某鉬鋅鐵多金屬礦綜合利用研究

楊 東，周仕慶

（云南銅業礦產資源勘查開發有限公司，云南 昆明 650051）

某鉬鋅鐵多金屬礦含有鉬、鋅、鐵等多種有價元素，但由于礦石中有用礦物嵌布粒度較細，輝鉬礦結晶特性較差，且含有黃鐵礦、磁黃鐵礦等含硫礦物，嚴重干擾有用礦物的選礦回收。針對該鉬鋅鐵多金屬礦的礦石特性，通過詳細的選礦工藝技術研究，開發了“鉬浮選—鋅硫混選-鋅硫分離—浮選尾礦磁選回收鐵”的選礦工藝技術，綜合回收了礦石中的鉬、鋅、鐵、硫，可為同類型礦山的資源綜合利用提供參考。

1 原礦性質

對原礦進行了化學多元素分析，結果見表1，分析結果表明：礦樣含Mo0.16%、Zn1.47%，Fe13.44%，含S3.25%，其他有價金屬元素的含量都較低。原礦主要化學成分分析結果見表1。

礦石中的鉬、鋅、鐵、硫等元素主要以獨立礦物存在。鉬礦物為輝鉬礦、鋅礦物為閃鋅礦、鐵礦物主要為磁鐵礦；硫的獨立礦物主要為黃鐵礦，少量的雌黃鐵礦。脈石礦物主要為石英、長石、方解石、白云石、蛇紋石、絹云母等。

物相研究結果表明，礦石中的鉬、鋅礦物以硫化物為主，硫化鉬、硫化鋅的占有率均超過90%。礦石中的鐵除磁性鐵外，還有部分鐵以的硫化物中鐵及其他鐵的形式存在。

表1 原礦主要化學成分分析結果/%

2 試驗研究

礦石中的輝鉬礦結晶特性較差，浮游速度較慢，采用常規藥劑時，鉬回收率較低。另外，原礦中除輝鉬礦、閃鋅礦和磁鐵礦等金屬礦物外，還含有部分黃鐵礦、磁黃鐵礦，而磁黃鐵礦具有較強的磁性，如不能再選鐵前得到有效脫除，會經磁選進入鐵精礦，使鐵精礦含硫升高。

針對礦石特性，確定了“鉬浮選—鋅、硫浮選—鐵磁選”的原則工藝流程，并在此基礎上，開展了詳細的試驗研究。

2.1 鉬浮選試驗研究

2.1.1 鉬粗選煤油用量試驗

在鉬浮選時，常以煤油等非極性烴類油作為捕收劑[1，2]。在水玻璃用量為2000g/t，起泡劑BK204 用量為35g/t 的條件下，開展了鉬粗選煤油用量試驗。試驗流程見圖1，試驗結果見圖2。試驗結果表明，隨煤油用量增加，鉬回收率明顯增大，但煤油用量過大時，因煤油的消泡作用，導致回收率下降，綜合考慮，鉬粗選煤油用量為100g/t。

圖1 鉬粗選煤油用量試驗流程

圖2 鉬粗選煤油用量試驗結果

2.1.2 鉬粗選輔助捕收劑用量試驗

因礦石中的輝鉬礦結晶特性較差，僅采用煤油作為捕收劑時，鉬回收率較低。為提高鉬回收率，考慮在鉬粗選添加輔助捕收劑BKEP。在水玻璃用量為2000g/t，捕收劑煤油用量100g/t，起泡劑BK204 用量為35g/t 的條件下，開展了鉬粗選輔助捕收劑BKEP 用量試驗。試驗結果見圖3。試驗結果表明，添加適量輔助捕收劑，鉬回收率得到較明顯提高。

圖3 鉬粗選BKEP 用量試驗結果

2.1.3 粗選水玻璃用量試驗

水玻璃是一種無機膠體，是浮選最常使用的調整劑。水玻璃對石英、硅酸鹽類礦物以及鋁硅酸鹽礦物有較好的抑制作用，在用量合適時，還可以起到礦漿分散作用，改善浮選環境。

在捕收劑煤油用量為100g/t，輔助捕收劑BKEP 用量為10g/t，起泡劑BK204 用量為35g/t 的條件下，開展了鉬粗選水玻璃用量試驗，試驗結果見圖4。試驗結果表明，隨著水玻璃用量增大，鉬的回收率先明顯增大后趨于穩定，綜合考慮，鉬粗選水玻璃用量以3000g/t 為宜。

圖4 鉬粗選水玻璃用量試驗結果

2.1.4 粗選磨礦細度試驗

礦石中的輝鉬礦多以細粒片狀賦存于脈石礦物中，為有效浮選回收輝鉬礦，需確定合理的磨礦細度，一方面保障輝鉬礦的充分解離，另一方面又要避免輝鉬礦的過磨。

在水玻璃用量3000g/t，煤油用量為100g/t，輔助捕收劑BKEP 用量為10g/t，起泡劑BK204 用量為35g/t 的條件下，開展了磨礦細度試驗，試驗結果見圖5。試驗結果表明，隨著磨礦細度增大，鉬粗精礦中的鉬回收率提高明顯，綜合考慮，粗選磨礦細度以70%～0.074mm 為宜。

2.2 鋅浮選試驗研究

鉬浮選尾礦中含有除含有閃鋅礦外，還含有較多的磁鐵礦，針對鋅鐵礦，一般采用先磁后浮、或先浮后磁工藝[3，4]。

因礦石中含有部分硫鐵礦，如黃鐵礦、磁黃鐵礦等，磁黃鐵礦具有較強的磁性，為避免磁黃鐵礦通過磁選進入鐵精礦，影響鐵精礦品位及硫含量，考慮在選鐵前脫除礦石中的硫鐵礦。根據礦石特性，采用先浮后磁工藝，即在礦漿自然pH 條件下，通過鋅硫混合浮選，然后再通過鋅硫分離，獲得合格鋅精礦。

