滑石輝鉬礦分離選礦工藝研究及設(shè)備選擇

趙　平，孫春輝，郭珍旭

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，河南 鄭州 450006；2.國(guó)家非金屬礦資源工程技研究中心，河南 鄭州 450006；3.中國(guó)黃金集團(tuán)中原礦業(yè)有限公司，河南 三門(mén)峽 472200)

滑石輝鉬礦分離選礦工藝研究及設(shè)備選擇

趙平1，2，孫春輝3，郭珍旭1，2

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，河南 鄭州 450006；2.國(guó)家非金屬礦資源工程技研究中心，河南 鄭州 450006；3.中國(guó)黃金集團(tuán)中原礦業(yè)有限公司，河南 三門(mén)峽 472200)

摘要：某鉬礦為富含滑石且伴生磁鐵礦的特大型鉬礦床，滑石含量高達(dá)13%以上，磁鐵礦含量為15%，輝鉬礦品位較高但嵌布粒度較細(xì)，礦石經(jīng)破磨后滑石因硬度低而在細(xì)礦泥中富集，采用磁選-分級(jí)方法分離滑石和輝鉬礦取得較好的分離效果，分選工藝和設(shè)備的選擇是分離滑石輝鉬礦的關(guān)鍵技術(shù)，分離滑石后鉬選礦試驗(yàn)指標(biāo)為：原礦鉬品位0.17%，滑石13.2%，最終可獲得品位為45.61%高品位鉬精礦和品位為10.12%的低品位鉬精礦，鉬總回收率80.14%，伴生磁鐵礦精礦品位65.45%，回收率64.38%，本研究取得的研究成果為該難選鉬礦石開(kāi)發(fā)利用指明了方向。

關(guān)鍵詞：輝鉬礦；滑石；磁鐵礦；分離；工藝；設(shè)備

某鉬礦為一中溫?zé)嵋盒纬商卮笮秃F鉬礦床，礦石類(lèi)型屬矽卡巖斑巖混合礦，鉬礦物以輝鉬礦為主，伴生磁鐵礦，礦石中富含滑石、蛇蚊石等層狀硅酸鹽礦物，加之鉬礦物嵌布粒度細(xì)、脈石組成復(fù)雜，滑石與輝鉬礦自然可浮性極為相近采用浮選法直接分離困難[1]，造成礦山生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均較低，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

礦石經(jīng)碎礦、粗磨后，粗?；饕c磁鐵礦呈條帶、包裹狀共生，而鉬礦物與鐵礦物共生關(guān)系不密切，可在粗磨后根據(jù)滑石與輝鉬礦兩礦物的比磁化系數(shù)差異采用磁選法分離[2]，磨礦產(chǎn)品經(jīng)磁選粗選，再磨精選后得到鐵精礦，并同時(shí)將滑石分離到鐵精選尾礦中，實(shí)現(xiàn)滑石與鉬礦物初步分離；因滑石硬度極低，形成大部分滑石在-0.030mm礦泥中富集，與輝鉬礦基本單體解離，可采用分級(jí)工藝實(shí)現(xiàn)滑石與輝鉬礦再分離[3]。本文主要論述分離工藝和磁選設(shè)備、分級(jí)設(shè)備對(duì)分離效果的影響，在有效分離滑石后，該難選鉬礦資源得到高效利用。

1礦石性質(zhì)

礦石主要礦物組成及含量(%)：輝鉬礦，0.25；滑石，13.2；磁鐵礦，15.5；黃鐵礦，2.4透閃石，21.5；石英，16.8；蛇蚊石，1.6；長(zhǎng)石，9.8，方解石，3.5；角閃石7.8；綠泥石5.7。

礦石多項(xiàng)分析結(jié)果(%)：Mo，0.17；TFe，12.72；WO3，0.036；Cu，0.0016；S，1.49；SiO2，49.51；Al2O3，8.22；CaO，5.86；MgO，14.65；As，0.012；K2O+Na2O，5.86。

