詹麗麗

（黑龍江多寶山銅業(yè)股份有限公司）

我國是鉬資源大國，我國鉬資源儲(chǔ)量約850 萬t，占世界鉬資源的25%左右［1］。鉬是一種重要的稀有金屬，因其特殊性質(zhì)，被大量應(yīng)用在鋼合金材料、能源及化學(xué)各領(lǐng)域，近年來，世界鉬消耗量和供給量逐年增長(zhǎng)［2］。鉬是一種重要資源，金屬鉬具有強(qiáng)度高、熔點(diǎn)高、抗腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)，隨著科技進(jìn)步，在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、化工、航空航天等重要領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用和良好的前景，是國民經(jīng)濟(jì)中的重要原料和不可替代的戰(zhàn)略資源，尤其在鋼鐵領(lǐng)域中不可或缺［3］。鉬礦以斑巖型銅鉬礦為主，銅和鉬的主要賦存形式為黃銅礦和輝鉬礦。我國銅鉬資源存在貧礦多富礦少、鉬品位低、共伴生嚴(yán)重、其他有用組分多、嵌布粒級(jí)細(xì)、輝鉬礦與銅硫化礦可浮性相近等問題，導(dǎo)致銅鉬礦分離困難，銅鉬資源利用率較低，因此銅鉬分離技術(shù)的研究顯得尤為重要。

黑龍江省某銅鉬礦屬于大型低品位斑巖型銅鉬礦床，該礦床礦石儲(chǔ)量大、品位低、埋藏較淺，礦石構(gòu)造以浸染型及細(xì)脈浸染型結(jié)構(gòu)分布廣泛，礦石中有用礦物銅、輝鉬礦嵌布特征復(fù)雜、粒度較細(xì)，一般粒度小于0.03 mm，很少有粒度大于0.05 mm，并且與硅酸鹽礦物嵌連緊密，浮選過程中與石英等脈石礦物分離難度大，且在磨礦過程中會(huì)產(chǎn)生次生礦泥，增加了銅鉬分離浮選難度，同時(shí)會(huì)消耗大量藥劑。針對(duì)以上問題，根據(jù)礦石性質(zhì)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝流程進(jìn)行了優(yōu)化，以確定最合適的藥劑制度、流程結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)，通過試驗(yàn)研究和現(xiàn)場(chǎng)工藝改進(jìn)，進(jìn)一步提高金屬回收率及經(jīng)濟(jì)效益。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)多元素分析

銅鉬混合精礦樣化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

由表1 可知，礦樣中脈石主要以SiO2為主，含量27.89%，其次為Al2O3與CaO，兩者含量達(dá)8.85%。

1.2 礦物組成及含量分析

通過顯微鏡觀察、MLA 測(cè)試數(shù)據(jù)綜合分析，礦樣中的主要金屬礦物為黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、銅藍(lán)、輝鉬礦等，脈石礦物主要為長(zhǎng)石、石英、黑云母、綠泥石、綠簾石等，銅鉬分離主要是銅礦物與輝鉬礦的分離。銅鉬混合精礦礦物組成及相對(duì)含量見表2。

2 原銅鉬分離工藝閉路試驗(yàn)流程及存在的問題

2.1 原銅鉬分離工藝閉路試驗(yàn)流程

銅鉬分離工藝流程主要有抑銅浮鉬、抑鉬浮銅2種，鑒于輝鉬礦更加易浮，黑龍江省某銅鉬礦原銅鉬分離閉路試驗(yàn)采用抑銅浮鉬，其關(guān)鍵是使銅礦物表面的捕收劑疏水物質(zhì)解吸，從疏水變?yōu)橛H水，在銅、鉬分離過程中保持親水性［4］，并結(jié)合雙級(jí)攪拌+1 粗2掃4精工藝流程（圖1）。

2.2 存在的問題

2.2.1 藥劑消耗量大

（1）粗選流程采用一次性加入硫化鈉作為抑制劑來實(shí)現(xiàn)銅鉬的有效分離，這樣加快了浮選的起始速度，降低了選擇性，同時(shí)大部分藥劑會(huì)隨著泡沫產(chǎn)品從前段刮出，常出現(xiàn)后段藥劑不足的問題，致使精礦和尾礦指標(biāo)欠佳，且硫化鈉穩(wěn)定性差、易氧化，在銅鉬分離的過程中需要大量的硫化鈉才能起到較好的抑制效果［5］，從而消耗大量藥劑，增加成本。

