西藏某多金屬礦綜合回收選礦試驗研究

秦華江

(金堆城鉬業股份有限公司，陜西 渭南 714102)

0 引 言

鉬是一種難熔稀有金屬，具有許多優良物理化學性質和機械性能。鉬的膨脹系數小，導電率大，導熱性能好，化學性質穩定，在常溫下不與鹽酸、氫氟酸及堿溶液反應[1,2]。因此，鉬及其合金應用廣泛，是國民經濟中一種重要的原料和不可替代的戰略物資[3-6]。輝鉬礦是鉬的二硫化物，是最重要的鉬礦資源，輝鉬礦與其脈石礦物的分離主要采用浮選法[7-14]。輝鉬礦也是自然界中已知的30余種含鉬礦物中分布最廣并具有現實工業價值的鉬礦物[15-18]。

鉬和銅具有相似的天然可浮性，這一原因會使銅鉬分離困難。此外，由于鉬礦物與其他礦物解離不充分、嵌布粒度細、易氧化等原因使我國的鉬礦資源更加復雜難處理，易采易選的原生鉬礦資源已面臨枯竭。研發新型高效的選礦藥劑、不斷改進鉬選礦工藝流程是解決這一問題的關鍵[19-20]。西藏某多金屬礦含Mo 0.092%、Cu 0.055%、S 1.96%，鉬主要賦存于輝鉬礦中，占原礦總鉬的87.00%，其余主要為鉬華等氧化鉬。由于鉬金屬的氧化率高，磁黃鐵礦含量較高和部分目的礦物輝鉬礦的嵌布粒度細小等原因均會對浮選過程造成不利影響，從而對鉬精礦品位產生影響。在大量試驗的基礎上，對該礦采用鉬硫等可浮浮選作業，等可浮精礦再磨后進行鉬/銅硫分離，獲得鉬精礦，鉬精尾綜合回收銅等有價元素。等可浮精礦再磨既可以避免回收細粒級鉬所致原礦磨礦細度的提高，也可以使鉬礦物充分單體解離，提高鉬精礦品位和回收率，還可以低成本綜合回收銅等其他有價元素。

1 原礦工藝礦物學研究

1.1 化學多元素分析

原礦化學多元素分析結果見表1。

表1 原礦化學多元素分析結果 %

由表1可見：礦石主要的非金屬礦物是SiO2(占60.36%)，其次為CaF2、Al2O3、Fe、S、CaO及Na2O、K2O等。S含量1.96%，主要有價金屬Mo的含量為0.092%，WO3的含量為0.25%。Cu、Pb、Zn含量較低，Au、Ag含量甚微。

1.2 礦物組成及鉬的賦存狀態

原礦中主要礦物組成及其相對含量見表2。由表2可見：試樣中主要的金屬礦物是赤鐵礦、褐鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦，少量的輝鉬礦、黃銅礦等，微量的方鉛礦、閃鋅礦、重晶石、鉬華、黑鎢礦、毒砂等；脈石礦物主要是石英、綠簾石、螢石、石榴子石、方解石等，其次為白云石、蛇紋石、角閃石、高嶺石、透閃石、透輝石、黑云母等；微量的磷灰石、電氣石、炭質物等。

表2 礦石中主要礦物的含量 %

2 選礦試驗研究

2.1 鉬粗選試驗

2.1.1 鉬粗選磨礦細度試驗

在進行浮選藥劑種類和用量試驗前，首先進行了磨礦細度試驗，工藝流程見圖1，試驗結果見圖2。

圖1 鉬硫等可浮方案試驗工藝流程

由圖2可見：隨著磨礦細度的提高，尾礦中鉬的品位呈先逐步下降再升高的趨勢，當磨礦細度-0.074 mm占80%時，指標出現拐點，因此該多金屬礦粗選磨礦細度為-0.074 mm占80%為宜。