礦石中鉬物相分析結(jié)果(%)：硫化鉬，88.50；鉬華，1.08；鉬鈣礦，8.32；鉬鉛礦，2.03；

鐵物相分析結(jié)果(%)：磁鐵礦，79.66；赤(褐)鐵礦，6.12；碳酸礦，2.84；硅酸鐵，9.35；硫化鐵，1.51。

主要礦物嵌布特征：礦石組成成分較復(fù)雜，有價(jià)元素以鉬為主，其他非鉬硫化礦主要為黃鐵礦，嵌布粒度較粗，可浮性好，其余為黃銅礦，但含量較低且分布不均勻；輝鉬礦與石英、黃鐵礦共生密切，嵌布粒度較細(xì)，完全單體解離粒度為0.03mm。影響鉬選礦主要脈石礦物為滑石和少量蛇蚊石，滑石呈粗細(xì)不均勻嵌布，以細(xì)粒為主，與磁鐵礦、赤鐵礦等鐵礦物共生密切，磁鐵礦呈粗細(xì)不均勻嵌布，完全單體解離粒度為-0.045mm占85%。

磨礦產(chǎn)品粒度分析：選礦試驗(yàn)采用粗磨-分離滑石-鉬(鐵)粗選-粗精礦再磨再選工藝流程，確定粗磨磨礦細(xì)度為0.074mm占50%，對(duì)磨礦產(chǎn)品進(jìn)行粒度分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　磨礦產(chǎn)品細(xì)度分析結(jié)果

從礦石粗磨產(chǎn)品粒度分析結(jié)果可知，輝鉬礦在+0.020mm分布率較高，在-0.020mm分布率相對(duì)較低，而滑石則在-0.020mm顯著富集，特別是礦泥(-0.010mm)中滑石含量較高，粒度分析結(jié)果為分級(jí)分離滑石提供了可靠的依據(jù)。

2選礦工藝流程

鉬礦石中共生滑石含量達(dá)13%，由于滑石的天然可浮性與輝鉬礦非常接近，大量的滑石礦物嚴(yán)重影響到輝鉬礦浮選，采用浮選藥劑抑制滑石很難取得良好的鉬選礦指標(biāo)[4]，如何降低滑石對(duì)輝鉬礦浮選的干擾是該類(lèi)型礦石選礦難題。滑石是自然界中硬度最低的礦物，與其他礦物相比硬度極低，容易在破碎磨礦過(guò)程優(yōu)先解離粉碎，通過(guò)粗細(xì)分級(jí)將滑石富集到細(xì)粒級(jí)，從而使粗粒級(jí)浮選不受滑石干擾，物質(zhì)組成研究表明，礦石中滑石與磁鐵礦等鐵礦物密切共生，采用磁選將部分滑石分離，通過(guò)磁選和粗細(xì)分級(jí)實(shí)現(xiàn)滑石與輝鉬礦分離，原則工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1　原則工藝流程

3分離試驗(yàn)

3.1磁選分離試驗(yàn)

根據(jù)滑石與磁鐵礦、磁赤鐵礦密切共生的礦石工藝礦物學(xué)特征，采用磁選分離可以?huà)伋c鐵礦物共生的滑石對(duì)鉬浮選的影響，主要進(jìn)行了中場(chǎng)強(qiáng)和弱場(chǎng)強(qiáng)磁選對(duì)比試驗(yàn)研究。

磨礦產(chǎn)品磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)工藝流程見(jiàn)圖2，各段磁選設(shè)備為：CTN-1021中場(chǎng)強(qiáng)磁選機(jī)：CBB-108，強(qiáng)磁選機(jī)：SLON500。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

圖2　磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)工藝流程

由表2中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，磁選分離可分離出占原礦20%以上的滑石進(jìn)入細(xì)泥浮選，增加磁場(chǎng)強(qiáng)度不僅能提高鐵的回收率，同時(shí)也能分離出更多的滑石礦物，但強(qiáng)磁選效果不佳，因此磨礦產(chǎn)品磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度選擇中磁場(chǎng)即可。但中磁選鐵精礦中輝鉬礦夾雜嚴(yán)重，通過(guò)磨礦使部分連生體解離，從表3試驗(yàn)結(jié)果可知，中磁精礦通過(guò)再磨可減少鉬的金屬損失。

3.2分級(jí)分離試驗(yàn)

