欒川某鉬鎢礦提高鉬回收率試驗研究及工業實踐

吳玉潔,吳 迪

(1.洛陽欒川鉬業集團股份有限公司,河南 洛陽 471500)

(2.廣東省科學院資源利用與稀土開發研究所,廣東 廣州 510650)

0 引 言

鉬是一種重要的戰略性金屬資源,主要用于合金、電子、航天、農業等領域[1-2]。鉬在自然界主要以輝鉬礦(MoS2)形式存在,其具有層狀結構及良好的天然可浮性[3],因此輝鉬礦通常采用非極性油作為捕收劑進行浮選,如煤油、柴油等[4]。我國鉬資源較為豐富,主要集中在河南、陜西、吉林等地區[5]。

河南欒川三道莊地區具有較為豐富的鉬資源,主要以鉬、鎢共伴生礦形式存在,隨著資源的不斷開發,原礦Mo品位從2020年的0.126%降至目前的0.072%,鉬氧化率增至10%以上,礦石性質愈發復雜,給鉬選礦帶來極大難度。為提高該鉬鎢礦中鉬的回收率,對該類礦石性質和選礦工藝進行了深入研究,并在現場進行了相關技術改造。

1 原礦性質

原礦中主要金屬礦物為黃銅礦、輝鉬礦、白鎢礦,主要脈石礦物為石榴石、石英,其次為綠泥石、長石、透輝石、方解石等,共有礦物20余種,共伴生的礦物種類復雜。

礦石化學多元素分析結果見表1,鉬、鎢礦物物相結果分析見表2和表3。從表1～3可以看出:原礦中有回收價值的元素主要是鉬、銅、鎢;原礦中的鉬以輝鉬礦為主,占總鉬的87.50%;原礦中鎢主要是白鎢礦。

表1 原礦多元素化學分析結果 %

表2 原礦鉬物相分析結果 %

表3 原礦鎢物相分析結果 %

2 鉬浮選試驗

在礦石性質分析基礎上進行了一系列鉬浮選試驗研究。鉬粗選試驗給礦為鉬原礦,鉬精選試驗給礦為鉬粗精礦。

2.1 鉬粗選試驗

鉬粗選試驗,捕收劑采用煤油,起泡劑為一元醇。試驗流程見圖1。

圖1 鉬粗選流程圖

2.1.1 磨礦細度試驗

磨礦細度對礦物的解離至關重要,進行不同磨礦細度的條件試驗。磨礦細度為變量,煤油用量為136 g/t,一元醇用量為28 g/t。試驗結果見圖2。

圖2 磨礦細度試驗結果

由圖2可見:隨著磨礦細度增加,Mo回收率逐漸降低,Cu回收率逐漸升高。綜合考慮,磨礦細度為-0.074 mm 60%較為適宜。

2.1.2 碳酸鈉用量試驗

碳酸鈉是一種常用調整劑,能夠起到調節pH、分散礦漿、降低水體硬度的效果。研究[6]表明輝鉬礦在選礦過程中易受高硬度水質影響,導致輝鉬礦表面污染,可浮性降低。采用碳酸鈉作為調整劑,磨礦細度-0.074 mm 60%,碳酸鈉用量為變量,煤油用量為136 g/t,一元醇用量28 g/t。試驗流程見圖1,試驗結果見圖3。

圖3 碳酸鈉用量試驗結果

由圖3可見:碳酸鈉有利于Mo、Cu回收率的提高,隨著碳酸鈉用量增加,Mo、Cu回收率逐漸提高,碳酸鈉用量選取1 500 g/t為宜。

2.1.3 煤油用量試驗

磨礦細度-0.074 mm 60%,碳酸鈉用量1 500 g/t,煤油用量為變量,一元醇用量28 g/t。試驗流程見圖1,試驗結果見圖4。

圖4 煤油用量試驗結果

由圖4可見:隨著煤油用量增加,Mo、Cu回收率均有一定程度提高。綜合考慮,粗選煤油用量選取136 g/t較為適宜。

2.1.4 鉬粗選閉路試驗

根據上述最佳試驗條件,進行鉬粗選閉路試驗,試驗流程見圖5,試驗結果見表4。

圖5 鉬粗選閉路試驗流程圖

表4 鉬粗選閉路試驗結果 %

由表4可見:鉬粗選閉路獲得了含Mo 7.57%、Cu 1.39%、全鉬回收率80.75%、Cu回收率59.64%的鉬粗精礦,其中硫化鉬中Mo的回收率為92.08%。

