河北某斑巖型鉬礦提高選礦指標(biāo)試驗(yàn)研究

劉國英，郭文軍，祖述宇

（中鋼集團(tuán)天津地質(zhì)研究院，天津 300181）

0 引言

我國鉬礦資源儲(chǔ)量非常豐富，其生產(chǎn)量和消費(fèi)量于2008年已超過美國，居世界第一位［1－2］。我國擁有大中小型鉬選礦廠100多座，年處理能力3 500×104t以上，但在鉬礦選礦方面仍存在很多問題，如鉬精礦回收率偏低，目前只有金堆城大型鉬選礦廠回收率能達(dá)到85%以上，而有些鉬選廠回收率甚至低于60%；鉬精礦品質(zhì)普遍不高，大多數(shù)選礦廠生產(chǎn)的鉬精礦含鉬為45%～51%，極易造成資源浪費(fèi)［3］。

河北省某鉬礦為單一斑巖型鉬礦，針對該礦礦石特點(diǎn)，作者采用綜合用藥制度，選用階段磨礦階段選別的工藝進(jìn)行試驗(yàn)研究，進(jìn)一步提高了該礦鉬精礦的回收率和品級(jí)，并節(jié)約了生產(chǎn)成本。

1 原礦礦石性質(zhì)

1.1 原礦光譜分析

原礦光譜半定量分析結(jié)果見表1。

1.2 原礦多元素分析

原礦多元素分析結(jié)果見表2。該斑巖型鉬礦床中僅鉬達(dá)到可選品位，其他伴生組分均未達(dá)到綜合回收的品位。

1.3 原礦鉬的物相分析

原礦鉬的物相分析結(jié)果見表3。鉬礦物中96.67%為硫化礦，采用浮選可有效回收鉬。

1.4 原礦礦物組成及其特征

該斑巖型鉬礦礦石主要金屬礦物為輝鉬礦、黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦等，主要脈石礦物為石英、斜長石、鉀長石。

表1 原礦光譜半定量分析結(jié)果Table 1 Semi－quantitative spectral analysis of crude ore

表2 原礦多元素分析結(jié)果Table 2 Multi－elements analysis of crude ore

表3 原礦鉬的物相分析結(jié)果Table 3 Analysis of molybdenum minerals of crude ore

（1）輝鉬礦：構(gòu)造為浸染狀、裂隙充填狀，結(jié)構(gòu)為鱗片狀、葉片狀、蠕蟲狀、針狀、羽毛狀。輝鉬礦主要與石英成連生體，呈鋸齒狀接觸；部分與黃鐵礦連生，不規(guī)則沿裂隙充填接觸；與黃銅礦呈交代或裂隙充填接觸；與磁黃鐵礦、閃鋅礦呈包裹狀接觸；與磁鐵礦呈沿裂隙充填或交代接觸。輝鉬礦單晶體粒度一般為（0.03～0.09）mm×（0.06～0.12）mm，最大（0.09～0.12）mm×（0.24～0.30）mm，最?。?.03～0.09）mm×（0.006～0.003）mm。輝鉬礦往往于（0.06～0.04）mm就開始單體解離，但一般在0.01～0.003mm單體解離較好。

（2）黃鐵礦：多為自形晶、半自形晶，次為他形粒狀，部分黃鐵礦具碎裂及融蝕現(xiàn)象。局部被脈石融蝕呈港灣狀。黃鐵礦與輝鉬礦、磁鐵礦毗連并包有輝鉬礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦、斑銅礦等。部分黃鐵礦被白鐵礦、磁黃鐵礦交代并有殘留。黃鐵礦粒徑一般為0.1～0.5mm，呈細(xì)脈狀、星散狀浸染于礦石中，與其他礦物接觸平直圓滑。

（3）磁鐵礦：他形粒狀為主，次為不規(guī)則形狀，也可見半自形粒狀者。磁鐵礦晶粒邊部、解理及裂隙處輕微赤鐵礦化，與黃鐵礦、輝鉬礦毗連，并包有輝鉬礦，與輝鉬礦接觸線平直。脈狀者脈寬一般為1～4mm，以細(xì)脈狀、星點(diǎn)狀浸染于脈石中。

