì)較高，綜合考慮回收率、品位及藥劑成本等因素，故再磨磨礦細(xì)度為-0.074 mm 65%。

2.2.2 抑制劑用量浮選實(shí)驗(yàn)

混合精礦中鉬的分離實(shí)驗(yàn)，抑制劑的種類選擇以及用量十分重要[11]。鉬精礦產(chǎn)品中檢測(cè)到過量的Pb，可能是由于對(duì)鉛沒有進(jìn)行有效地抑制，導(dǎo)致浮選時(shí)鉛和鉬一起進(jìn)入了鉬精礦，因此，對(duì)該礦鉬精礦進(jìn)行了添加鉛的抑制劑用量實(shí)驗(yàn)，本次實(shí)驗(yàn)選擇的鉛抑制劑為磷諾克斯，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖8。

圖8 抑制劑用量實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.8 Test results of depressant dosage

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，再磨后隨著抑制劑用量增加，鉛的品位呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，而鉬的品位和回收率均呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，鉬回收率在抑制劑用量為8.5 g/t時(shí)出現(xiàn)峰值，綜合考慮回收率、品位及藥劑成本等因素，故再磨后精選抑制劑磷諾克斯的用量選取為8.5 g/t較佳。

2.3 鉬降鉛浮選最終閉路實(shí)驗(yàn)

鉬降鉛浮選條件實(shí)驗(yàn)完成后，確定了最終的工藝流程見圖9，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 閉路實(shí)驗(yàn)結(jié)果/%Table 5 Results of the closed-circuit test

圖9 閉路實(shí)驗(yàn)流程Fig.9 Flowsheet of the closed-circuit test

3 結(jié) 論

（1）該鉬礦石中含有具有泥化性質(zhì)的硅酸鹽類礦物，在粗選階段添加了調(diào)整劑水玻璃，有效抑制了泥化以及脈石礦物的吸附罩蓋。

（2）對(duì)含鉛超標(biāo)的鉬精礦進(jìn)行再磨實(shí)驗(yàn)，添加了磷諾克斯對(duì)鉛進(jìn)行了有效地抑制，獲得到了鉬品位53.95%、鉬回收率90.18%的鉬精礦。對(duì)于同類低品位鉬礦床綜合開發(fā)利用提供了一定的參考價(jià)值。