（2）銅鉬分離工藝粗選礦漿濃度往往較低（25%～30%），一般浮選流程的某種藥劑用量都是以選別1 t原礦所需藥劑的克數(shù)來計(jì)算的。若單位藥劑用量不變，礦漿中的藥劑體積濃度就會(huì)隨礦漿濃度的降低而減少，礦漿濃度低便會(huì)消耗大量藥劑而增加成本，并且還需要大量的水和電能，從而影響經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.2 鉬精礦品位低且回收率不理想

該銅鉬礦在破碎、磨礦、攪拌、運(yùn)輸?shù)冗^程形成的微細(xì)顆粒的比表面積大、表面能大，在一定條件下，不同成分的微細(xì)顆粒會(huì)形成無選擇性凝結(jié)，其表面力引起團(tuán)聚現(xiàn)象，微細(xì)顆粒還會(huì)黏附在粗顆粒表面，形成微細(xì)顆粒覆蓋，影響精礦品位。因其具有較大的比表面積和表面能，因此具有較強(qiáng)的藥劑吸附能力，吸附的選擇性差；表面溶解度增大，使礦漿中的“難免離子”增加；同時(shí)由于微細(xì)顆粒質(zhì)量小，易被水流機(jī)械夾帶和被泡沫機(jī)械夾帶。微細(xì)顆粒與氣泡間的黏著效率比較低，使氣泡對(duì)顆粒的捕收率下降，同時(shí)微細(xì)顆粒還會(huì)大量地附著在氣泡表面，形成所謂的氣泡“裝甲”現(xiàn)象，影響氣泡的運(yùn)載力［6］，從而影響鉬金屬回收率。

2.2.3 精選浮選時(shí)間欠佳

銅鉬分離流程各分選段處理能力匹配不科學(xué)，銅鉬分離粗選采用30 m3浮選機(jī)共3 臺(tái)，粗選總?cè)萘?0 m3，4 段精選作業(yè)采用2 m3浮選機(jī)共10 臺(tái)，配置為4∶3∶2∶1，精選總?cè)萘繛?0 m3，二者匹配不合理，精選處理能力過小，浮選時(shí)間過短。

3 銅鉬分離工藝優(yōu)化試驗(yàn)

3.1 藥劑制度試驗(yàn)

在銅鉬硫化礦物浮選分離工藝中，硫化鈉是一種應(yīng)用廣泛的銅礦物抑制劑。硫化物的抑制機(jī)理主要是水解產(chǎn)生的HS-起作用，主要作用一是解析礦物表面的黃原酸鹽，二是氧化雙黃藥為黃原酸離子。即一方面清除殘余的藥劑，另一方面與礦物表面作用形成鈍化膜，從而產(chǎn)生對(duì)硫化銅礦物的抑制作用［7-8］。由于硫化鈉易被氧化，一次性加藥會(huì)導(dǎo)致后段藥劑不足，從而增加藥劑用量消耗，分段加藥方式能有效地控制和調(diào)整浮選速度，發(fā)揮藥劑的作用，降低藥劑耗量。試驗(yàn)取相同條件的銅鉬混合精礦，煤油用量400 g/t，進(jìn)行一次性與多點(diǎn)式加藥對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見圖2。

由圖2可見，相同的粗精礦品位多點(diǎn)式加藥比一次性加藥消耗的硫化鈉用量低，因此多點(diǎn)式加藥比一次性加藥節(jié)約成本。

3.2 浮選磨礦細(xì)度試驗(yàn)