圖2 磨礦細度試驗結果

2.1.2 鉬粗選捕收劑試驗

2.1.2.1 鉬粗選捕收劑種類試驗

對鉬硫等可浮粗選的捕收劑種類進行了廣泛的試驗研究，采用水玻璃為調整劑，試驗結果以鉬硫粗精礦中的鉬回收率和鉬品位表示。試驗工藝流程見圖3，試驗結果見表3。

圖3 粗選藥劑制度試驗流程

表3 捕收劑組合試驗結果

由表3可見：采用TB7000(煤油和柴油的混合物)藥劑為浮選捕收劑，鉬硫粗精礦中Mo品位與使用煤油或者柴油相當，但回收率較高；鉬硫粗精礦Mo回收率與使用25#黑藥和丁銨黑藥相當，但品位較高，綜合考慮選礦指標，確定采用TB7000藥劑作為該鉬礦的浮選捕收劑。

2.1.2.2 鉬粗選TB7000用量試驗

磨礦細度固定-0.074 mm 80%，進行鉬粗選TB7000用量試驗，試驗工藝流程見圖3，試驗結果見圖4。

圖4 TB7000用量試驗結果

由圖4可見：隨著TB7000用量的增加，鉬硫粗精礦中的鉬回收率有所增加，但TB7000用量達到70 g/t以后，鉬回收率增幅不大，因此TB7000用量以70 g/t左右為宜。

2.1.3 鉬粗選pH調整劑及用量試驗

在pH值調整劑試驗中分別考查了碳酸鈉、石灰等藥劑對鉬浮選的影響。固定磨礦細度-0.074 mm 80%，TB7000用量70 g/t，2#油用量70 g/t，試驗工藝流程見圖3，試驗結果見表4。

表4 粗選調整劑用量試驗結果

由表4可知：隨著石灰用量的增加，鉬硫粗精礦中鉬的品位有所提高，回收率略有下降；隨著碳酸鈉用量的增加，鉬硫粗精礦中鉬的品位也有所提高，但回收率與不加調整劑相當，因此，確定不加調整劑進行鉬硫粗選。

2.1.4 鉬粗選水玻璃用量試驗

磨礦細度固定-0.074 mm80%，TB7000用量70 g/t，2#油用量70 g/t。水玻璃用量試驗工藝流程見圖3，試驗結果見圖5。

圖5 Na2SiO3用量試驗結果

從圖5可知：適當添加水玻璃可以提高粗精礦中鉬的回收率和品位，水玻璃過量則會導致鉬回收率的降低。適宜的水玻璃用量為100 g/t左右。

2.1.5 鉬粗選閉路流程試驗

根據生產現場浮選要求，鉬硫等可浮粗選試驗礦漿濃度為30%左右，粗選時間為5 min左右時，浮選效果最佳。在上述試驗的基礎上，進行了鉬硫等可浮浮選閉路流程試驗。鉬硫閉路試驗工藝流程與藥劑用量見圖6。鉬硫等可浮粗選閉路試驗可獲得含鉬4.19%，鉬回收率為84.26%的鉬硫精礦。據巖礦鑒定結果可知，試樣中鉬華含量占總鉬的13.00%左右，由此可知鉬硫等可浮閉路鉬的回收率接近理論回收率。鉬回收流程對于本礦石是適宜的。

圖6 鉬硫等可浮閉路試驗工藝流程

2.2 鉬精選試驗

2.2.1 鉬硫精礦分離流程方案試驗

影響本礦樣鉬選礦的礦物學因素主要是部分輝鉬礦的嵌布粒度較為細小，鉬硫精礦必須經過再磨后才能分離出合格的鉬精礦產品。以鉬硫等可浮閉路試驗獲得的鉬硫精礦(以下簡稱為等可浮精礦)為給礦,從鉬硫精礦中用銅硫抑制劑抑制黃銅礦和黃鐵礦優先浮出鉬精礦，再進一步考慮進行銅硫分離。等可浮精礦經濃縮脫水后進行再磨，再磨細度暫定為95.42%-0.038 mm，在分離作業均選用煤油作為鉬礦物的捕收劑，試驗工藝流程與藥劑用量見圖7。