根據(jù)磨礦產(chǎn)品粒度分析結(jié)果，礦石經(jīng)碎磨后大部分滑石由于礦物硬度低而分布于細(xì)泥產(chǎn)品中，磁選分離后的非磁性產(chǎn)品可以通過(guò)分級(jí)方法實(shí)現(xiàn)滑石與輝鉬礦分離，分離滑石后提高了藥劑在輝鉬礦表面的吸咐幾率，從而改善輝鉬礦的可選性[5]。分級(jí)分離試驗(yàn)主要進(jìn)行水力旋流器-斜板分級(jí)機(jī)組合與水力旋流器-高速盤(pán)式分級(jí)機(jī)組合對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)備及型號(hào)：水力旋流器，F(xiàn)X75-PU-1；斜板分級(jí)機(jī)，CKLM-55×2；高速盤(pán)式分級(jí)機(jī)，GPF-320；分級(jí)試驗(yàn)工藝流程分別見(jiàn)圖3～5。

表2　磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

表3　中磁場(chǎng)磁選機(jī)粗選-鐵粗精礦再磨精選分離滑石結(jié)果

圖3　旋流器與斜板分級(jí)機(jī)組合工藝流程

圖4　斜板分級(jí)機(jī)與旋流器組合工藝流程

圖5　旋流器與高速盤(pán)式分級(jí)機(jī)組合工藝流程

以CKLM-55×2型中細(xì)粒物料斜板分級(jí)機(jī)和Φ75mm水力旋流器組合作為分級(jí)分離滑石設(shè)備，試驗(yàn)設(shè)計(jì)分級(jí)粒度30μm，分級(jí)效率40%，進(jìn)行了不同設(shè)備組合方式的對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與旋流器-斜板分級(jí)機(jī)相比，斜板分級(jí)機(jī)-旋流器組合分級(jí)效率相對(duì)較高，分離產(chǎn)品鉬浮選效果也較好，最終選擇斜板分級(jí)機(jī)-旋流器組合作為細(xì)粒分級(jí)設(shè)備。粗細(xì)分級(jí)分離鉬和滑石試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表4　不同分級(jí)設(shè)備組合方式分級(jí)對(duì)效果比

表5　粗細(xì)分級(jí)分離鉬和滑石試驗(yàn)結(jié)果

斜板分級(jí)機(jī)和水力旋流器組合雖然對(duì)-0.030mm粒級(jí)分級(jí)效率僅為35.71%，但對(duì)滑石分離效果較好，整個(gè)分離作業(yè)分級(jí)機(jī)溢流產(chǎn)率為16.60%，分離出30.97%的滑石，分出鉬的金屬量?jī)H為8.91%。從細(xì)粒物料分級(jí)給料以及粗粒、細(xì)粒物料粒度分析結(jié)果可知，斜板分級(jí)機(jī)-旋流器組合達(dá)到了預(yù)期的分級(jí)分離效果。但該組合存在設(shè)備占地面積大、單機(jī)處理量小的缺陷。

以GPF-320型高速盤(pán)式分級(jí)機(jī)和Φ75mm水力旋流器組合進(jìn)行分級(jí)分離滑石設(shè)備，試驗(yàn)設(shè)計(jì)分級(jí)粒度30μm，組合分級(jí)效率40%，分級(jí)旋流器各產(chǎn)品粒度分級(jí)結(jié)果見(jiàn)表6。盤(pán)式分選機(jī)各個(gè)產(chǎn)品粒度分析見(jiàn)表7。水力旋流器-0.030mm分級(jí)效率為35.22%，高速盤(pán)式分選機(jī)-0.030mm分級(jí)效率為86.73%，-0.010mm分級(jí)效率仍高達(dá)74.51%，試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該設(shè)備不僅運(yùn)行穩(wěn)定、指標(biāo)穩(wěn)定，單機(jī)處理量大、對(duì)粒度為-0.005mm微細(xì)粒物料分級(jí)效率較高，是高效的細(xì)粒礦物分級(jí)和脫泥設(shè)備。

分級(jí)效率對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果可知，選擇旋流器-高速盤(pán)式分選機(jī)為分級(jí)設(shè)備效果較好。