圖5 鉬粗選磨礦細度試驗結果

2.2.1 鋅硫混合粗選硫酸銅用量試驗研究

硫酸銅是鋅浮選的有效活化劑，但其用量對鋅礦物浮選的影響較大，硫酸銅用量不夠或過多時，均會造成鋅浮選回收率偏低的現象。

針對選鉬尾礦，在捕收劑丁基黃藥用量為70g/t，起泡劑BK204 用量為14g/t 的條件下，開展了鋅硫混合粗選硫酸銅用量試驗，因部分鋅、硫礦物浮游速度較慢，采用了異步浮選的技術思路，試驗流程見圖6，試驗結果見圖7。

試驗結果表明，試驗結果表明，隨著硫酸銅用量的增大，鋅的回收率先增大，后變化不明顯，綜合考慮，鋅硫粗選硫酸銅用量以150g/t 為宜。

圖6 鋅硫混合粗選硫酸銅用量試驗流程

圖7 鋅硫混合粗選硫酸銅用量試驗結果

2.2.2 鋅硫混合粗選丁基黃藥用量試驗研究

針對選鉬尾礦，在硫酸銅用量為150g/t，起泡劑BK204 用量為14g/t 的條件下進行了鋅硫混合粗選丁基黃藥用量試驗，試驗結果見圖8。試驗結果表明，隨著丁基黃藥用量的增大，鋅回收率呈先升高后降低趨勢，綜合考慮，丁基黃藥的用量為50g/t。

圖8 鋅硫混合粗選丁基黃藥用量試驗流程

2.3 選鐵試驗研究

原礦依次經過鉬礦物浮選、鋅硫礦物浮選后，對其尾礦進行弱磁選回收磁鐵礦。

2.3.1 鐵粗選試驗

在磁場強度為96KA/m 的條件下進行磁選試驗，試驗結果見表2。試驗結果表明，通過磁選可以對礦石中的磁鐵礦進行較好的回收，但磁選粗精礦鐵品位僅48.26%，粗精礦中磁鐵礦主要與脈石礦物以連生體的形式存在，要獲得合格鐵精礦，必須對粗精礦進行再磨。

表2 磁選回收鐵試驗結果

2.3.2 鐵粗精礦精選再磨細度試驗

為實現磁鐵礦的充分解離，并獲得合格鐵精礦，針對鐵粗精礦，開展了不同再磨細度條件下的精選試驗，試驗結果見圖9。試驗結果表明，隨著再磨細度的提高，鐵精礦的品位呈升高趨勢，在再磨細度大于85%-0.038mm 后，鐵精礦品位大于65%。

圖9 鐵精選再磨細度試驗結果

2.4 全流程閉路試驗

在條件試驗的基礎上，開展了全流程閉路試驗，試驗流程見圖10，實驗結果見表3。閉路試驗獲得鉬品位46.44%、鉬回收率84.33%的鉬精礦；獲得鋅品位47.33%、鋅回收率86.89%的鋅精礦；獲得硫品位39.67%、硫回收率60.38%的硫精礦；獲得鐵品位66.45%、鐵回收率65.63%的鐵精礦。

圖10 全流程閉路試驗結果

實驗結果表明，標樣的實測值和標準值相吻合，測量誤差在國標控制的范圍之內，可滿足正常的化學分析需要。

2.2 精密度實驗

按實驗方法，對同一樣品在不同時間里進行分析，分別測定10 次，結果見表2。從表2 可知，方法有較好的精密度。

表1 生鑄鐵標樣的測定結果ω/%

2.3 溶樣酸的確定

國標中的化學分析方法對錳、硅、磷元素各有不同的溶樣方法，硫硝混合酸溶解試樣的方法一次能溶解三種元素，樣品溶解速度快且適合分光光度法分析。

2.4 顯色反應中注意事項

（1）采用過硫酸銨分光光度法測定錳時，氧化劑過硫酸銨用量為錳量的1000 倍為宜。過量過硫酸銨可煮沸除去。但煮沸時間要嚴格控制，如煮沸時間不足，錳氧化不完全，太久，則高錳酸會部分分解，加熱至沸15s 為宜。停止煮沸后讓熱溶液再放置2min，使錳完全氧化。

（2）采用硅鉬藍分光光度法測定硅時，加入草酸用于消除Fe3+和元素磷和砷的干擾。但草酸對硅鉬雜多酸也有分解作用，故加入草酸溶液，鉬酸鐵沉淀溶解后立即加入硫酸亞鐵銨溶液，使硅鉬黃還原為硅鉬藍。

（3）采用鉍磷鉬藍分光光度法測定磷時，鉬酸銨用量范圍比較寬，用量4mL ～6mL 均可，只是每加一種試劑都要充分搖勻，特別是加鉬酸銨溶液要從容量瓶的中間加入，若瓶壁上粘有，一定要用水洗凈瓶壁上的鉬酸銨，否則這部分鉬酸銨由于酸度低而被還原為藍色，造成測定誤差。

3 結論

本方法測定生鑄鐵中錳、硅、磷三種元素，稱樣、溶樣只需一次，簡化了試樣前處理過程，精簡了國標檢驗方法的操作步驟，具有操作簡單、分析速度快、結果準確可靠、分析成本低等特點，適用于生鑄鐵產品的日常生產控制。