浮選流程不但要求物料單體解離，而且還要求有適宜的入浮粒度［9］。礦物單體解離度不夠，超過氣泡的承載能力，附著于氣泡后容易脫落流失于尾礦中，從而降低金屬的回收率；顆粒太細(xì)，出現(xiàn)泥化現(xiàn)象，會(huì)吸附大量藥劑增加藥劑用量，會(huì)夾雜于泡沫中影響精礦品位，會(huì)吸附于粗粒表面影響粗粒的上浮，從而影響鉬金屬回收率。為此，將進(jìn)入銅鉬分離流程前的銅鉬混合精礦進(jìn)行再磨，試驗(yàn)礦漿濃度20%，硫化鈉用量15 kg/t，煤油用量400 g/t進(jìn)行試驗(yàn)，磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3 可見，隨著磨礦細(xì)度的增加，粗精礦鉬品位及回收率均呈先升高后降低趨勢(shì)；當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074 mm55%時(shí)，鉬回收率最高80.6%，鉬品位最高可達(dá)8.8%；結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐驗(yàn)證，最佳入浮細(xì)度為-0.074 mm55%。

3.3 浮選濃度試驗(yàn)

取相同條件不同濃度的粗精礦在硫化鈉用量分別為5，10，15，20，25 kg/t，煤油用量400 g/t的條件下，進(jìn)行銅鉬分離4次精選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

由圖4可見，隨著硫化鈉用量的增加，3種濃度下的鉬回收率均呈先增加后降低趨勢(shì)；當(dāng)硫化鈉用量14 kg/t、浮選濃度40% 時(shí)，取得最佳鉬回收率86.41%；故確定適宜的精選浮選濃度為40%。

3.4 鉬粗精礦粗細(xì)粒級(jí)有效分級(jí)試驗(yàn)

取相同條件下的粗精礦在浮選濃度40%的條件下，進(jìn)行直接浮選與粗細(xì)粒級(jí)有效分級(jí)對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見表3。

由表3可知，粗精礦經(jīng)粗細(xì)粒級(jí)有效分級(jí)處理后，鉬精礦品位提升了7.481個(gè)百分點(diǎn)，鉬精礦含銅降低了2.632個(gè)百分點(diǎn)，回收率提高了11.139個(gè)百分點(diǎn)。

3.5 浮選時(shí)間試驗(yàn)

取相同條件的粗精礦，浮選濃度為40%，分別進(jìn)行4次精選和6次精選對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4 可知，6 次精選流程比4 次精選流程鉬精礦品位提高了8.300 個(gè)百分點(diǎn)，鉬精礦含銅降低了0.119個(gè)百分點(diǎn)，回收率升高了6.507個(gè)百分點(diǎn)。

3.6 銅鉬分離改造

根據(jù)上述試驗(yàn)研究結(jié)果，確定了粗精礦濃縮+粗精礦分級(jí)+增加精選次數(shù)浮選流程，利用12 m 濃密機(jī)對(duì)粗精礦進(jìn)行濃密，將濃密的礦漿通過水力旋流器對(duì)粗精礦進(jìn)行粗細(xì)粒級(jí)的有效分離，特別是對(duì)38 μm 為界的礦物粒級(jí)進(jìn)行有效分離，分離的溢流進(jìn)精選1，沉砂進(jìn)精選2，再由500 L艾砂磨對(duì)精選1泡沫進(jìn)行擦洗去除表面包裹膜，在最佳浮選條件下，采用1 粗2 掃6精進(jìn)行閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5可知，最終獲得了精礦鉬品位36.479%，鉬精礦含銅1.820%，鉬金屬回收率88.341%的良好技術(shù)指標(biāo)。

4 結(jié)論

（1）采用適當(dāng)?shù)乃巹┲贫?，不僅可以提高精礦品位，優(yōu)化浮選指標(biāo)，而且還能節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

（2）黑龍江某銅鉬礦采用1 粗2 掃6 精閉路浮選流程，引入12 m 濃密機(jī)將鉬粗精礦濃度由20%～25%提高至40%～50%，濃縮后進(jìn)入水利旋流器進(jìn)行有效分級(jí)，再通過優(yōu)化浮選流程能夠獲得含鉬36.479%、含銅1.820%、鉬回收率88.341%的鉬精礦。

（3）該礦通過增加浮選機(jī)數(shù)量、增加精選浮選作業(yè)次數(shù)達(dá)到了增加精選浮選時(shí)間的效果，最終提高了鉬精礦品位，達(dá)到了降低了鉬精礦含銅的目的。