降低鉬精礦中碳含量的研究及應(yīng)用

劉迎春

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司，陜西 華縣 714102)

降低鉬精礦中碳含量的研究及應(yīng)用

劉迎春

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司，陜西 華縣 714102)

金堆城鉬業(yè)股份有限公司百花嶺選礦廠通過對(duì)鉬精礦中碳來源分析，直接加強(qiáng)崗位操作、添加低鉻合金鋼球、用煤油捕收劑代替YC捕收劑等各種措施，使鉬精礦中碳由3.4%降低到1.5%左右，然后再將鉬精礦高溫加熱烘干，進(jìn)一步除去鉬精礦中的有機(jī)碳，最終將鉬精礦中碳降低到0.6%以下，使產(chǎn)品達(dá)到生產(chǎn)高純二硫化鉬的質(zhì)量要求。

碳；鉬精礦；加熱烘干；高純二硫化鉬

0 引 言

金堆城鉬業(yè)股份有限公司化學(xué)分公司生產(chǎn)高純二硫化鉬需要鉬品位57%以上、碳含量不大于0.6%的鉬精礦，原生產(chǎn)二硫化鉬使用鉬精礦原料由卅畝地選礦廠生產(chǎn)。該選廠浮選工藝為：鉬經(jīng)過9次精選后得到52%普通鉬精礦，然后對(duì)普通鉬精礦進(jìn)行強(qiáng)浮選，即將第9次泡沫進(jìn)行磨礦分級(jí)后經(jīng)1次粗選，5次精選，得到57%的高品位鉬精礦和50%左右的普通鉬精礦兩種產(chǎn)品[1]。卅畝地選礦廠生產(chǎn)57%鉬精礦需要多供北露天坑下花崗斑巖，對(duì)礦石依賴性強(qiáng)。目前北露天坑下出礦越來越少，南露天礦石開采量比例越來越大，南露天礦石相對(duì)于北露天礦石難磨難選，卅畝地選礦廠生產(chǎn)57%鉬精礦的難度越來越大，難以保證化學(xué)分公司原料需求。因此決定在百花嶺選礦廠萬噸生產(chǎn)線試生產(chǎn)57%高品低碳鉬精礦。

1 萬噸生產(chǎn)線生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 碎磨工藝

萬噸生產(chǎn)線破碎段采用三段一閉路加高壓輥磨機(jī)超細(xì)碎工藝，得到-7.2 mm占80%的最終破碎產(chǎn)品。一段磨礦采用φ5.5×8.5 m球磨機(jī)與旋流器組成磨礦分級(jí)閉路，一段磨礦產(chǎn)品細(xì)度-0.074 mm占60%。

1.2 浮選工藝

粗選采用浮選柱進(jìn)行鉬銅混合浮選，得到鉬品位為8%左右的粗精礦，粗選尾礦用浮選機(jī)進(jìn)行3次掃選。粗精礦經(jīng)1次再磨、2次擦洗、5次浮選柱精選、3次精掃選的階段磨礦階段選別工藝，最終得到鉬品位為57%左右的鉬精礦[2]。

1.3 選礦藥劑

選鉬作業(yè)添加的選礦藥劑有捕收劑、起泡劑、抑制劑。粗選段用YC作為捕收劑，2#油作為起泡劑。精選段添加巰基乙酸鈉和磷諾克斯分別作為選銅鉛抑制劑，同時(shí)根據(jù)浮選現(xiàn)象，精掃選和精一作業(yè)添加少量的YC藥劑作為消泡劑。

1.4 脫水工藝

浮選泡沫濃度為15%左右的鉬精礦先由濃密機(jī)濃縮到35%左右，再經(jīng)壓濾機(jī)壓濾的兩段脫水工藝，最終得到水分為10%左右[3]、平均含碳量為3.4%的鉬精礦。

2 鉬精礦中碳來源

通過以往多次對(duì)鉬精礦中碳物相分析，鉬精礦中碳主要分為有機(jī)碳、無機(jī)碳、石墨碳，鉬精礦中有機(jī)碳主要來自選礦捕收劑和起泡劑，石墨碳主要來自球磨機(jī)內(nèi)添加的鋼球，無機(jī)碳主要來自原礦[4]。

2.1 原礦中碳

礦石中含碳元素的礦物主要有菱鐵礦、菱鎂礦、菱鋅礦、菱鋇礦、方解石、石墨、文石、白云石等[5]。金堆城原礦中碳主要以方解石為主，少量的單質(zhì)碳以半石墨碳為主,極少量的無定形碳[6]。在選礦過程中，礦石經(jīng)過多次磨礦，粒度較細(xì)，加上精選過程中泡沫發(fā)粘，在多次浮選中少量無機(jī)碳難免夾雜進(jìn)入鉬精礦，少量的單質(zhì)碳也會(huì)隨鉬一起上浮。

