鉬精礦標(biāo)準(zhǔn)樣品制作過程中采用脫油水粒度篩分工藝的探討

席大勇，張相羽

（伊春鹿鳴礦業(yè)有限公司，黑龍江 伊春 152500）

2016年底研制高品位鉬精礦（55%）標(biāo)準(zhǔn)樣品獲得有色標(biāo)委會立項(xiàng)（項(xiàng)目編號：S2016197）后，項(xiàng)目組對以往的鉬精礦標(biāo)準(zhǔn)樣品研制過程，進(jìn)行了系統(tǒng)研究。以往的鉬礦標(biāo)準(zhǔn)樣品有這樣幾個(gè)特點(diǎn)，一是粒度比較細(xì)，粒度在38μm（400目）左右，易產(chǎn)生靜電吸附和團(tuán)聚現(xiàn)象，在操作中不易“加取”；二是選礦藥劑去除的不徹底，有煤油味；三是鉬含量不高，都是低于50%的。根據(jù)這些情況，項(xiàng)目組決定，選取鉬含量55%左右的高品位鉬精礦、采取合適的脫油脫水及粒度篩分的工藝，加工制作鉬精礦標(biāo)準(zhǔn)樣品原料。保證標(biāo)準(zhǔn)樣品的“流動性”，不易團(tuán)聚，稱量過程中容易“加取”的特點(diǎn)，并且要關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)樣品的均勻性要達(dá)到要求。2018年年底，該標(biāo)準(zhǔn)樣品通過國家鑒定驗(yàn)收，批號為GSB-3652-2019、名稱為鉬精礦標(biāo)準(zhǔn)樣品（55%）的有證標(biāo)準(zhǔn)樣品。

1 試驗(yàn)研究

2017年10月份，項(xiàng)目組曾使用濕式脫油水分、高頻震動篩機(jī)篩分控制力度粒度的工藝處理2噸鉬精礦。將部分鉬精礦拖入水中，攪拌成均勻礦漿，再由渣漿泵打到高頻震動篩機(jī)進(jìn)行分離。進(jìn)行多次調(diào)整礦漿濃度、改變震動強(qiáng)度和加分散劑等措施，沒能將鉬精礦的油水脫去，也不能篩分。主要原因是鉬精礦在水中易浮、礦漿含選礦藥劑較多粘度高等原因造成的。后期項(xiàng)目組對全國的鉬精礦的生產(chǎn)工藝和礦物性質(zhì)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，鉬精礦多數(shù)是硫化礦物，通過藥劑浮選選出的；粒度小于38μm（400目）的約占45%左右，比較細(xì)。由于粒度細(xì)，表面積增加吸附了更多的藥劑，鉬精礦在水中易浮，加上更多的選礦藥劑，造成鉬精礦礦漿粘度增加，不易進(jìn)行濕式脫油脫水和粒度篩分工作進(jìn)行。增加鉬精礦的而且較細(xì)經(jīng)過研究和試驗(yàn)，確定了干式脫油脫水再進(jìn)行粒度篩分的工藝，去掉原料鉬精礦中的油水，并保證一定的粒度的技術(shù)方案。

項(xiàng)目組又重新進(jìn)行查閱資料和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)工作，最終確認(rèn)干式脫油脫水、再粒度篩分的方案為，在不影響鉬精礦中礦物的狀態(tài)情況下，選擇合適的溫度進(jìn)行脫油脫水，再進(jìn)行篩分工藝。

表1 硫化礦變化溫度

圖1 篩分裝置

表2 鉬精礦粒度分布情況

圖2 粒度篩分曲線（振篩機(jī)篩分）

圖3 激光粒度儀測定結(jié)果

1.1 脫油脫水的條件選擇

1.1.1 礦物的溫度影響

經(jīng)檢驗(yàn)測定，原料鉬精礦品位為55%時(shí)，主要成分為：輝鉬礦（MoS2）、方鉛礦（PbS）、閃鋅礦ZnS、黃鐵礦（FeS2）、黃銅礦（CuFeS2）等五種硫化礦 ；硅（SiO2）、鋁（Al2O3）、鈣（CaO）等三種氧化物；及微量的鉍（Bi）、磷（P）和錸（Re）元素和碳（C）。氧化物不易分解，在脫油脫水時(shí)主要考慮五種硫化礦的穩(wěn)定性，其它微量元素沒有考慮。表1為礦物分解溫度表。