（4）石英：他形粒狀，常呈集晶體團(tuán)塊狀及細(xì)脈狀穿插，粒徑一般為0.5～1mm，細(xì)脈狀石英中常嵌有輝鉬礦細(xì)脈。

（5）鉀長石：他形粒狀為主，次為板狀，具卡氏雙晶，淺肉紅色，表面不潔凈，具有不同程度的高嶺土化、碳酸鹽化，沿鉀長石的解理及裂隙常有方解石嵌布。鉀長石內(nèi)常有星散狀的輝鉬礦且接觸線平直。

（6）斜長石：多呈半自形晶粒狀、板狀等，聚片雙晶，可見環(huán)帶結(jié)構(gòu)。粒徑一般為1～2mm，具不同程度的絹云母化、碳酸鹽化。

1.5 礦石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

（1）礦石結(jié)構(gòu)：主要為花崗結(jié)構(gòu)、不等粒結(jié)構(gòu)、融蝕結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、半自形晶結(jié)構(gòu)。斜長石呈半自形柱狀，石英、鉀長石、磁鐵礦呈他形粒狀，鑲嵌為花崗結(jié)構(gòu)；斜長石、鉀長石粒度大小不一，石英、云母一般為等粒狀，互相嵌在一起構(gòu)成不等粒狀結(jié)構(gòu)；黃鐵礦被礦石礦物所融蝕，呈港灣狀；赤鐵礦交代磁鐵礦、白鐵礦，磁黃鐵礦交代黃鐵礦；黃鐵礦多呈自形、半自形結(jié)構(gòu)。

（2）礦石構(gòu)造：主要為塊狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染構(gòu)造、星散狀浸染構(gòu)造。石英、鉀長石、斜長石、云母等緊密相嵌組成堅(jiān)硬的塊狀構(gòu)造；細(xì)粒石英呈灰白色細(xì)脈穿插于礦石中，輝鉬礦呈細(xì)脈狀嵌于石英脈中，黃鐵礦、磁黃鐵礦呈細(xì)脈狀穿插于礦石中；輝鉬礦、黃鐵礦、磁鐵礦呈星散狀嵌于脈石中。

2 選礦試驗(yàn)

由原礦礦石性質(zhì)可知，該礦為單一斑巖型鉬礦，且礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造比較簡單，礦物組合不復(fù)雜，伴生礦物較易分離。采用浮選試驗(yàn)流程即可有效回收鉬礦。為節(jié)約磨礦成本，且防止過磨產(chǎn)生過多新泥而影響浮選效果，本次試驗(yàn)采用階段磨礦階段選別，即先對原礦粗磨后進(jìn)行粗選，之后對粗精礦細(xì)磨后進(jìn)行精選，逐步達(dá)到單體解離充分，以確保鉬精礦的高回收率。

2.1 粗選條件試驗(yàn)

從磨礦細(xì)度、捕收劑種類、藥劑用量（石灰、水玻璃、混合捕收劑、新型捕收劑PE－100）方面進(jìn)行了粗選條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)采用XFD型單槽浮選機(jī)。

圖1 粗選條件試驗(yàn)流程Fig.1 Flow sheet of roughing condition test

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

為了保證浮選獲得較高的指標(biāo)，浮選時(shí)不但要求礦物單體解離，而且要求適宜的入選粒度。顆粒太粗，即使已經(jīng)單體解離，如果超過氣泡的承載能力，往往浮不起來；顆粒太細(xì)，對于粗選來說又會(huì)增加磨礦成本，所以選擇合適的磨礦細(xì)度具有重要意義［4］。

磨礦細(xì)度試驗(yàn)中，選取磨礦細(xì)度為－0.074mm占40%，－0.074mm占50%，－0.074mm占60%和－0.074mm占80%；其他試驗(yàn)條件為：石灰用量1 000×10－6，水玻璃用量1 370×10－6，煤油用量150×10－6，2號(hào)油用量72×10－6。磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Result of milling fineness of the ore

圖3 捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Results of the tested collectors

從圖2可見，隨著磨礦細(xì)度的增加，粗精礦鉬品位不斷下降，鉬回收率呈不規(guī)律變化，當(dāng)磨礦細(xì)度為－0.074mm占60%時(shí)，鉬回收率較高，故選擇粗選磨礦細(xì)度－0.074mm占60%為宜。

2.1.2 捕收劑種類試驗(yàn)

選用捕收劑煤油、柴油和變壓器油進(jìn)行捕收劑種類試驗(yàn)，用量均為150×10－6。其他試驗(yàn)條件為：磨礦細(xì)度－0.074mm占60%，石灰用量1 000×10－6，水玻璃用量1 370×10－6，2號(hào)油用量72×10－6。捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