2.2 鋼球中碳

根據(jù)以往資料，鉬精礦碳含量高低與使用的磨礦介質(zhì)關(guān)系密切，補(bǔ)加不同材質(zhì)不同性能的鋼球時(shí)，鉬精礦碳含量不同。低鉻合金鑄球中碳以碳化鐵(Fe3C)形態(tài)存在，鋼球磨損掉的碳在浮選過程中富集不明顯；復(fù)相球墨鑄球中碳以石墨及無定型碳形態(tài)存在，碳在浮選過程中極易上浮而富集[7]。

2.3 有機(jī)碳

再者，對(duì)于打零工的東家，也應(yīng)積極作為。雖然《勞動(dòng)合同法》規(guī)定的社保等員工福利并不能覆蓋新型平臺(tái)就業(yè)下的自由職業(yè)者，但是，對(duì)于“東家”而言，并不能不作為。比如，快遞、外賣、速遞等高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)的勞動(dòng)者，可以購(gòu)買商業(yè)保險(xiǎn)，從而給勞動(dòng)者多一份保障。其實(shí)，只要平臺(tái)或公司對(duì)這些零工多些人性化權(quán)益保障，就能彌補(bǔ)法律規(guī)定不足之難。

鉬精礦中有機(jī)碳占比例較大，多次化驗(yàn)結(jié)果，鉬精礦經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后有機(jī)碳占總碳的50%以上。有機(jī)碳主要來自選礦藥劑捕收劑和起泡劑。

3 鉬精礦降碳措施

3.1 現(xiàn)場(chǎng)管理

為了能快速生產(chǎn)出高品低碳鉬精礦，盡快給鉬化工提供合格的原料，百花嶺選礦廠根據(jù)鉬精礦中碳來源及以往鉬精礦降碳經(jīng)驗(yàn)采取以下措施：(1)原礦中的碳由礦石性質(zhì)決定，通過加強(qiáng)露天礦配礦來適當(dāng)降低原礦中的碳含量，將原礦中碳控制在一定范圍內(nèi)。(2)在選礦過程中通過調(diào)整選礦捕收劑種類及用量，用低碳鏈的煤油代替高碳鏈的YC藥劑作為選鉬捕收劑。(3)加強(qiáng)崗位操作，適當(dāng)減少2#油用量，增加浮選泡沫沖洗水，以降低浮選泡沫粘度來降低碳進(jìn)入鉬精礦的機(jī)率，從而降低原礦中碳進(jìn)入鉬精礦含量。(4)一段磨礦、再磨及立磨均添加低鉻合金鑄球，并要求鋼球中碳含量不大于3.0%，平時(shí)加強(qiáng)對(duì)鋼球質(zhì)量檢測(cè)。

通過以上措施，鉬精礦中碳明顯降低，壓濾脫水后鉬精礦含碳量由3.4%降到1.6%左右，鉬精礦總含碳量降低了50%以上。但鉬精礦中碳含量仍然達(dá)不到質(zhì)量要求。因此對(duì)鉬精礦碳含量進(jìn)行物相分析，分析結(jié)果見表1。從表1看出，鉬精礦中碳主要是有機(jī)碳占60%左右，石墨碳占33%左右。石墨碳與二硫化鉬具有天然可浮性，在選鉬過程中極易上浮而富集，目前生產(chǎn)中尚無經(jīng)濟(jì)可行的鉬碳分離方法。因此要進(jìn)一步降低碳含量主要考慮降低鉬精礦中的有機(jī)碳。

表1 鉬精礦中碳物相分析

3.2 室內(nèi)降碳試驗(yàn)

從表1可知鉬精礦中碳主要是有機(jī)碳和石墨碳。石墨碳目前尚無經(jīng)濟(jì)可行的鉬碳分離方法，有機(jī)碳主要是選礦中的藥劑帶來，因此考慮可通過加熱方法來進(jìn)行降碳試驗(yàn)。

將壓濾后水分為10.8%、鉬品位為57.2%、碳品位為1.71%的鉬精礦分成若干份，將坩堝進(jìn)行編號(hào)，每個(gè)坩堝里稱放10 g鉬精礦放進(jìn)馬弗爐里，在不同溫度段干燥不同時(shí)間后進(jìn)行化驗(yàn)?；?yàn)結(jié)果見表2。

表2 鉬精礦室內(nèi)干燥試驗(yàn)

3.3 降碳工業(yè)應(yīng)用

3.3.1 干燥設(shè)備選擇

目前常用干燥設(shè)備有盤式連續(xù)干燥機(jī)、閃蒸干燥機(jī)、微波和電磁螺旋干燥機(jī)，盤式干燥機(jī)和閃蒸干燥機(jī)為低溫干燥，微波干燥機(jī)處理能力小，考慮到需除去鉬精礦中的油分，因此選用干燥溫度高、溫度可調(diào)、處理能力大，具有除塵設(shè)施的電磁螺旋干燥機(jī)。