從表1可以看出，硫化礦物分解溫度或晶型改變溫度都在300℃以上，氧化物一般在100℃左右不分解。

1.1.2 選礦藥劑的溫度影響

鉬礦石的選礦主要的藥劑是煤油和二號油。在鉬礦石藥劑浮選富集過程中，煤油作為輝鉬礦浮選的捕收劑，在輝鉬礦表層形成一層疏水性油膜。二號油在輝鉬礦浮選過程中作為發(fā)泡劑使用。二號油產(chǎn)生氣泡能夠與包裹煤油鉬精礦顆粒結(jié)合，使鉬精礦隨氣泡上浮，從而達(dá)到精選鉬精礦的作用。

煤油和二號油都是混合物，隨著生產(chǎn)方式不同和用途不同，各方面性能也有差異。一般，二號油又稱松醇油，餾程為120℃～200℃；煤油的餾程為60℃～280℃。由于在從水中過濾出鉬精礦時(shí)，多數(shù)二號油已被洗去。鉬精礦表面殘留的選礦藥劑多為煤油。經(jīng)試驗(yàn)，在加熱到100℃左右時(shí)，煤油開始溢出，持續(xù)加熱4小時(shí)能夠去除大多數(shù)煤油。

綜上所述，鉬精礦脫油脫水選擇溫度為100℃以上，考慮設(shè)備條件，確定大型烘箱，溫度確定為110℃。為保證盡可能的去除油脂，確定加熱時(shí)間為6小時(shí)。防止礦物出現(xiàn)氧化反應(yīng)，需防止空氣進(jìn)入，采取反應(yīng)器皿負(fù)壓方式操作，壓力位0.8MPa。

1.2 粒度篩分的條件選擇

根據(jù)YS/T 409-2012《有色金屬產(chǎn)品分析用標(biāo)準(zhǔn)樣品技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，粉狀標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備粒級一般為小于75μm[6]。原料鉬精礦選取時(shí)，充分考慮這個(gè)要求，項(xiàng)目組對陜西金堆城、河南欒川、吉林大黑山和黑龍江鹿鳴公司等，全國主要鉬精礦生產(chǎn)鉬精礦廠家的鉬精礦進(jìn)行取樣比對，發(fā)現(xiàn)鉬的含量都能達(dá)到55%以上，且粒度小于75μm的占到80%左右，見表2粒度分布情況。經(jīng)試驗(yàn)大于75μm的鉬精礦粒度不均勻，不具有好的代表性；小于38μm的鉬精礦，較細(xì)比、較黏，不易操作，鉬精礦粒度在38μm和75μm之間時(shí)，粒度均勻性較好、流動性也較好，適于制作標(biāo)準(zhǔn)樣品。因此，原料鉬精礦的粒度選擇在38μm和75μm之間。經(jīng)試驗(yàn)，38μm的篩子較細(xì)，鉬精礦不易通過，最終選擇43μm和75μm兩種篩子作為篩分的工具，即選取200目到325目粒度之間的產(chǎn)品作為標(biāo)準(zhǔn)樣品的原料。

2 標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備

2.1 脫油脫水過程

鉬精礦干式脫油脫水是將一定量的鉬精礦置于不銹鋼試樣盤中，放入能夠產(chǎn)生負(fù)壓的大型烘箱。加熱溫度110℃、壓力0.08MPa，進(jìn)行負(fù)壓蒸餾6小時(shí)后，將脫油脫水的鉬精礦，取出，冷卻，混勻，備用。經(jīng)過上述負(fù)壓蒸餾工藝過程，得到的產(chǎn)品中揮發(fā)性物質(zhì)，包括選礦藥劑和水分基本除掉，油水分控制在0.5% 以下。

