新型選鉬捕收劑JY18選鉬試驗(yàn)研究

2021-06-30 10:03:26鐘在定陳麗娟劉雁鷹王一清

中國鉬業(yè) 2021年3期

鐘在定，陳麗娟，劉雁鷹，姚輝，王輝，王一清

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司技術(shù)中心，陜西西安 710077)

0 引言

浮選工藝的發(fā)展史，在某種程度上是捕收劑的發(fā)展史和創(chuàng)新史。正因?yàn)槿绱耍V山企業(yè)和科研單位無不把其作為研究的重點(diǎn)。2006年，金堆城鉬業(yè)公司完成了YC藥劑代替煤油選鉬試驗(yàn)研究，并將YC藥劑推廣應(yīng)用，給企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但選礦技術(shù)指標(biāo)特別是選鉬回收率與國外選鉬礦山相比，仍有較大差距。為了進(jìn)一步實(shí)施科技強(qiáng)企，有效降低選礦成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，尋找或開發(fā)新型選鉬捕收劑替代YC藥劑，意義重大。

1 輝鉬礦的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及烴油的吸附原理

在輝鉬礦的結(jié)晶結(jié)構(gòu)中，鉬離子網(wǎng)面夾在平行于六方晶系底面的兩個(gè)硫離子網(wǎng)面之間，形成了一個(gè)層，即硫-鉬-硫?qū)印Ｔ谶@一構(gòu)造層中，鉬離子與硫離子以共價(jià)鍵結(jié)合，層內(nèi)離子間結(jié)構(gòu)堅(jiān)密，層與層之間以分子鍵結(jié)合，層之間吸引力較弱[1]。

輝鉬礦結(jié)晶體屬各向異性。沿硫-鉬-硫?qū)娱g暴露出的晶面呈非極性，低能、不活潑，這種晶面稱為面，而沿鉬-硫鍵破裂暴露出面稱為“棱”，這種共價(jià)鍵裂面是活潑、親水的[1]。

A·M高登認(rèn)為：輝鉬礦的面決定著它的浮選行為，輝鉬礦良好的天然可浮性歸結(jié)于其結(jié)晶面的惰性、非極性。D·W富爾斯特諾認(rèn)為，輝鉬礦的結(jié)晶面決定著輝鉬礦的可浮性，而棱決定著輝鉬礦的載塔電位[2]。

輝鉬礦有良好的天然可浮性，若表面吸附有捕收劑時(shí)，其可浮性將會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)。

烴油與輝鉬礦之間吸附原理，可以從它們之間表面力的性質(zhì)相似、表面能大小相似相近來解釋。烴油表面張力僅含色散力，輝鉬礦“面”為MoS2層間分子間斷裂面，表面力為范德華力的殘鍵，兩者的表面力性質(zhì)一致。烴油的表面能為3.0×12-2J/m2，而輝鉬礦“面”上表面能為2.4×12-2J/m2，兩者大小相近。據(jù)吸附理論，烴油極易物理吸附在輝鉬礦的表面。而高表面能、極性的水介質(zhì)與輝鉬礦“面”的性質(zhì)迥異，難于吸附在該“面”上[3]。

烴油的色散力與其碳鏈長度成正比，即碳鏈越長，烴油對輝鉬礦的吸附力越強(qiáng)，但烴油在礦漿中的彌散性能降低。

2 國內(nèi)外選鉬捕收劑的現(xiàn)狀

2.1 國內(nèi)現(xiàn)狀

國內(nèi)選鉬捕收劑雖然明目繁多，但實(shí)際效果卻大同小異。碳鏈長度多集中在12～16碳，密度0.8～0.84 t/m3，相對分子量200～220，粘度3.30 mm/s(37.8 ℃)，終餾點(diǎn)360 ℃，50%≤300 ℃，即多停留在燈用煤油和輕柴油范圍內(nèi)[4]。