2.2 鉬精選試驗

現場鉬精選采用多段再磨,抑制劑為氰化鈉。小型試驗采用一段再磨簡化工藝流程,抑制劑用硫化鈉替代氰化鈉,以降低環境污染。

2.2.1 再磨細度試驗

再磨有利于輝鉬礦與脈石的解離,對鉬精礦品位的提高起著至關重要的作用,再磨細度試驗流程見圖6,試驗結果見圖7。

圖6 再磨細度試驗流程圖

圖7 再磨細度試驗結果

由圖7可見:隨著再磨細度的增加,鉬精礦Mo品位逐漸提高,Cu品位逐漸降低,Mo回收率也逐漸降低。由于鉬精礦Mo品位要求在50%以上,綜合考慮,再磨細度為-0.038 mm 88%較為適宜。

2.2.2 硫化鈉用量試驗

硫化鈉相比氰化物具有低毒特性,能夠實現銅的良好抑制。再磨磨礦細度為-0.038 mm占88%,進行硫化鈉用量試驗,精選1～4用量按1∶1∶0.5∶0.5比例添加,試驗流程見圖6,試驗結果見圖8。

圖8 精選硫化鈉用量試驗結果

由圖8可見:隨著硫化鈉總用量增加,鉬精礦Mo品位逐漸提高,Cu品位逐漸降低,Mo回收率也逐漸降低。綜合考慮,硫化鈉用量選取250 g/t較為適宜。

2.2.3 鉬精選閉路試驗

根據上述最佳試驗條件,進行鉬精選閉路試驗,試驗流程見圖9,試驗結果見表5。

圖9 鉬精選閉路試驗流程圖

表5 鉬精選閉路試驗試驗結果 %

由表5可見:鉬精選閉路試驗獲得了含Mo 52.87%、Cu 0.028%、全鉬回收率96.81%的鉬精礦,其中硫化鉬中Mo的回收率為97.01%。

2.3 鉬浮選全流程試驗

對鉬粗選和鉬精選試驗指標進行匯總,鉬浮選全流程試驗流程見圖10,試驗結果見表6。

圖10 鉬全浮選閉路試驗流程圖

表6 鉬全浮選閉路試驗試驗結果 %

由表6可見:鉬浮選全流程試驗獲得了含Mo 52.87%、Cu 0.028%、Mo回收率78.18%、硫化鉬中Mo的回收率89.33%的鉬精礦。

3 工業應用

3.1 鉬浮選給礦粒度優化

根據小型試驗研究結果,原礦磨礦細度在-0.074 mm含量60%左右較為適宜。現場通過調整磨機充填率、磨機功率、處理量等參數,提高磨礦細度和中間粒級含量。

2023年4月磨浮車間停機檢修測定充填率42%,6月之后將鋼球充填率降至39%左右;浮選給礦中-0.074 mm含量也較之前57%左右提升至59%左右。浮選給礦粒度優化前后技術參數對比結果見表7。

表7 浮選給礦粒度優化前后技術參數對比結果

3.2 鉬粗選藥劑制度優化

根據小型試驗研究結果,鉬粗選添加碳酸鈉作為調整劑,有利于提高Mo、Cu回收率。現場對鉬粗選藥劑制度進行優化,在其他藥劑用量基本不變的情況下,添加碳酸鈉前后硫化鉬中Mo回收率情況見表8。由表8可知,在煤油和一元醇用量變化不大的情況下,現場通過添加碳酸鈉,使得精礦中硫化鉬中Mo的回收率最終提高了2.91%。

表8 添加碳酸鈉前后現場硫化鉬中Mo回收情況

4 結 論

(1)隨著欒川三道莊地區資源的不斷開發利用,原礦中Mo品位顯著降低,鉬氧化率達到10%以上,導致鉬選礦指標不佳。

(2)小型試驗對Mo品位0.072%,氧化率12.50%的原礦,獲得了含Mo 52.87%、Cu 0.028%、全鉬回收率為78.18%、硫化鉬中的Mo回收率為89.33%的鉬精礦。

(3)工業實踐通過調整磨機充填率、磨機功率、處理量等參數,提高磨礦細度和中間粒級含量,實現了鉬浮選給礦粒度優化,并在鉬粗選添加碳酸鈉作為調整劑,硫化鉬中Mo的回收率從此前82.59%提高至85.50%。