從圖3可見，加入煤油時(shí)鉬的品位和回收率均較高，故選用煤油作為本次試驗(yàn)的捕收劑。

2.1.3 石灰用量試驗(yàn)

加入石灰的目的是調(diào)節(jié)礦漿的pH值，使礦漿保持弱堿性，為捕收劑創(chuàng)造最佳的試驗(yàn)條件。本次試驗(yàn)中，石灰用量分別為：0，500×10－6，1 000×10－6，1 500×10－6；其他試驗(yàn)條件為：原礦磨礦細(xì)度－0.074mm占60%，水玻璃用量1 370×10－6，煤油用量150×10－6，2號(hào)油用量72×10－6。試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

從圖4可見，隨著石灰用量的增加，礦漿pH值不斷升高，但pH值過高會(huì)導(dǎo)致起泡劑的起泡性能增大，使粗精礦產(chǎn)率較高，而品位較低。石灰用量在500×10－6～1 000×10－6時(shí)鉬粗精礦的品位和回收率較高，本次試驗(yàn)選擇石灰用量為1 000×10－6。

圖4 石灰用量試驗(yàn)結(jié)果ig.4 Test results of lime amount used in the beneficiation

2.1.4 水玻璃用量試驗(yàn)

水玻璃是石英、硅酸鹽類礦物的有效抑制劑，同時(shí)對礦泥有良好的分散作用。在磨礦細(xì)度為－0.074mm占60%，煤油用量150×10－6，2號(hào)油用量72×10－6，石灰用量1 000×10－6的條件下，以水玻璃用量分別為0，1 370×10－6，2 740×10－6進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

從圖5可見，不加水玻璃時(shí)，石英等脈石礦物沒有得到抑制，浮選上來的粗精礦產(chǎn)率較高，品位較低；而水玻璃用量過大，對硫化鉬也有一定的抑制，使得鉬回收率不斷下降，所以水玻璃用量1 370×10－6為最佳。

2.1.5 混合捕收劑用量試驗(yàn)

通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，煤油和2號(hào)油按一定比例混合作為捕收劑使用效果較好。這種混合捕收劑中煤油和2號(hào)油的配比至關(guān)重要，過高或過低都會(huì)導(dǎo)致鉬的捕收效果不好。

圖5 水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Test results of soluble glass amount used in the beneficiation

圖6 混合捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.6 Test results of mixed collector amount used in the beneficiation

在磨礦細(xì)度－0.074mm占60%，石灰用量1 000×10－6，水玻璃用量1 370×10－6的條件下，進(jìn)行煤油和2號(hào)油不同比例、不同用量的試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

從圖6可見，隨著煤油、2號(hào)油比例的加大，鉬粗精礦的回收率不斷增加，但品位不斷下降；在煤油、2號(hào)油比例（2∶1）保持不變的情況下，混合捕收劑用量增加，鉬粗精礦的品位和回收率卻有所下降，主要原因在于煤油同時(shí)具有消泡作用，加大了煤油用量而不加大2號(hào)油用量，礦漿起泡性能變差，所以粗精礦的質(zhì)量有所下降，因此，混合捕收劑中煤油∶2號(hào)油＝2∶1，總用量135×10－6（煤油90×10－6，2號(hào)油45×10－6）為最佳。

2.1.6 新型捕收劑PE－100用量試驗(yàn)

新型捕收劑PE－100是輝鉬礦有效的捕收劑，特別有助于粗粒連生體的捕收。為進(jìn)一步提高粗精礦的回收率，在上述最佳試驗(yàn)條件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了PE－100用量試驗(yàn)，PE－100用量分別為10×10－6，20×10－6，30×10－6，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

從圖7可見，加入新型捕收劑PE－100可以提高粗精礦的品位和回收率。隨著用量的增加，回收率不斷提高，當(dāng)PE－100用量為20×10－6時(shí)，鉬粗精礦中鉬的品位達(dá)到6.27%，回收率為92.29%，提高了2個(gè)百分點(diǎn)，經(jīng)綜合考慮，選擇PE－100用量為20×10－6較好。

2.2 粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)

（1）粗精礦中鉬礦物單體解離度測定。從表4可見，粗精礦中有90%左右的鉬礦物都可以實(shí)現(xiàn)單體解離，因此，只要找到合適的再磨細(xì)度，絕大多數(shù)解離的鉬礦物都可通過精選回收。