2.2 國外現(xiàn)狀

國外選鉬捕收劑平均碳鏈長度多集中在24碳甚至更高，相對分子量360左右，粘度一般在8 mm/s(37.8 ℃)。

2.3 國內(nèi)外選鉬捕收劑比較及差距

金鉬股份所用的選鉬捕收劑為YC藥劑，其分子量小、碳鏈短、粘度低。一般來說，烴油16個(gè)碳已達(dá)到捕收能力和彌散性能的高點(diǎn)，如果再延長碳鏈，雖然捕收能力增強(qiáng)了，但彌散性能卻差了。為了解決捕收能力和彌散性能兩者矛盾，國外在捕收劑中加入了乳化劑，而國內(nèi)選鉬企業(yè)很少添加乳化劑。

煤油、柴油皆為大宗產(chǎn)品，價(jià)格相對低廉，也容易購買。適合作選鉬捕收劑的烴油并非煤油、柴油，而是經(jīng)過乳化的、碳鏈長度較長的烴油。經(jīng)過乳化后的烴油就變?yōu)榉菢?biāo)產(chǎn)品，且與煤油、柴油相比，其價(jià)格相對昂貴，使用其勢必增加藥劑成本，這就是國內(nèi)選鉬捕收劑難以突破的主要原因。

3 JY18選鉬捕收劑

JY18是一種新型的烴油類選鉬捕收劑，該捕收劑粘度為6.20～6.40 mm/s，相對分子量320。YC藥劑粘度為3.3 mm/s，相對分子量220。JY18碳鏈長度約為22左右(YCa藥劑碳鏈長度約為16)，此捕收劑碳鏈長度與美國克萊麥克斯所使用的蒸汽油相當(dāng)，粘度介于YC藥劑與蒸汽油之間。鑒于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，JY18藥劑的捕收能力應(yīng)優(yōu)于YC藥劑。

4 室內(nèi)試驗(yàn)及結(jié)果討論

4.1 尾礦中的金屬分布情況

為了抓住主要矛盾，我們對室內(nèi)試驗(yàn)尾礦、百花嶺選礦廠生產(chǎn)現(xiàn)場粗尾進(jìn)行了篩析，意在凸顯輝鉬礦金屬損失的粒度區(qū)間。室內(nèi)試驗(yàn)尾礦、選廠粗尾篩析結(jié)果分別見表1、表2。

表1 室內(nèi)試驗(yàn)尾礦篩析結(jié)果

表2 選廠粗尾篩析結(jié)果

從表1、表2的尾礦篩析結(jié)果得知，無論是現(xiàn)場還是室內(nèi)試驗(yàn)，-0.037 4 mm粒級都是鉬金屬損失的重點(diǎn)。提高選鉬回收率，關(guān)鍵是提高對-0.037 4 mm粒級輝鉬礦的捕收能力。

4.2 室內(nèi)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

尾礦的篩析結(jié)果表明，鉬金屬損失的主要粒級在-0.037 4 mm，因此，提高選鉬粗選回收率突破口就是尋找一種新型捕收劑，能夠提高對-0.037 4 mm以下粒級輝鉬礦的捕收能力。

為了直觀的從試驗(yàn)結(jié)果中看到捕收劑對-0.037 4 mm粒級輝鉬礦的捕收能力或效果，試驗(yàn)采用了配制原礦+短流程(一粗一精)的試驗(yàn)方式進(jìn)行篩選試驗(yàn)，篩選試驗(yàn)成功后再用生產(chǎn)現(xiàn)場代表性原礦+傳統(tǒng)流程(一粗一精二掃)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，驗(yàn)證試驗(yàn)成功后再進(jìn)行條件試驗(yàn)和閉路試驗(yàn)。

原礦配制過程：將1 kg百花嶺選礦廠粗精脫藥后，將-0.037 4 mm粒級的篩出，化驗(yàn)品位。按設(shè)計(jì)的品位，加入至不同脈石的尾礦中，配成“原礦”。同理，再仿照真實(shí)原礦中+0.037 4 mm和-0.037 4 mm粒級比例，與不同性質(zhì)脈石的尾礦配成原礦，用不同的捕收劑進(jìn)行浮選，比較效果。

這種浮選試驗(yàn)設(shè)計(jì)，一是突出了重點(diǎn)，二是減少了其他因素干擾，三是易找到藥劑的薄弱環(huán)節(jié)，對藥劑進(jìn)行優(yōu)化，四是減少試驗(yàn)工作量，降低了試驗(yàn)費(fèi)用。