表6　分級(jí)效率試驗(yàn)結(jié)果

表7　旋流器-高速盤(pán)式分級(jí)機(jī)分級(jí)分離鉬和滑石試驗(yàn)結(jié)果

因物料粒度不同引起的礦物成分差異，導(dǎo)致水力旋流器對(duì)滑石具有一定的分離效果，采用高速盤(pán)式分級(jí)機(jī)對(duì)水力旋流器溢流進(jìn)一步分級(jí)，粗粒沉砂產(chǎn)品中滑石含量較低，鉬損失率也較低，因此該方案分離滑石和輝鉬礦效率較高，采用該方案進(jìn)行硫化鉬浮選試驗(yàn)。

3.3全流程試驗(yàn)

根據(jù)圖1中選礦試驗(yàn)工藝流程，進(jìn)行磁選、分級(jí)分離、鉬浮選及磁選選鐵的全流程試驗(yàn)，最終試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6～9。

圖6　磁選-水力分級(jí)及粗粒粗選數(shù)質(zhì)量流程

圖7　細(xì)粒鉬粗選及精選數(shù)質(zhì)量流程

圖8　粗粒粗精礦精選數(shù)質(zhì)量流程

圖9　鐵選礦數(shù)質(zhì)量流程

礦石經(jīng)分離滑石后為大幅度地提高鉬選礦技術(shù)指標(biāo)提供了有利的條件，鉬選礦試驗(yàn)最終獲得高品位鉬精礦品位45.60%、回收率72.41%、低品位鉬精礦品位10.12%、回收率7.73%、總鉬回收率80.14%、伴生磁鐵礦精礦品位、65.45%，鐵回收率64.48%的選礦試驗(yàn)指標(biāo)。

4結(jié)論

1)輝鉬礦與滑石的自然可浮性極為相近，礦石中滑石含量遠(yuǎn)高于輝鉬礦，大量的滑石礦物嚴(yán)重干擾鉬選礦，造成鉬精礦品位和選礦回收率較低，采用抑制滑石或滑石輝鉬礦混浮-分離浮選等單-浮選工藝選礦效果較差。

2)在輝鉬礦浮選前分離滑石是解決該類(lèi)型礦

石資源利用的技術(shù)關(guān)鍵，采用磁選—水力分級(jí)聯(lián)合工藝是適宜的；高效分離滑石后改善了硫化礦浮選環(huán)境，為提高選別指標(biāo)創(chuàng)造了有利條件。

3)分離時(shí)選礦設(shè)備選擇也是技術(shù)關(guān)鍵之一，磁選分離時(shí)設(shè)備型號(hào)和磁場(chǎng)強(qiáng)度選擇決定分離效果，采用分級(jí)分離滑石時(shí)，水力旋流器-高速盤(pán)式分級(jí)機(jī)組合是分離最有效方案。

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Study on beneficiation process and equipment in the separation of molybdenum and talcum

ZHAO Ping1，2，SUN Chun-hui3，GUO Zhen-xu1，2

(11.Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Zhengzhou 450006，China；2.Key Laboratory of Polymetallic Ores Utilization of Ministry of Land and Resources，Zhengzhou 450006，China；3.Central Plains Mining Co.，Ltd.，China National Gold Group Corporation，Sanmenxia 472200，China)

Abstract:AMo deposit was a giant deposit associated magnetite and talcum.The mosaic size of molybdenite in the deposit was quite fine although the Mo grade of the deposit was very high.Talcum content was as high as 13%，and magnetite content was 15% in this deposit.The talcum concentrated in the slime because talcum has low hardness.Magnetic separation-coarse and fine classification exhibited a high level of performance in the the separation.of talc and molybdenum.In the process，coarse and fine classification and classifying equipment were main factors.The experiments showed that the Mo content of the concentrates were up to 45.61% and 10.12%，respectively，the recovery of molybdenum was up to 80.14%，at a feed ore containing 0.17% Mo and 13.2% talcum。

Key words：molybdenum；talc；magnetite；separate；process；equipment

收稿日期：2015-01-12

作者簡(jiǎn)介：趙平(1965-)，男，湖北松滋人，碩士，研究員，1988年畢業(yè)于武漢科技大學(xué)選礦工程專(zhuān)業(yè)，主要從事有色金屬和非金屬礦的選礦試驗(yàn)研究工作。E-mail：zszp618@163.com。

中圖分類(lèi)號(hào)：TD95

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4051(2016)02-0134-05