圖7 抑銅硫浮鉬+銅硫分離試驗工藝流程

對該等可浮精礦采用抑銅硫浮鉬+銅硫分離試驗工藝流程，先用硫化鈉抑制黃銅礦和黃鐵礦，經一次粗選獲得的鉬粗精礦含Mo為13.81%、Cu 3.50%，鉬作業回收率為84.43%，經一次鉬掃選后用石灰抑制黃鐵礦，銅硫分離經一次粗選三次精選后獲得銅精礦含Cu為7.73%、Mo 0.94%，銅作業回收率為21.53%，浮銅粗選尾礦經一次掃選后獲得槽內產品即為硫精礦。抑銅硫浮鉬分離試驗進行了脈石抑制劑六偏磷酸鈉用量、抑銅硫浮鉬的抑制劑種類與用量等條件試驗，并進行了抑銅硫浮鉬分離閉路流程試驗。

2.2.2 鉬精選脈石抑制劑用量試驗

LP(六偏磷酸鈉，一種脈石抑制劑)是片狀硅酸鹽礦物(綠泥石、絹云母、黑云母等)和粘土礦物最有效的抑制劑，固定再磨細度為92.75%-0.038 mm，LP用量試驗工藝流程與藥劑用量見圖8，試驗結果見圖9。

圖8 脈石抑制劑LP用量試驗工藝流程

LP在礦石浮選中有兩個主要作用[21]，一方面LP能在礦物表面與捕收劑形成競爭吸附，抑制捕收劑在礦物表面的吸附作用，從而改變礦物的親疏水性；另一方面，LP的加入會引起礦物表面電荷發生改變，礦物顆粒間相互作用力隨之發生改變，增加礦物顆粒的分散性。從圖9結果可知:添加脈石抑制劑LP明顯地提高了分離粗選鉬粗精礦的鉬品位，脈石抑制劑LP的用量為70 g/t·原礦左右較為適宜。

圖9 脈石抑制劑LP用量試驗結果

2.2.3 銅硫抑制劑種類及用量試驗

在抑銅硫浮鉬試驗中，對抑制劑種類及用量進行了試驗。硫基乙酸鈉作為一種新型的硫化礦有效抑制劑在選鉬生產中也成功應用多年，可以替代劇毒抑制劑氰化鈉。通過試驗研究表明亞硫酸納與硫基乙酸鈉配合使用，對提高鉬粗精礦的鉬品位和回收率以及降低銅在鉬粗精礦中的損失具有協同效應，硫基乙酸鈉和亞硫酸納的適宜用量均為100 g/t·原礦。銅硫抑制劑種類試驗工藝流程與藥劑用量見圖10。

圖10 抑銅硫浮鉬試驗工藝流程

2.2.4 抑銅硫浮鉬分離閉路流程試驗

在上述試驗基礎上，進行了抑銅硫浮鉬分離閉路流程試驗。閉路試驗時為了保證鉬精礦的品位和鉬的回收率，采用一次粗選三次掃選八次精選作業。采用部分含鉬品位相對較低而含銅品位較高的鉬精選中礦1～3集中返回到鉬分離的粗選作業，其余的鉬精選中礦順序返回到前一作業的抑銅硫浮鉬的選礦分離工藝流程處理某多金屬鉬礦的鉬硫等可浮精礦，試驗流程見圖11。共進行了3次閉路流程試驗，閉路試驗結果見表5。

圖11 抑銅硫浮鉬分離閉路試驗工藝流程(部分鉬精選中礦集中返回)

表5 抑銅硫浮鉬閉路試驗結果 %

由表5可見：獲得的試驗指標重現性較好，其平均指標為鉬精礦含Mo 49.95%、Cu 0.14%，鉬作業回收率為96.79%。該方法可使鉬硫等可浮精礦中的銅以及黃鐵礦盡快地進入到分離作業的鉬精尾中，可獲得較好的試驗指標。