根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，選用HD-DLH300電磁螺旋干燥機(jī)進(jìn)行鉬精礦除碳處理。該設(shè)備依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，在金屬管的外沿繞制銅線圈，在線圈兩端施加中頻電壓產(chǎn)生諧振，在金屬管內(nèi)產(chǎn)生渦流發(fā)熱，以達(dá)到烘干的目的。設(shè)備設(shè)計(jì)加熱溫度最高可達(dá)到500 ℃，處理能力1.5 t/h。

3.3.2 電磁螺旋干燥機(jī)使用中存在的問題及改進(jìn)措施

(1)干燥機(jī)進(jìn)料口煙氣很大，車間環(huán)境差。改造措施:增加風(fēng)機(jī)風(fēng)量，更換除塵風(fēng)機(jī)，將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由2 890 r/min變?yōu)? 300 r/min。

(2)干燥后鉬精礦中碳含量在0.8%左右，達(dá)不到質(zhì)量要求。改造措施:降低干燥機(jī)給料量，給料量由1.5 t/h降為1 t/h；增加干燥溫度，干燥設(shè)定溫度由350 ℃調(diào)整為400 ℃；同時(shí)保持勻速給料。

(3)除塵風(fēng)管易堵塞。改造措施:增大除塵箱噴淋水壓力，在除塵風(fēng)機(jī)U型管處增加一次管道沖洗水。

通過調(diào)試摸索，成功生產(chǎn)出了合格的低碳鉬精礦。對(duì)生產(chǎn)后合格鉬精礦進(jìn)行化驗(yàn)，化驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 干燥后鉬精礦化驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié) 論

(1)隨著南露天難磨難選礦石供應(yīng)量增加，卅畝地選礦廠用浮選機(jī)深度浮選法生產(chǎn)57%鉬精礦的難度越來越大，用浮選柱更容易生產(chǎn)高品鉬精礦。

(2)鉬精礦中碳主要為有機(jī)碳、無機(jī)碳、石墨碳，有機(jī)碳主要來自選礦藥劑。

(3)通過加強(qiáng)崗位操作，用煤油代替YC捕收劑，球磨機(jī)添加低鉻合金鑄球等措施，可以將鉬精礦中碳降低50%以上，由平均3.4%降到1.5%左右。

(4)石墨碳在選鉬過程中極易上浮而富集，目前尚無經(jīng)濟(jì)可行的鉬碳分離方法，通過高溫加熱烘干，除掉鉬精礦中的有機(jī)碳，可將鉬精礦中碳降到0.6%以下，使產(chǎn)品達(dá)到可生產(chǎn)高純二硫化鉬的原料質(zhì)量要求。

(5)干燥溫度高，蒸發(fā)油分多，煙筒排出煙氣油味大，建議進(jìn)一步研究尾氣除油設(shè)施，將蒸發(fā)的油分回收再用于選礦中，同時(shí)降低環(huán)境污染。

[1] 王漪靖.57鉬精礦含碳高原因分析研究[J].有色金屬(選礦部分)， 2006(6):14-17.

[2] 劉迎春.金堆城百花嶺選礦廠重大技術(shù)回顧與展望[J].中國(guó)鉬業(yè),2013,37(3):20-23.

[3] 劉迎春,李九洲，張美鴿.鉬精礦脫水新工藝研究及應(yīng)用[J].中國(guó)鉬業(yè)，2012,36(1):30-32.

[4] 沈昌賢，劉雁鷹.57%高碳鉬精礦碳的賦存狀態(tài)分析研究 [J].中國(guó)鉬業(yè)，2009,33(5):17-19.

[5] 許 時(shí).礦石可選性研究[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1987:300-307.

[6] 嚴(yán)芳玲.金堆城鉬礦床單質(zhì)碳相及其對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響[J].有色金屬(礦山部分), 2008,60(4):21-23 .

[7] 王漪靖，李衛(wèi)昌，劉險(xiǎn)峰.磨礦介質(zhì)對(duì)鉬精礦碳含量影響研究[J].金屬礦山,2006,30(6):15-17.

RESEARCHANDAPPLICATIONOFREDUCINGCARBONCONTENTINMOLYBDENUMCONCENTRATE

LIU Ying-chun

(Jinduicheng Molybdenum Co.,Ltd.，Huaxian714102, Shaanxi, China )

In Baihualing Dressing Plant, by a variety of countermeasures ,such as analyzing the source of carbon in molybdenum concentrate ,strengthening the post operation directly, adding low chrome alloy steel ball, replacing YC collecting agent with kerosene collecting agent,carbon content in molybdenum concentrate was decreased from 3.4% to 1.5% .By heating and drying the molybdenum concentrate at high temperature to further remove organic carbon in molybdenum concentrate, the carbon in molybdenum concentrate was decreased to below 0.6% eventually, thus, the products reached the quality for the production of high purity molybdenum disulfide.

carbon;molybdenum concentrate;heating and drying; pure molybdenum disulfide

TD164+.2

A

1006-2602(2017)05-0033-03

2017-04-18；

2017-05-28

劉迎春(1975—), 女 ,選礦高級(jí)工程師 。

10.13384/j.cnki.cmi.1006-2602.2017.05.007

E-mail:liuyingchun2110@163.com