（2）粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)。粗精礦再磨細(xì)度是決定精礦質(zhì)量的關(guān)鍵，其合適的范圍使礦粒單體基本解離，且適宜浮選；過粗則礦粒未解離難以浮選，過細(xì)則礦粒會(huì)泥化從而惡化浮選過程。

圖7 PE－100用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.7 Test results of collector PE－100amount used in the beneficiation

表4 粗精礦中鉬礦物的單體解離度Table 4 Separation degree of single molybdenite of rough concentrate

本次試驗(yàn)選擇再磨細(xì)度分別為－0.038mm占67%（粗精礦不再細(xì)磨直接精選），－0.038mm占85%，－0.038mm 占93%，－0.038mm 占97%。由于鉬精礦質(zhì)量要求較高，試驗(yàn)選擇5次精選以提高精礦質(zhì)量，并且在精選過程中加入硫化鈉來抑制黃鐵礦，試驗(yàn)流程見圖8，試驗(yàn)結(jié)果見圖9。

由圖8可知，粗精礦不磨直接進(jìn)行精選，鉬礦物單體得不到充分解離，鉬精礦的回收率和品位均較低；隨著再磨細(xì)度的增加，鉬品位變化不大，但回收率不斷下降，故選擇再磨細(xì)度－0.038mm占85%為宜。

2.3 開路試驗(yàn)

在上述一系列條件試驗(yàn)選取最佳試驗(yàn)條件的基礎(chǔ)上，對該礦石進(jìn)行了開路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖7，再磨細(xì)度選擇－0.038mm占85%。試驗(yàn)結(jié)果見表5，鉬精礦鉬品位w（Mo）＝52.605%，鉬回收率為70.14%，說明該斑巖型鉬礦石可選性較好。

表5 開路試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Results of open circuit test

圖8 粗精礦再磨試驗(yàn)流程Fig.8 Flow sheet for test of milling of rough concentrate

2.4 閉路試驗(yàn)

在開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上做了實(shí)驗(yàn)室小型閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表6，鉬精礦品位 w（Mo）＝50.007%，回收率為89.90%，指標(biāo)較為理想。

表6 閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Results of closed circuit test

2.5 產(chǎn)品分析

鉬精礦產(chǎn)品多元素分析結(jié)果見表7。鉬精礦已達(dá)到我國鉬精礦標(biāo)準(zhǔn)（GB3200－89）KMo51－A 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為合格鉬礦。

圖9 粗精礦再磨試驗(yàn)結(jié)果Fig.9 Test result of milling of rough concentrate

表7 鉬精礦多元素分析結(jié)果Table 7 Multi－elements analysis of Mo concentrate

3 結(jié)語

（1）該斑巖型鉬礦為單一的鉬礦床，礦石類型為細(xì)脈浸染狀。鉬礦物主要為輝鉬礦（基本為硫化礦），脈石礦物主要為石英、長石等。礦樣中除鉬達(dá)到可選品位外，其他元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)均很低，未達(dá)到綜合回收的品位。

（2）在粗選條件試驗(yàn)中采用混合捕收劑效果較好，該混合捕收劑中煤油和2號(hào)油的配比至關(guān)重要，過高或過低都會(huì)導(dǎo)致鉬的捕收效果不好。本次試驗(yàn)中，煤油與2號(hào)油的比例為2∶1捕收效果最佳。

加入新型捕收劑PE－100可以使粗精礦的回收率提高2個(gè)百分點(diǎn)，品位也略有提高。

（3）為節(jié)約生產(chǎn)成本，試驗(yàn)采用階段磨礦階段選別的選礦工藝，即原礦磨礦（－0.074mm占60%），經(jīng)一次粗選，一次掃選，粗精礦再磨（－0.038mm占85%）后進(jìn)行5次精選。實(shí)驗(yàn)室小型閉路試驗(yàn)選別指標(biāo)為鉬精礦品位w（Mo）＝50.007%，回收率89.90%，表明該斑巖型鉬礦可選性較好。

［1］賈紅秀，高麗梅，姜威.鉬市場30年回顧與展望［J］.中國鉬業(yè)，2006（1）：42－47.

［2］李來平，張文鉦.我國鉬資源開發(fā)現(xiàn)狀與展望［J］.金屬礦山，2010（8）：317－319.

［3］湯雁斌.國內(nèi)外鉬礦選礦技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新［J］.銅業(yè)工程，2010（1）：29－33.

［4］魏德洲.固體物料分選學(xué)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2000：379.