2.2.5 鉬精尾綜合回收銅試驗

對該抑銅硫浮鉬分離閉路試驗的鉬精尾進行了銅的回收探索試驗研究。該鉬精尾含Cu 1.71%、Mo 0.15%、S 24.84%、Pb 0.17%、Zn 0.77%、Au < 0.5 g/t、Ag < 5 g/t，鉬精尾中的銅在鉬銅分離作業已經受到抑制，可通過對鉬精尾進行漂洗來恢復銅的可浮性。鉬精尾經漂洗濃縮脫水后，抑硫浮銅分離開路流程試驗采用一次粗選二次精選三次掃選的工藝流程。在開路試驗的基礎上，對鉬精尾綜合回收銅進行了抑硫浮銅分離閉路流程試驗。在開路試驗中，獲得的銅精礦含鋅較髙，所以在抑硫浮銅分離閉路流程試驗中添加了ZnSO4，目的是將鋅抑制到銅尾礦中，再考慮從銅尾礦中回收鋅；同時，為了保證銅精礦的質量，銅的精選作業增加了一次精選即三次精選。抑硫浮銅分離閉路試驗工藝流程與藥劑用量見圖12。閉路試驗獲得的銅精礦含Cu 22.07%，銅作業回收率為90.90%。該銅精礦含Pb 1.57%、Zn 8.08%、Ag 22.71 g/t。從銅精礦含鋅的情況來看，添加ZnSO4未能將鋅抑制到銅尾礦中。鋅的回收有待于在以后的選礦連續擴大試驗或生產實踐中進一步研究。

圖12 抑硫浮銅閉路試驗工藝流程

3 選礦產品檢查

3.1 鉬精礦多元素分析

以TB7000為鉬硫等可浮捕收劑，采用鉬硫等可浮+再磨+鉬/(銅)硫分離的選礦工藝流程回收鉬。閉路試驗可以獲得鉬精礦含Mo 50.19%，鉬回收率為82.57%，鉬精礦質量達到GB3200-82中的一級品一類標準；鉬精尾進行抑硫浮銅，閉路試驗獲得的銅精礦含Cu 22.06%，銅回收率為45.11%，銅精礦質量達到YB112-82中的九級品標準。對閉路試驗所獲得的選礦產品進行了如下的產品檢查。

鉬精礦、多元素分析結果見表6。由表6可知：經鉬精選試驗后，可使原礦中鉬品位0.092%提高至鉬精礦中鉬的品位50.19%，回收率為82.57%，達到合同要求。

表6 鉬精礦多元素分析結果 %

3.2 鉬精礦粒度分析

鉬精礦粒度分析結果見表7。由表7可知：粒級為-0.025 mm的細粒級精礦含量最多，其產率為34.14%，其中鉬的品位為46.58%。其次是粒級為+0.074 mm和-0.074+0.037 mm的鉬精礦，產率相當，分別為27.23%和28.41%，-0.074+0.037 mm的鉬精礦鉬品位略高于+0.074 mm，分別為54.57%和52.47%。

表7 鉬精礦篩析結果

4 結 論

(1)西藏某多金屬礦中含Mo 0.092%(其中輝鉬礦占87.00%)。礦石中伴生元素Cu、Pb、Zn、S、Fe、Ag、Re含量均較低，Cu 0.055%，S 1.96%，Fe 15.85%，Ag 1 g/t，Re<0.1 g/t，Pb 0.055%，Zn 0.043%。試樣中主要的金屬礦物是赤鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦，少量的褐鐵礦、輝鉬礦、白鎢礦、黃銅礦等，微量的方鉛礦、閃鋅礦、重晶石、鉬華、毒砂等；脈石礦物主要是石英、綠簾石、螢石、石榴子石、方解石等，其次為白云石、蛇紋石、角閃石、高嶺石、透閃石、透輝石、黑云母等；鉬礦物是主要的目的回收礦物，錸可富集到鉬精礦產品中，銅、鋅、鐵、銀可以綜合回收。

(2)鉬浮選試驗研究表明:當原礦中Mo品位為0.092%時，采用鉬硫等可浮方案，將原礦磨至細度為-0.074 mm含量占80%，使用TB7000為鉬硫捕收劑，等可浮鉬硫精礦再磨(-0.038 mm占92.75%)后，進行鉬/銅硫分離和8次鉬精選作業，可獲得回收率為82.57%，品位為50.19%的鉬精礦。

(3)銅浮選探索試驗研究表明：鉬硫分離尾礦即鉬精尾中含銅1.71%、Pb 0.17%、Zn 0.77%、Au<0.5 g/t、Ag<5 g/t，對鉬精尾進行抑硫浮銅，閉路試驗獲得的銅精礦含Cu 22.06%，對原礦銅回收率為45.11%。該銅精礦含Pb 1.57%、Zn 8.08%、Ag 22.71 g/t。鋅的回收有待于在以后的選礦連續擴大試驗中進一步研究。