表3 均勻性檢驗(yàn)結(jié)果表

2.2 粒度篩分過程

把經(jīng)脫油脫水工藝處理后的鉬精礦加入高頻振動篩，進(jìn)行樣品粒度分級處理。每次篩分都要對鉬精礦樣品進(jìn)行粒度檢驗(yàn)，直至連續(xù)三次篩分粒度檢驗(yàn)的結(jié)果不變情況下，結(jié)束篩分工作。鉬精礦樣品的粒度組成基本確定，粒度在30μm～75μm[7]之間的占到85%以上。高頻振動篩及現(xiàn)場工作情況見圖1、篩分后振動篩篩分粒度分布情況見圖2、激光粒度儀測定的粒度分布情況見圖3

2.3 數(shù)據(jù)討論

從振動篩篩分粒度分布情況圖2可以看出，粒度主要集中在30μm～75μm之間占到86%，流動性方面看達(dá)到預(yù)想。從激光粒度儀測定結(jié)果看，在小于30μm和大于12μm粒度區(qū)域，還沒有完全分離開，這主要受粒度篩分的設(shè)備和物料性質(zhì)影響，但不影響鉬精礦標(biāo)準(zhǔn)樣品的流動相和均勻性。振篩機(jī)篩分的粒度結(jié)果和激光粒度儀的測定的結(jié)果有些差異，主要由于檢測方式不同引起的。振篩機(jī)篩分過程使用泰勒篩，以物料通過篩子重量百分比計(jì)算粒度；而激光粒度儀將物料幾何形狀考慮成圓形來檢測，因此有一定誤差，但趨勢是一致的。

3 均勻性檢驗(yàn)

在鉬精礦標(biāo)準(zhǔn)樣品定值過程中，對均勻性進(jìn)行了嚴(yán)格的均勻性檢驗(yàn)。按照YS/T 409-2012《有色金屬產(chǎn)品分析用標(biāo)準(zhǔn)樣品技術(shù)規(guī)范》要求，在1800瓶中應(yīng)抽取25瓶樣品（2×?1800≈25）。查隨機(jī)化表后，隨機(jī)抽取25瓶樣品進(jìn)行均勻性檢驗(yàn)，將上述25瓶樣品重新隨機(jī)編號為1-25號，按照1→25號分析一遍、25→1號分析一遍、1→25號先奇數(shù)后偶數(shù)分析一遍，共計(jì)三遍。主要按YS/T 555《鉬精礦化學(xué)分析方法》進(jìn)行分析工作，最小稱樣量為0.200g。數(shù)據(jù)采用方差分析方法統(tǒng)計(jì)分析，顯著水平為α=0.05，F(xiàn)0.05臨界值為1.74。經(jīng)計(jì)算，所有檢驗(yàn)元素的F值，都小于臨界值，均勻性檢驗(yàn)合格。詳細(xì)數(shù)據(jù)見

4 結(jié)論

根據(jù)YS/T 409-2012《有色金屬產(chǎn)品分析用標(biāo)準(zhǔn)樣品技術(shù)規(guī)范》規(guī)定要求，項(xiàng)目組研制了高品位的鉬精礦（55%）標(biāo)準(zhǔn)樣品，已經(jīng)通過國家驗(yàn)收發(fā)證。為防止靜電吸引引起“團(tuán)聚現(xiàn)象”、以及較細(xì)鉬精礦粉容易“沾附”的情況出現(xiàn)，對原料鉬精礦進(jìn)行脫油脫水及粒度篩分的操作，得到了具有一定粒度的、流動性較好的鉬精礦的系列工作，做了很好的嘗試，可能會為今后的藥劑選礦的礦產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)樣品研制提供了一個(gè)新方式。